Individuelle Stoffwechseltypen bestimmen maßgeblich den Erfolg von Adipositas-Therapien. Ein neuer, praxisnaher Test ermöglicht es, schon vor Therapiebeginn vorherzusagen, wie Betroffene auf eine Diät ansprechen – und ebnet so den Weg für eine personalisierte Behandlung bei Adipositas und Typ-2-Diabetes. So lassen sich Therapien gezielter auswählen und frustrane Behandlungsversuche vermeiden. Besonders für Menschen mit einem ausgeprägt sparsamen Stoffwechseltyp könnten frühzeitig intensivere, auch medikamentöse oder chirurgische Maßnahmen sinnvoll sein.
Die Energiebilanz – Input und Output
Die grundlegende Regel der Energiebilanz ist einfach: Adipositas entsteht, wenn dem Körper mehr Energie zugeführt wird, als er verbraucht.
Die Forschung hat sich über Jahrzehnte vor allem auf die »Input«-Seite dieser Gleichung konzentriert. Man untersuchte, warum manche Menschen mehr essen als andere und wie Hunger- und Sättigungszentren im Gehirn reguliert sind. Die »Output«-Seite, der Energieverbrauch, wurde oft als weniger variabel angesehen. Zwar existieren seit Langem anekdotische Erzählungen über Menschen, die »alles essen können, ohne zuzunehmen«, und es gab populärwissenschaftliche Einteilungsversuche wie Sheldons Konstitutionstypen (ektomorph, mesomorph, endomorph) oder angebliche »Kohlenhydrat-« und »Proteintypen«. Für diese Konzepte fehlte bislang jedoch die wissenschaftliche Evidenz.
Wissenschaftlich fundierte Einteilung der Stoffwechseltypen
Erst seit Kurzem existiert eine neue, wissenschaftlich fundierte Einteilung, die auf unseren Beobachtungen in den USA am National Institute of Health (NIH) in Phoenix beruht: die Unterscheidung in sparsame und verschwenderische Stoffwechseltypen. Unsere Untersuchungen zeigen, dass sich diese Typen erst unter bestimmten Bedingungen – insbesondere durch kurzzeitige metabolische Stresstests – eindeutig identifizieren lassen.
Der Lupeneffekt: Stoffwechseltypen im Stresstest
Im normalen Alltag oder bei einer einmaligen Messung des Ruheenergieverbrauchs am Morgen sind die Unterschiede zwischen den Stoffwechseltypen kaum sichtbar.
Erst durch gezielte Herausforderungen des Stoffwechsels werden diese Unterschiede sichtbar. Dafür werden 24-stündige Phasen des Fastens oder der Überernährung genutzt. Diese Stresstests wirken wie eine Lupe, die die feinen, aber entscheidenden Unterschiede im Energiemanagement des Körpers vergrößert und sichtbar macht.
Die Forschung belegt, dass diese Unterschiede maßgeblich die Anfälligkeit für Gewichtszunahme und den Erfolg von Gewichtsreduktionsmaßnahmen beeinflussen.
Der sparsame Stoffwechseltyp
Der sparsame Stoffwechseltyp ist ein Meister der Effizienz. Sein Körper ist darauf programmiert, Energie zu konservieren (▶ Abb. 1). Im Stresstest des Fastens senkt er seinen Energieverbrauch überdurchschnittlich stark ab. Bei Überernährung hingegen fährt er den Verbrauch kaum hoch und speichert die überschüssige Energie effizient. Diese Veranlagung erschwert die Gewichtsabnahme und begünstigt den Jo-Jo-Effekt [1].
Der verschwenderische Stoffwechseltyp
Der verschwenderische Stoffwechseltyp geht großzügiger mit Energie um. Sein Stoffwechsel reagiert auf eine erhöhte Kalorienzufuhr mit einer deutlichen Steigerung des Energieverbrauchs – ein Prozess, der als diätinduzierte Thermogenese (DIT) bekannt ist (▶ Abb. 1). Diese Menschen nehmen schwerer zu und leichter ab [2].
Ursachen der unterschiedlichen Stoffwechseltypen
Doch woher kommen diese fundamentalen Unterschiede im Energiestoffwechsel? Unsere Forschung der letzten Jahre hat sich intensiv mit den biologischen Mechanismen hinter den Phänotypen beschäftigt.
Dabei haben wir mehrere Schlüsselfaktoren identifiziert, die das komplexe Zusammenspiel von Energieverbrauch und -speicherung steuern.
Braunes Fettgewebe (BAT) als körpereigene Heizung
Ein zentraler Faktor ist das braune Fettgewebe (BAT), das als körpereigene »Heizung« fungiert. Im Gegensatz zu weißem Fett, das Energie speichert, ist braunes Fett darauf spezialisiert, Kalorien direkt in Wärme umzuwandeln.
