 Physiologischer Wirkmechanismus einer kohlenhydrat- / lipidreichen Ernährung
Eine ausgewogene Ernährung sorgt für drei Makro-Nährstoffe Die Proteine, die Kohlenhydrate und die Lipide, die dann in der Leber metabolisiert werden, in den Muskeln und den Fettgeweben. Die Kohlenhydrate werden (größtenteils) in Glukose abgebaut und werden dann als Energiequelle genutzt oder in der Leber und in den Muskeln als Glykogen gespeichert. Sobald die Zufuhr von Kohlenhydraten ansteigt, führt die Lipogenese zu einer Speicherung der Fettsäuren und des Glycerols in den Fettgeweben in Form von Triglyzeriden. Die Lipide werden in der Leber zu Fettsäuren und Glycerol umgewandelt und rekonstituieren sich im Fettgewebe wie der zu (endogene) Triglyzeride. Nach zwei oder drei Tagen wird eine dritte Erscheinung zu verzeichnen sein, die Ketose. 1. Sie sorgen für die Energiezufuhr Sie decken auf diese Weise 80% der Energiezufuhr des Gehirns und sorgen bei den Patienten für ein gewisses Euphorieempfinden (Zu diesem Thema wurden zwar keinerlei klinische Studie veröffentlicht, aber viele Patienten sprechen von einer „antidepressiven“ Wirkung). Sie stimulieren tatsächlich das Sättigungszentrum, das sich im Hypothalamus befindet und vermindern daher das Hungergefühl; dies geschieht ab dem 2. oder 3. Tag.
1 Zuerst verzeichnet man eine Mobilisierung der Fettreserven aufgrund einer Freisetzung von Fettsäuren und Glycerol durch die Adipozyten, die später für verschiedene Organe (Leber, Niere, Muskeln) als Energielieferant dienen. 2 Die erhöhten Werte im Verhältnis von Glukagon und Insulin werden in einer ersten Phase zu einer Mobilisierung von Glykogenreserven führen (Glykogenolyse); in einer zweiten Phase wird dann aufbauend auf anderen Vorläufern, wie etwa dem Laktat, den glykogenetischen Aminosäuren und dem Glycerol (Glukoneogenese der Nieren und der Leber) die Produktion von Glukose ermöglicht. Die Leber und die Nieren sind zu jeweils 55% bzw. 45% an der Produktion von Glukose mittels Glukoneogenese beteiligt. 3 In der Leber steigt der Spiegel der teilweisen Oxidation von freien Fettsäuren in Ketonkörper an, sobald die Kohlenhydratreserven aufgebraucht sind. Dies nennt man Ketose. Diese kleinen Moleküle wandern durch die Zellmembranen, damit sie bestimmte periphere Gewebe erreichen, um als Energielieferant zur Verfügung zu stehen. Das Gehirn wird die Ketonkörper größtenteils (zu 79%) zur Sicherung seiner Funktion nutzen. Während der Proteindiät ermöglicht die Proteinzufuhr eine Schonung der Muskelmasse. Die Aminosäuren werden dann teilweise für die Proteinsynthese, aber auch als Energielieferant für die Glukoneogenese der Nieren und der Leber (wodurch die für die Hirnfunktion notwendige Glukose bereitgestellt wird) genutzt. In mehreren Studien wurde gezeigt, dass 60 – 80 % des gesamten Körpergewichtsverlustes auf den Rückgang der Muskelmasse zurückzuführen ist. Die kontinuierliche Protein-Zufuhr mit 1g/1kg/Tag ermöglicht die Aufrechterhaltung des Stickstoffgleichgewichts. Den während einer Proteindiät in großer Menge produzierten Ketonkörpern spricht man psychostimulierende und appetitzügelnde Eigenschaften zu. Die Patienten haben tatsächlich im Laufe verschiedener Studien während ihrer Diät über ein Gefühl des Wohlempfindens und ein fehlendes Hungergefühl berichtet. Die Ketonkörper wirken auf die Zentren des Hungers und der Sättigung und werden im Hypothalamus lokalisiert. Die Aminosäuren könnten auch eine Funktion der Steuerung des Hungers und der Sättigung besitzen, auch als Neutotransmitter-Vorläufer. Literatur-Angaben: Physiologischer Wirkmechanismus der Phasen 1 und 2 
