Am J Clin Nutr. 2004 May;79(5):907S-912S.

Role of calcium and dairy products in energy partitioning and weight management.

Zemel MB.

University of Tennessee Nutrition Institute, 1215 West Cumberland Avenue, Room 229, Knoxville, TN 37996-1920, USA. mzemel@itk.edu

Dietary calcium plays a pivotal role in the regulation of energy metabolism because high-calcium diets attenuate adipocyte lipid accretion and weight gain during the overconsumption of an energy-dense diet and increase lipolysis and preserve thermogenesis during caloric restriction, which thereby markedly accelerates weight loss. Intracellular Ca(2+) plays a key regulatory role in adipocyte lipid metabolism and triacylglycerol storage; increased intracellular Ca(2+) results in the stimulation of lipogenic gene expression and lipogenesis and the suppression of lipolysis, which results in increased lipid filling and increased adiposity. Moreover, the increased calcitriol produced in response to low-calcium diets stimulates adipocyte Ca(2+) influx and, consequently, promotes adiposity, whereas higher-calcium diets inhibit lipogenesis, inhibit diet-induced obesity in mice, and promote lipolysis, lipid oxidation, and thermogenesis. Notably, dairy sources of calcium markedly attenuate weight and fat gain and accelerate fat loss to a greater degree than do supplemental sources of calcium. This augmented effect of dairy products relative to supplemental calcium is likely due to additional bioactive compounds, including the angiotensin-converting enzyme inhibitors and the rich concentration of branched-chain amino acids in whey, which act synergistically with calcium to attenuate adiposity. These concepts are confirmed by epidemiologic data and recent clinical trials, which indicate that diets that include > or =3 daily servings of dairy products result in significant reductions in adipose tissue mass in obese humans in the absence of caloric restriction and markedly accelerate weight and body fat loss secondary to caloric restriction compared with diets low in dairy products. These data indicate an important role for dairy products in both the prevention and treatment of obesity.


Genügend Calcium?

Milchprodukte werden offenbar noch immer gerade während einer Reduktionsdiät mit einiger Skepsis betrachtet, wobei im Mittelpunkt der Argumentation die Beobachtung steht, dass Milchprodukte "aufschwämmen"würden. Während ich diese Aussage weder bestätigen noch widerlegen kann, weckte ein Artikel im Am. J. Clin. Nutr. mit der Überschrift "Role of calcium and dairy products in energy partitioning and weight Management"mein Interesse...