In einer einer Studie konnte gezeigt werden, dass die Aktivität dieses Gewebes bei Kälteexposition bei sparsamen und verschwenderischen Typen unterschiedlich ist.
Verschwenderische Typen zeigten eine höhere Aktivität des braunen Fettes, was bedeutet, dass sie überschüssige Energie effektiver »verbrennen« können. Sparsame Individuen hingegen weisen eine geringere BAT-Aktivität auf, was ihre Neigung zur Energiespeicherung erklärt [7].
Unterschiedliche Hormonreaktionen beim Fasten
Es wurde zudem herausgefunden, dass die Reaktion wichtiger Stoffwechselhormone auf das Fasten bei beiden Typen unterschiedlich ausfällt.
Unterschiedliche Stoffwechselhormone:
- Leptin: Das aus den Fettzellen stammende »Sättigungshormon« signalisiert dem Gehirn normalerweise, dass genügend Energiereserven vorhanden sind. Beim Fasten fällt der Leptinspiegel ab. Wir konnten zeigen, dass dieser Abfall bei sparsamen Typen deutlich stärker ausfällt. Ein stark sinkender Leptinspiegel ist ein kraftvolles Signal für den Körper, in den Sparmodus zu schalten [8].
- Ghrelin: Das im Magen produzierte »Hungerhormon« ist der Gegenspieler von Leptin. Unsere Untersuchungen deuten darauf hin, dass sparsame Typen unter Fastenbedingungen tendenziell höhere Ghrelin-Spiegel aufweisen, was den Appetit zusätzlich steigert und den Körper auf eine rasche Wiederauffüllung der Energiespeicher nach der Fastenperiode vorbereitet.
Der sparsame Stoffwechseltyp ist durch eine Kombination aus geringerer thermogener Kapazität (weniger aktives braunes Fett) und einer hormonellen Konstellation gekennzeichnet, die bei Nahrungsentzug stark auf Energiesparen und schnelle Wiederaufnahme von Nahrung ausgerichtet ist.
Aufwendige Stoffwechselkammer vs. praktikabler Mahlzeitentest
Die grundlegenden Arbeiten zur Identifizierung dieser Typen wurden in Stoffwechselkammern durchgeführt, in denen der Energieverbrauch über 24 Stunden präzise gemessen werden kann. Für den klinischen Alltag ist diese Methode jedoch viel zu aufwendig.
Das Ziel war daher die Entwicklung einer »funktionellen metabolischen Diagnostik« (FMD) – eines einfachen Tests zur Bestimmung des individuellen Stoffwechseltyps. Um dies zu erreichen, wollten wir eine gezielte Mahlzeit als metabolischen Stresstest einsetzen, die eine messbare thermogene Reaktion hervorruft. Wir entschieden uns dabei für eine Mahlzeit mit sehr niedrigem Proteingehalt.
Wissenschaftliche Grundlage des Mahlzeitentests
Die grundlegende Idee, dass die Nährstoffzusammensetzung der Nahrung die Thermogenese beeinflusst, ist dabei nicht neu. Bereits 1999 postulierten Forschende wie Stock und Dulloo, dass eine proteinarme Überernährung die individuellen Unterschiede in der Thermogenese besonders gut sichtbar machen könnte und sich daher als Werkzeug zur Vorhersage der Gewichtszunahme eignen könnte [3, 4]. Genau diesen Ansatz haben wir aufgegriffen und in einer klinischen Studie validiert.
Aktuelle Studie: Ein einfacher Test sagt den Diäterfolg voraus
In der neuesten – auf der Obesity Week 2025 vorgestellten – Studie, haben wir 26 Probanden mit einem Body-Mass-Index (BMI) über 40 kg/m² untersucht. Vor Beginn einer 12-wöchigen Diät mit 800 kcal pro Tag (Optifast-Programm) absolvierten alle Teilnehmenden unseren neu entwickelten Mahlzeitentest.
Anschließend maßen wir über drei Stunden den Anstieg ihres Energieverbrauchs, die diätinduzierte Thermogenese (DIT).
Die Reaktionen fielen äußerst unterschiedlich aus: Im Mittel betrug die DIT 8,4 %, die Standardabweichung lag
jedoch bei 6,4 %, was die enorme individuelle Variabilität verdeutlicht.
Nach den 12 Wochen Diät zeigte sich ein ebenso heterogenes Bild beim Gewichtsverlust. Im Durchschnitt verloren die Teilnehmenden 15 % ihres Ausgangsgewichts, die Spanne reichte jedoch von nur 6 % bis zu fast 20 %.
