Wiederernährung nach längerem Fasten löst BCAA-Abfall und FGF21-Anstieg beim Menschen aus

Fastenbasierte Interventionen gewinnen als Instrumente zur metabolischen Verjüngung zunehmend wissenschaftliches und klinisches Interesse, doch konzentrieren sich die meisten Humanstudien auf die Fastenphase selbst und verfügen nicht über integrierte Hormon- und hochdimensionale Metabolomikdaten, die sowohl die Fasten- als auch die Wiederernährungsphase abdecken. Diese Studie der University of Sydney schließt diese Lücke mit einer umfassenden longitudinalen Metabolomikanalyse.

Zwanzig Erwachsene (Durchschnittsalter 52 Jahre, 55 % Frauen, mittlerer BMI 28,8 kg/m²) mit gesunden, übergewichtigen und adipösen kardiometabolischen Profilen unterzogen sich einem medizinisch überwachten Wasserfasten von durchschnittlich 9,8 Tagen, gefolgt von einer schrittweisen pflanzenbasierten Wiederernährung über 5,3 Tage. Blutentnahmen erfolgten zu drei Zeitpunkten: Ausgangswert, Ende des Fastens und Ende der Wiederernährung. Mittels Massenspektrometrie quantifizierten die Forscher 134 Plasmametaboliten aus Lipid-, Aminosäure- und Ketonpathwegen sowie Hormone wie Insulin, Leptin, Adiponektin, freies T3, Cortisol und FGF21.

Das Fasten führte zu einer erheblichen Umgestaltung des Plasma-Metaboloms. Freies T3 sank signifikant (p < 0,0001), was eine reduzierte Stoffwechselrate widerspiegelt. Sieben Metaboliten, die zuvor mit biologischem Altern in Verbindung gebracht wurden, veränderten sich deutlich: Glukose nahm ab, 3-Hydroxybuttersäure (ein Ketonkörper) stieg an, und die Aminosäuren Glycin, Glutamin, Alanin, Phenylalanin und Tyrosin veränderten sich allesamt in einer Richtung, die mit ketogener und glukoneogener Umprogrammierung übereinstimmt. Entgegen der Erwartung blieben BCAAs (Valin, Leucin, Isoleucin) während des gesamten Fastens trotz des katabolen Zustands stabil – ein Hinweis darauf, dass peripheres Gewebe BCAAs aktiv freisetzt, um die Energiehomöostase und die Glukoneogenese neben der Ketogenese aufrechtzuerhalten. FGF21-Spiegel stiegen beim Fasten bei diesen Probanden nicht an – ein bemerkenswerter Gegensatz zu Nagetiermodellen, bei denen FGF21 während des Hungerns erhöht ist.

Bei der Wiederernährung normalisierte sich das Metabolom weitgehend (81 % der Metaboliten kehrten gegen den Ausgangswert zurück), doch sanken die BCAAs stark und signifikant (Valin −45 %, Leucin −52 %, Isoleucin −48 %; alle p < 0,001), was mit der insulinstimulierten Aufnahme in die Skelettmuskulatur und andere Gewebe übereinstimmt. Gleichzeitig stieg FGF21 ausschließlich während der Wiederernährungsphase um etwa das Fünffache – von 243 pg/mL auf 1.176 pg/mL (p = 0,0007). Der inverse Zusammenhang zwischen sinkenden BCAAs und steigendem FGF21 während der Wiederernährung deutet auf eine koordinierte endokrin-metabolische Reaktion hin, die die Insulinsensitivierung und Lipidoxidation fördern kann, sobald Nährstoffe erneut in den Kreislauf gelangen.

Diese Erkenntnisse haben bedeutende Implikationen für die Langlebigkeits- und Stoffwechselmedizin. Die Wiederernährungsphase erweist sich als ein eigenständiges und bislang unterschätztes therapeutisches Fenster, in dem zentrale alterungsrelevante Metaboliten und Hormone einer dynamischen Umgestaltung unterliegen. Der humanspezifische Zeitpunkt des FGF21-Anstiegs während der Wiederernährung – und nicht während des Fastens – legt nahe, dass die Übertragung der Fastenbiologie von Nagetieren auf den Menschen Vorsicht erfordert und dass die Zusammensetzung der Nahrung sowie der Zeitpunkt der Wiederernährung für die Optimierung metabolischer Ergebnisse ebenso bedeutsam sein könnten wie das Fasten selbst.