Verzichtet man mit der Verbannung von Milchprodukten etwa auf eine wirksame Waffe im Kampf gegen die Fettpolster?
Michael Zemel schickt seiner Übersichtsarbeit folgende einleitende Worte voraus:
It is well understood that thermodynamics and energy balance are core factors involved in the obesity epidemic, with small increases in energy intake coupled with declining physical activity resulting in a net positive energy balance and progressive weight gain. It has consequently become axiomatic to reduce the obesity epidemic to a simple question of energy balance and to invoke various strategies to induce negative energy balance to address the problem. However, it is equally well understood that obesity is a complex genetic trait, with multiple genes interacting to confer relative resistance or susceptibility to positive energy balance. Similarly, specific micro- or macronutrients, dietary patterns, or both may modulate the same metabolic pathways affected by these genetic factors and thereby alter nutrient and energy partitioning. Accordingly, whereas there can be little doubt that it is of prime importance to address issues of energy intake and energy expenditure, it is the premise of this article that it has also become critical to address nutritional strategies and dietary patterns that may alter energy partitioning and thereby reduce energy balance and the risk of overweight and obesity. This approach, if viable, becomes increasingly important as we recognize the frequent failures of individual persons and populations to adhere to strategies designed to produce negative energy balance.
O.K. - was sagt nun die Forschung über den Zusammenhang von Calcium bzw. Molkereiprodukten und Fettleibigkeit?
Das erste mal wurde man eher zufällig, auf den "Antifettleibigkeitseffekt"von Calcium aufmerksam: In den 80er Jahren wurden die Effekte einer erhöhten Calciumzufuhr auf die Blutdruckregulation von übergewichtigen Männern untersucht. Dabei zeigte sich, dass eine Erhöhung der Calciumzufuhr eine unerwartete Verringerung der Körperfettmasse mit sich brachte (die Blutdruckwerte wurden ebenfalls günstig beeinflusst). Da man sich den Effekt aber nicht erklären konnte, ging man der Sache nicht weiter nach.
Mittlerweile sind aber Erklärungsansätze für die Effekte vorhanden (intrazelluläre Calciumionen wirken offenbar als Schlüsselfaktoren im Fettstoffwechsel der Adipozyten) und es wurde weitergeforscht.
Der derzeitige Wissensstand: Calciumarme Diäten erhöhen den Spiegel bestimmter Hormone was wiederum den intrazellulären Calciumspiegel erhöht und in der Folge zur Fettspeicherung in der Fettzelle führt. Gleichzeitig führt ein hoher intrazellulärer Calciumspiegel in den Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse zur erhöhten Insulinsekretion.
Im Gegensatz dazu führen calciumreiche Diäten zu einer Umverteilung von Energie: Die Fettspeicherung wird unterdrückt, während Fettoxidation und Thermogenese gefördert werden.
Dieser Zusammenhang zeigt sich nicht nur im Reagenzglas oder in Rattenstudien sondern mittlerweile auch in einer Reihe von Studien an Menschen. Zum Beispiel zeigte sich in einer zweijährigen prospektiven Studie an normalgewichtigen Frauen, dass die Zufuhr calciumreicher Milchprodukte negativ mit Körpergewicht und Fettmasse korrelierte. Mit anderen Worten: Je höher die Zufuhr von Milchprodukten, desto geringer der Körperfettanteil. Dieser Zusammenhang - welcher unabhängig von der Energiezufuhr auftaucht - wurde durch eine Reihe weiterer Studien bestätigt (der günstige Einfluss der calciumreichen Milchprodukte zeigt sich bei Kindern als auch bei Erwachsenen, bei jüngeren wie auch älteren, bei übergewichtigen wie auch normalgewichtigen Personen). Gleichzeitig zeigt sich dieser Zusammenhang in einer Reihe von epidemologischen Beobachtungen und Interventionsstudien.
Heaney et al. kommen in einer Metastudie zu dem Ergebnis, dass eine Erhöhung der Calciumzufuhr durch Milchprodukte das Risiko für Übergewicht um bis zu 70% reduzieren kann. Zemel et al. haben ebenfalls eigene Studien durchgeführt - mit interessanten Ergebnissen: Hier folgten die Probanten drei verschiedenen Reduktionsdiäten, die sich lediglich durch ihre Calciumzufuhr unterschieden. Während die Probanten in der Low-Calciumgruppe (500mg Ca/d) in 24 Wochen 6,4% ihres Körpergewichts verloren, zeigte sich in der High-Calcium-Gruppe (800mg Ca/d als Supplement) ein um 26% größerer Gewichtsverlust.
Eine weitere Gruppe, die täglich bis zu 1300mg Ca über Milchprodukte aufnahm, verlor gegenüber der Low-Calciumgruppe sogar 70% mehr Gewicht. Der Fettverlust, gemessen mit der DXA-Methode, zeigte den gleichen Trend. Gleichzeitig wurde beobachtet, dass in den High-Calcium-Gruppen der Fettverlust im Verhältnis zum Gesamtfettverlust besonders im Bauchbereich stärker war. Die Forscher schlussfolgerten, dass eine ausreichend hohe Calciumaufnahme die Reduktionsdiät deutlich unterstützen kann und dabei die Calciumaufnahme über Milchprodukte effektiver ist als Ca.-Supplemente.
In einer Folgestudie konnte dieser Zusammenhang bestätigt werden, während zusätzlich die Beobachtung gemacht wurde, dass ein hoher Konsum von Milchprodukten den Verlust von fettfreier Masse während der Diät um 31% reduzieren konnte.
In einer weiteren Studie konnten die Forscher zeigen, dass ein hoher Calciumkonsum über Milchprodukte ohne Kalorienreduktion zu günstigen Umverteilungen in der Körperzusammensetzung führt: Trotz gleicher Energiezufuhr verloren die Probanten Fett, während sie fettfreie Masse aufbauten.
Im Gegensatz dazu zeigte eine Studie von Phillips et al. keinen Einfluss von diätischem Calcium auf die Körperfettmasse. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die Probanten dieser Studie sich allerdings bereits durch eine überdurchschnittlich hohe Aufnahme von Calcium und Milchprodukten auszeichnete, was zu der Schlussfolgerung führen muss, dass ab einem bestimmten Schwellenwert eine zusätzliche Calciumerhöhung keine weiteren positiven Effekte hat.
Wie oben erwähnt, haben Milchprodukte einen stärkeren Effekt als Calcium in Supplementform. Die genaue Ursache hierfür ist noch nicht geklärt, man vermutet, dass der hohe BCAA-Anteil sowie ACE-hemmende Effekte (Angiotensin spielt ebenfalls eine Rolle im Fettstoffwechsel) in Molkeprodukten eine Rolle spielen.

Fazit: Eine ausreichend hohe Calciumzufuhr über Milchprodukte (möglicherweise vor allem über Molkeprodukte) ist ein wichtiger diätunterstützender Faktor. Zum einen wird die Fettreduktion verstärkt und zum anderen wird dem Verlust von fettfreier Masse vorgebeugt.
Eine hohe Calciumzufuhr ohne entsprechendes Kaloriendefizit kann zu günstigen Umverteilungen in der Körperzusammensetzung führen:

Zemel:
Accordingly, it appears that the use of dairy products to attain an optimal calcium intake during energy restriction results in a marked augmentation of weight loss, a loss of total fat and trunk fat, and a relative preservation of lean body tissue compared with the same degree of energy restriction with a low-dairy diet. Further incorporation of dairy products in the absence of energy restriction appears to result in a repartitioning of dietary energy from adipose tissue to lean body mass, resulting in a net reduction in fat mass.
Literatur:

Zemel: Mechanisms of Dairy Modulation of Adiposity, in: J. Nutr.
133: 252S-256S, 2003.

Ders.: Role of calcium and dairy products in energy partitioning and weight management, in: Am. J. Clin. Nutr. 2004 May;79(5):907S-912S.