Tageszeit beeinflusst Kalorienverbrauch

Überraschende Entdeckung: Wie viele Kalorien wir verbrennen, hängt offenbar auch von der Tageszeit ab. Eine Pilotstudie zeigt: Der Ruheenergiebedarf ist nachts und am frühen Morgen rund zehn Prozent niedriger als am späten Nachmittag und frühen Abend. Demnach wird der Kalorienverbrauch entscheidend von unserer inneren Uhr beeinflusst. Dies könnte auch erklären, warum Schichtarbeiter anfällig für Übergewicht sind, wie die Forscher im Fachmagazin „Current Biology“ berichten.

Ob bei der Gartenarbeit, beim Sport oder Treppensteigen: Wenn wir uns körperlich anstrengen, verbrennen wir besonders viel Energie. Doch auch beim Nichtstun verbraucht unser Organismus schon Kalorien. Er benötigt sie, um grundlegende Körperfunktionen aufrechtzuerhalten – von der Atmung bis zur Verdauung.

Wie viel Energie ein Mensch in Ruhesituationen verbrennt, hängt unter anderem von seinem Alter, Geschlecht und Körpergewicht ab. Forscher um Kirsi-Marja Zitting von der Harvard Medical School in Boston haben nun eine weitere, bisher unbekannte Einflussgröße entdeckt: die Tageszeit.

Simulierte Weltreisen

Für ihre Studie untersuchten die Wissenschaftler, wie sich der Stoffwechsel im Laufe eines Tages verändert – und zwar unabhängig von Faktoren wie der Aktivität, der Ernährung oder dem Schlaf-Wach-Rhythmus. Um dies herauszufinden, beobachteten sie sieben Probanden in einem besonderen Labor: Ohne Fenster, Uhren oder Zugang zum Internet hatten die Teilnehmer keine Ahnung, welche Tageszeit es gerade war.

Stattdessen gingen sie drei Wochen lang immer dann zu Bett oder standen auf, wenn die Forscher es ihnen sagten. Dabei wurden ihre festen Schlafenszeiten jede Nacht um vier Stunden verschoben. „Sie erlebten damit im Prinzip dasselbe wie Reisende, die jede Woche einmal den gesamten Globus umkreisen“, berichtet Zittings Kollegin Jeanne Duffy.

Biologische Tageszeit im Blick

Der Grund für diese simulierten Weltreisen: Die innere Uhr kann bei diesem Reisetempo nicht Schritt halten und sich anpassen – stattdessen läuft sie in ihrem eigenen Takt weiter. „Dies ermöglichte uns, die Stoffwechselraten abhängig von den biologischen Tageszeiten zu messen“, erklärt Duffy.

Dabei zeigte sich: In unterschiedlichen Phasen des Biorhythmus verbraucht der Körper in Ruhe unterschiedlich viel Energie. So verbrannten die Probanden in der späten biologischen Nacht am wenigsten Kalorien – diese von den Forschern „Phase null“ genannte Periode ist durch einen charakteristischen Abfall der Kernkörpertemperatur gekennzeichnet. Zwölf Stunden später, also am biologischen Spätnachmittag und frühen Abend, erreichte der Energieverbrauch dagegen seine Spitze.

Zehn Prozent Unterschied

Der Ruheumsatz schwankte dabei immerhin um zehn Prozent, wie Zitting und ihr Team berichten. „Wir waren sehr überrascht, dass ein und dieselbe Tätigkeit an einem Zeitpunkt des Tages so viel mehr Kalorien verbrannte als an einem anderen“, konstatiert die Wissenschaftlerin.

Doch der Ruheenergieverbrauch war nicht das Einzige, was sich abhängig von der biologischen Tageszeit veränderte. Auch der sogenannte respiratorische Quotient war demnach abhängig von der circadianen Phase. Dieser Wert beschreibt das Verhältnis von ausgeatmetem Kohlendioxid zu aufgenommenem Sauerstoff und kann Hinweise auf den Makronährstoff-Verbrauch liefern.

Der lange Arm der inneren Uhr

Nach Ansicht des Forscherteams untermauern diese Ergebnisse, wie groß der Einfluss unserer inneren Uhr auf den Stoffwechsel ist. „Wie viel Energie wir verbrennen oder als Fett speichern, hängt nicht nur davon ab, was wir essen, sondern auch davon, wann wir essen – und ruhen“, sagt Duffy.

Der nun beobachtete Rhythmus in Sachen Energieverbrauch könnte den Wissenschaftlern zufolge daher unter anderem erklären, warum unregelmäßiges Essen und Schlafen Übergewicht fördert – zum Beispiel bei Schichtarbeitern. (Current Biology, 2018; doi: 10.1016/j.cub.2018.10.005)

(Cell Press, 09.11.2018 – DAL)