Zentrale Erkenntnis – Präzise Vorhersage des Diäterfolgs
Die zentrale Erkenntnis: Der Mahlzeitentest ermöglichte eine präzise Vorhersage des Diäterfolgs. Eine um nur 10 Kilokalorien höhere DIT im 3-Stunden-Test sagte einen um 1,5 kg höheren Gewichtsverlust und einen um 1,1 kg höheren Verlust an reiner Fettmasse voraus.
Wichtig: Diese Ergebnisse sind unabhängig von Bewegung und Nahrungsaufnahme, denn beides wurde mittels Aktivitätstrackern und Ernährungsprotokollen dokumentiert.
Beispiele aus der Studie
Die extremen Unterschiede werden an zwei Beispielen deutlich:
Patientin A (Sparsamer Typ):
- DIT nach Mahlzeitentest : 7 %
- Gewichtsverlust (12 Wochen): 13 kg
- Fettmasseverlust (12 Wochen): 10 kg
Patientin B (Verschwenderischer Typ):
- DIT nach Mahlzeitentest : 28 %
- Gewichtsverlust (12 Wochen): 29 kg
- Fettmasseverlust (12 Wochen): 22 kg
Ausblick: Die Zukunft der personalisierten Adipositas-Therapie
Dieser einfach durchzuführende Test kann dazu beitragen, die Adipositas-Therapie zukünftig entscheidend zu verbessern und zu personalisieren. Er ermöglicht es uns, schon vor Beginn einer Maßnahme abzuschätzen, wie gut Betroffene auf eine Lebensstilintervention ansprechen werden. So können frustrane Therapieversuche vermieden und von Anfang an die richtige Strategie gewählt werden.
Therapieentscheidungen basierend auf dem Stoffwechseltyp:
- Verschwenderischer Stoffwechsel: Betroffene könnten bereits von einer reinen Lebensstilintervention profitieren
- Sparsamer Stoffwechsel: Menschen mit einem ausgeprägt sparsamen Stoffwechsel hingegen benötigen möglicherweise von Anfang an eine intensivere, medikamentöse oder sogar eine bariatrisch- chirurgische Therapie
In Zukunft wollen wir daher auch untersuchen, ob unser Test den Therapieerfolg der neuen inkretinbasierten Therapien oder einer bariatrischen Operation vorhersagen kann.
Vereinfachung durch Biomarker
Das nächste Ziel ist es, den Test noch weiter zu vereinfachen. Wir analysieren derzeit, ob das Hormon FGF21, dessen Ausschüttung eng mit der Thermogenese verknüpft ist, als Blut-Biomarker dienen kann [5, 6]. Dies könnte die Diagnostik auf eine einfache Blutabnahme nach der Testmahlzeit reduzieren. Die Zukunft der Adipositas-Behandlung liegt in einer präzisen, maßgeschneiderten Therapie – weg vom »One-size-fits-all«-Prinzip.
Autor: Dr. Tim Hollstein, Oberarzt und Advanced Clinician Scientist, Universitätsklinikum Schleswig-Hollstein
[1] Hollstein T, Heinitz S, Basolo A, et al. Reduced metabolic efficiency in sedentary eucaloric conditions predicts greater weight regain in adults with obesity following sustained weight loss. Int J Obes (Lond). 2021;45(4):840–849.
[2] Hollstein T, Ando T, Basolo A, et al. Metabolic response to fasting predicts weight gain during low-protein overfeeding in lean men: further evidence for spendthrift and thrifty metabolic phenotypes. Am J Clin Nutr. 2019;110(3):593–604.
[3] Stock MJ. Gluttony and thermogenesis revisited. Int J Obes Relat Metab Disord. 1999;23(11):1105–1117.
[4] Dulloo AG, Jacquet J. Low-protein overfeeding: a tool to unmask susceptibility to obesity in humans. Int J Obes Relat Metab Disord. 1999;23 Suppl 6:S1–7.
[5] Vinales KL, Begaye B, Bogardus C, et al. FGF21 Is a Hormonal Mediator of the Human “Thrifty” Metabolic Phenotype. Diabetes. 2019;68(2):318–323.
[6] Redman LM, Ravussin E. In Pursuit of a Biomarker of Weight Gain Susceptibility—Is FGF21 a Candidate? Diabetes. 2019;68(2):266–267.
[7] Hollstein T, Vinales K, Chen KY, et al. Reduced brown adipose tissue activity during cold exposure is a metabolic feature of the human thrifty phenotype. Metabolism. 2021;117:154709.
[8] Hollstein T, Basolo A, Ando T, et al. Recharacterizing the Metabolic State of Energy Balance in Thrifty and Spendthrift Phenotypes. J Clin Endocrinol Metab. 2020;105(5):e1375-e1392.