Das auslösende Element besteht in der Veränderung des Glukagon-Insulin-Verhältnisses zugunsten des Glukagons. Der Leberstoffwechsel muss sich der Verminderung der Kalorienzufuhr anpassen, damit die für das Funktionieren der sonstigen Organe notwendige Energie bereitgestellt wird. Nach 12/24 Stunden Proteindiät ist die Glykogen-Reserve aufgebraucht und die Glukoseproduktion ist im Wesentlichen von der Laktase und den Aminosäuren abhängig (deren Kohlenstoffskelett ein Substrat für den Krebs-Zyklus darstellt). Physiologische Wirkmechanismen der Phasen 1 und 2  Die Energielieferanten im Rahmen einer Protein-Diät bestehen aus: freien Fettsäuren, Ketonkörpern und verketteten Aminosäuren. Die Ketonkörper werden bevorzugt genutzt, denn sie passieren leicht die plasmatischen und mitochondrialen Membranen, während bei der Mehrzahl der Fettsäuren (Fettsäuren mit langer Kohlenstoffkette) Karnitin notwendig ist, damit sie in die mitochondrialen Membrane gelangen können. Die verketteten exogenen Aminosäuren werden transaminiert, damit sie Alanin, Glutamin, Pyruvat und Oxaloazetat bereitstellen, um damit eine endogene Proteolyse zu vermeiden.
Literatur-Angaben: Layman D.K., Boileau R.A., Erickson D.J., Painter J.E., Shiue H., Sather C., and Christou D. D. A reduced ration of dietary carbohydrate to protein improves body Physiologischer Wirkmechanismus der Phasen 1 und 2
Die Energieproduktion ausgehend von Fettsäuren wird durch die Aktivierung eines Enzyms des Fettgewebes, „der hormonsensitiven Lipase“ gesteuert, und zwar als Folge komplexer enzymatischer Reaktionen. Glukagon verbindet sich mit seinen Transmembran-Rezeptoren mit 7 Helicen und aktiviert damit das verkettete G-Protein. Literatur-Angaben: Marliss E.B. Murray F.T. and Nakhooda A.F. The metabolic response to hypocaloric protein diets in obese man. J. Clin. Invest. ; 62 (2) : 468-479,1978. Physiologischer Wirkmechanismus der Phasen 1 und 2
Die Nieren tragen zur Anpassung des Stoffwechsels während einer Verminderung der Energiezufuhr bei. Die renale Glukoneogenese produziert Glukose ausgehend von Laktat, Glycerol, Glutamin und Alanin. Literatur-Angaben: Garcia-Salguero L. and. Lupianez J.A. Metabolic adaptation of the renal carbohydrate metabolism : effects of high protein diet on the gluconeogenic and glycolytic fluxes in proximal and distal renal tubules. Molecular and cellular biochemistry ; 90 : 99-110, 1989. Physiolgischer Wirkmechanismus der Phasen 1 und 2  Das Hungergefühl verschwindet während der proteinreichen Diät im Zeitraum von 48 bis 72 Stunden. Die Ketogenese vollzieht sich nach zwei Tagen und produziert Ketonkörper: Azetone, Azetonsäure, GHB-Säure. Die Letztgenannten überschreiten die Blutgehirnschranke, modulieren die Aktivität der chemosensitiven Neuronen und wirken als ein Sättigungsfaktor. Nach 48 bzw. 72 Stunden Diät führt das sich herausgebildete Azeton zum Wohlempfinden und einem Euphoriegefühl, wie viele Patienten berichteten. Literatur-Angaben: Erwin Scharrer. Control of food intake by fatty acid oxidation and ketogenesis. Nutrition ; 15 (9) : 704-714, 1999.
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