Die Fettverbrennung im Atem messen

Bald können Sportler und Abnehmwillige einfach testen, welche Mahlzeiten oder welche Bewegungsarten geeignet sind, um Körperfett abzubauen.

Die Forscher Andrea Schorn (links) und Andreas Güntner analysieren die Fettverbrennungswerte der Autorin. Foto: Stefan Bohrer

Die Forscher Andrea Schorn (links) und Andreas Güntner analysieren die Fettverbrennungswerte der Autorin. Foto: Stefan Bohrer

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Fünf Minuten können lang sein, extrem lang. Vor allem, wenn man auf einem Fahrrad-Ergometer sitzt und mit Maximalleistung in die Pedale treten soll. «Go, go, go», feuert Sandra Baumann an. Die medizinisch-technische Assistentin betreut eine Studie am Departement für Sport, Bewegung und Gesundheit der Universität Basel. Ich bin die 13. Testperson, die sich diese Strapazen antut. Forscher der ETH Zürich und der Universität Basel probieren ein neues Messgerät aus, mit dem sie in der Atemluft detektieren können, wann der Körper Fett verbrennt.

Arno Schmidt-Trucksäss hält das Verfahren für «revolutionär». Der Sportmediziner von der Universität Basel erklärt, warum: «So bekommen wir direkte Informationen über den Stoffwechsel einer Person, und zwar ganz individuell.» Mit dem Gerät könne man zum Beispiel messen, wie der Stoffwechsel auf Mahlzeiten reagiert und welchen Einfluss die Bewegung hat. In der laufenden Studie möchte Schmidt-Trucksäss herausfinden, ob übergewichtige Per­sonen im Vergleich zu normalgewichtigen anders Fett verbrennen.

Dazu haben alle Probanden zunächst einen Belastungstest absolviert, um die persönliche Dauerleistungsgrenze herauszufinden. Mogeln war nicht möglich. Wer dachte, beim ersten Test ein bisschen bummeln zu können, um es dann am zweiten Versuchstag etwas leichter zu haben, irrte sich. Die Sportmediziner können anhand der maximalen Sauerstoffaufnahme und der Herzfrequenz genau ablesen, wann jemand seine Belastungsgrenze erreicht hat.

Ich schiele auf die Stoppuhr: Erst zwei Minuten rum. Sandra Baumann hält eine Tafel hoch mit Begriffen, wie ich die Belastung empfinde. Reden kann ich nicht, da ich in eine Atemmaske keuche. So wird beim Einatmen die Sauerstoffaufnahme und beim Ausatmen die Kohlendioxidabgabe gemessen. Die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) zeigt die Ausdauerleistungsfähigkeit. Ich tippe auf «extrem anstrengend».

Moderate Bewegung nach einer Mahlzeit

Die maximale körperliche Belastung gibt den Reiz für die Fettverbrennung. Sobald sie im Körper anspringt, wird die Glukoseverwertung, die schnelle Energie für die Muskeln, unterdrückt. Bei der Fettverbrennung geht es ans Eingemachte, an die Fettdepots. Abnehmwillige und Sportler können zukünftig mithilfe des neuen Messgeräts genau sehen, nach welchen Mahlzeiten und nach welcher Bewegungsintensität sie Fett statt Glukose als Brennstoff nutzen. Bereits jetzt ist bekannt, dass man sich nach einer Mahlzeit moderat bewegen soll, sagt Schmidt-Trucksäss. So wird die hohe Glukoseausschüttung gemildert.

«Super, weiter so», spornt mich nun auch Andrea Schorn an, Maschinenbauerin an der ETH Zürich. Der Schweiss rinnt aus allen Poren, sodass immer mal wieder ein Saugnapf vom EKG-Messgerät von meiner Haut flutscht. Deshalb hatte Baumann zuvor zusätzlich einen Herzfrequenz-Messgurt um meinen Oberbauch befestigt.

Die strengen fünf Minuten muss ich strampeln, nachdem ich bereits 45 Minuten in die Pedalen getreten habe. Alle fünf Minuten hat Sandra Baumann den Puls gemessen, und Andrea Schorn mich gebeten, statt in die Atemmaske tief in das Mundstück des Atemmessgerätes zu pusten. Und in diesem Fünfminutentakt wurde auch das Treten jeweils um 10 Prozent anstrengender.

Das Kernstück des Atemmessgeräts ist ein ausgeklügelter Sensor, im Prototyp so gross wie die SIM-Karte eines Handys, zeigt später Andreas Güntner von der ETH Zürich, der Gruppenleiter.

Das Gerät misst ein flüchtiges Produkt, das beim Abbau von Körperfetten mit der Atemluft freigesetzt wird: Azeton. «Unser Chip ist viel empfindlicher als herkömmliche Sensoren», erklärt Güntner die Besonderheit seines Geräts. «Es kann ein einzelnes Azeton-Molekül aus einer Milliarde Moleküle aufspüren.»

Eine erste Studie in Zusammenarbeit mit dem Unispital Zürich hatte bereits gezeigt, dass der Sensor Azeton im Atem ebenso genau nachweisen kann wie die herkömmliche Methode, die das Fettabbauprodukt Beta-Hydroxybutyrat im Blut misst.

Der anstrengende Versuchsteil ist um, die fiesen letzten fünf Minuten und ein gemütliches Ausfahren – «damit der Kreislauf stabil bleibt», wie Baumann sagte – sind geschafft. Jede halbe Stunde muss ich auch nachher in Ruhe in das Messgerät pusten. Zudem pikst Schorn jede halbe Stunde in einen meiner Finger und nimmt zwei Tropfen Blut ab. Sie zeigten an, dass der Blutzucker, die Glukose, erst anstieg und dann nach der höchsten Belastung sank. Lehrbuchmässig fand der Gegenprozess statt: Die Konzentrationen der Fettabbauprodukte sanken zuerst und stiegen nach der grössten Anstrengung an. Der Fettverbrauch hielt bis zu vier Stunden nach dem Versuch an.

Testpersonen nutzen Fettreserven sehr individuell

Die frühere Studie mit den Freiwilligen in Zürich hatte gezeigt, dass die Streuung bei den Probanden gross ist. Früher nahmen Mediziner an, dass Sportler erst nach einer bestimmten Trainingsdauer und Herzfrequenz Fett verbrennen. Die Lehrmeinung ist heute überholt, was auch Güntners Versuche bestätigten. «Es sieht so aus, als ob die Testpersonen sehr unterschiedlich Fett verbrennen. Manche beginnen damit schon sehr früh», sagt Güntner.

Noch sind die Ergebnisse der aktuellen Studie in Basel nicht ausgewertet. Der erste Blick lässt jedoch vermuten, dass die Fettverbrennung bei Übergewichtigen gleich individuell verläuft wie bei Normalgewichtigen. Ist Güntner von den Ergebnissen enttäuscht? «Auf keinen Fall», sagt der Materialwissenschaftler. «Genau das zeigt ja, wie sinnvoll unser Gerät ist.» Und der Sportmediziner Schmidt-Trucksäss hofft, dass zukünftig dank des Geräts Abnehmwillige lernen, wie ihr Stoffwechsel auf Mahlzeiten und Bewegung reagiert. «Und sie erst dann wieder essen, wenn sie anhand der Messwerte sehen, wann ihr Stoffwechsel wieder Energie benötigt.»

(SonntagsZeitung)

Erstellt: 11.06.2018, 15:17 Uhr

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