Die Auswirkung von Kalorienrestriktion und periodischem Fasten auf die Prävention von Typ-2-Diabetes in der NZO-Maus

Fragestellung: Kalorienrestriktion und periodisches Fasten stellen zwei Formen einer Diät-Intervention dar, welche verschiedene positive Effekte auf Gesundheit und Lebenserwartung haben. Obwohl mehrere Studien eine Verminderung von Typ-2-Diabetes (T2D), Krebs und Herz-Kreislauf-Krankheiten durch Kalorienrestriktion gezeigt haben, sind genaue Mechanismen einer Diabetesprävention durch Diät-Intervention noch unklar. Wir haben deswegen untersucht, ob eine moderate Kalorienrestriktion in Verbindung mit unterschiedlichen Fastenperioden die Entstehung von T2D in der Diabetes-suszeptiblen NZO-Maus verhindern kann.

Methodik: Männliche NZO-Mäuse wurden im Alter von 4 Wochen mit einer fettreichen Diät (35kal-% Fett) gefüttert und ein Teil der Tiere einer Kalorienrestriktion von 10% unterzogen. Dabei wurde die reduzierte Futtermenge täglich entweder als eine Portion oder als zwei separate Portionen gegeben. Zusätzlich wurde eine Gruppe einem periodischen Fasten mit einer Frequenz von 24h unterzogen. Während der gesamten Diät-Intervention von 10 Wochen wurden Futteraufnahme, Körpergewichtsentwicklung, Körperzusammensetzung, Blutglucosespiegel und Diabetesprävalenz aufgezeichnet. Zusätzlich wurden die Mäuse 4 Wochen nach Diät-Intervention einem oralen Glucosetoleranztest unterzogen und ihr respiratorischer Quotient mittels indirekter Kalorimetrie bestimmt.

Ergebnisse: NZO-Mäuse entwickelten ab der achten Lebenswoche eine Hyperglykämie und zeigten eine Diabetesprävalenz von 43%. Schon eine geringe Kalorienrestriktion von nur 10% sowie periodisches Fasten verhinderten die Entstehung einer Hyperglykämie und reduzierten das Diabetesrisiko erheblich. Eine ausschließliche Reduktion der Kalorien bewirkte die Abnahme an Fett-freier Masse, wobei periodisches Fasten gleichzeitig die Fettmasse reduzierte. Kalorienreduzierte und periodisch gefastete Mäuse zeigten eine verbesserte Glucosetoleranz als ihre ad libitum gefütterten Geschwistertiere, und Messungen des respiratorischen Quotienten gaben Hinweise auf eine erhöhte metabolische Flexibilität vor allem in periodisch gefasteten Mäusen. Des Weiteren ergaben Analysen des Fettgewebes dieser Mäuse eine erhöhte Expression lipolytischer und lipogenetischer Gene.

Schlussfolgerungen: Schon eine moderate Reduktion der Kalorien sowie periodisches Fasten wirken sich positiv auf die metabolische Flexibilität aus, beschleunigen den Fettstoffwechsel und scheinen so vor der Entstehung des T2D zu schützen.