Kälte fördert Neubildung von Mitochondrien

Mit Kälte kann man den Körper dazu anregen mit der Unterstützung von braunem Fettgewebe mehr Wärme und neue Mitochondrien in den Körperzellen zu produzieren. Menschen besitzen weißes und braunes Fettgewebe, wobei das weiße als Fettspeicher dient und das braune reich an Mitochondrien ist und die Thermogenese fördert.

Braunes Fettgewebe wurde erst 2009 zufällig von amerikanischen Forschern per Computertomographie bei der Suche nach Krebszellen entdeckt. Das braune (plurivakuoläre) Fettgewebe erhält seine Färbung von eisenhaltigen Cytochromen der Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen.

Weißes und braunes Fettgewebe

Das weiße Fettgewebe, unser Fettspeicher, wird mit Hilfe der Kältethermogenese und Leptin in braunes Fettgewebe umgewandelt, dass reich an Mitochondrien ist, und sorgt für die Wärmeproduktion im Körper. Die Thermogenese sorgt für eine gesteigerte Stoffwechselaktivität, wodurch der Kohlehydrat- und Fettstoffwechsel angekurbelt wird. Auf diese Weise wird  Körperfett „verbrannt“ und dabei Wärme freigesetzt.

Je niedriger die Temperatur,
desto mehr braunes Fettgewebe  wird aktiviert.
[8]
Wim Hof & Koen de Jong

Thermogenese in Muskeln und braunem Fettgewebe

Die Thermogenese kann sowohl in den Muskeln als auch im braunen Fettgewebe erfolgen. Die Differenzierung zu braunem Fettgewebe kann  mit Vitamin A angeregt werden, wozu am Retinsäurerezeptor Vitamin D benötigt wird. Durch Kälte wird PGC-1-alpha stimuliert, ein Hauptschalter für die vermehrte Bildung von Mitochondrien. [1]

Ferner sorgt das Entkopplungsprotein Thermogenin bzw. UCPs (Uncoupling Proteins) über die Regulierung von Guanosindiphosphat (GDP) und Coenzym Q 10 für eine Unterbrechung der ATP-Synthese. UCPs werden durch PUFAs (mehrfach ungesättigte Fettsäuren (Omega-3-6-7-9) und freie Radikale aktiviert. UCPs haben u.a. die Aufgabe freie Radikale einzufangen und die Sauerstoffzufuhr zu drosseln. Am stärksten werden sie durch Arachidonsäure angeregt, gefolgt von Linolsäure, Ölsäure und Stearinsäure.

Insbesondere UCP1 dient in erster Linie der Wärme-Erzeugung. Damit kann zwischen ATP- und Wärmebildung umgeschaltet werden. Auch Schilddrüsenhormone (v.a. T3) Adrenalin und Noradrenalin sowie Leptin lassen Entkoppler entstehen. Die gesteigerte Lipolyse setzt Fettsäuren zur ß-Oxidation frei. Ferner ist Sirtuin 3 an der Regulation der Thermogenese beteiligt. UCP1 macht 10-15 % der Membranproteine in den Mitochondrien des braunen Fettgewebes aus. Dieser Wert kann durch Kälteanwendungen drastisch gesteigert werden.

Einfluss-Faktoren von braunem Fett 

Neugeborene haben reichlich braunes Fett als Schutz gegen den Kälteschock nach der Geburt am Hals, entlang des Brustbeins und zwischen den Schultern, das 2-5 Prozent des Körpergewichts ausmacht. Dies sinkt im Laufe des Lebens durch fehlende äußere Kältereize, durch geheizte Räume, Bäder, warmes Wasch- und Duschwasser. Erwachsene haben Reste braunen Fettgewebes entlang der großen Arterien, rund um die Aorta, im Halsbereich,  der Nackenregion, über dem Schlüsselbein und entlang der Wirbelsäule. Junge Erwachsene haben im Schnitt nur 50 Gramm braunes Fett. Frauen besitzen mehr braunes Fett als Männer. Braunes Fettgewebe bewahrt vor Fettleibigkeit. Je höher der Body-Mass-Index und je höher das Alter, desto geringer das braune Fettgewebe.

Wenn Funktionsstörungen der Mitochondrien vorliegen verliert das braune Nackenfett seine Thermogenfunktion. Auch ß-Blocker hemmen die Funktion der Mitochondrien. Betroffene neigen zum Frieren, kalten Füßen, bei Zugluft mit Nackenschmerzen, Rhinitis (Schnupfen) und Zystitis (Blasenentzündung).
[1,2,3]

Mehr braunes Fett durch Kälteanwendungen

Der einfachste Weg braunes Fett zu bilden erfolgt über Kälteanwendungen. Schlanke reagieren dabei besser als Adipöse. Kälteversuche bei Männern verhinderten postprandiale (nach Essen) Triglycerid- und Blutzuckeranstiege, was sich auch bei insulinresistenten und adipösen Männern zeigte.

Unsere Blutgefäße haben nach W. Hof eine Länge von 125.000 Kilometern. Durch Kälteexposition können die Blutgefäße trainiert werden, indem diese gezwungen werden sich zu verengen und anschließend zu erweitern.

Mehr braunes Fett durch Kaffee

Nach Prof. Martin aktiviert auch Kaffee das braune Fettgewebe. Allerdings rät er ab von Instant-Kaffee, fertigen Kaffedrinks aus dem Kühlfach der Discounter, Milchkaffee a la latte macchiato oder ähnlichen Varianten, die per Knopfdruck fertig produziert aus der Maschine kommen und in angesagten Mode-Kaffeebars serviert werden. Diese seien wahre Zucker- und Kalorienbomben. [10]

Studie belegt Zunahme an braunem Fett durch Kälteeinwirkung

Dass der Körper weißes in braunes Fett umwandeln kann, wenn er friert, belegten niederländische Forscher in einer Studie. Sie ließen Probanden zehn Tage lang jeweils sechs Stunden in einem 16 Grad kühlen Raum frieren, wodurch sich der Anteil an braunem Fett verdoppelte. [10]

So extrem muss man es nicht betreiben,
aber kalt abduschen oder ein bisschen zu frösteln
anstatt sich beim kleinsten Windzug
in Schals und Jacken einzumümmeln,
wäre der Produktion von braunem Fett nicht abträglich.
[10]

Prof. Dr. Stephan Martin
Direktor und Chefarzt Westdeutsches Gesundheitszentrum

im Verbund Katholischer Kliniken, Düsseldorf

Braunes Fett gegen Übergewicht?

Hamburger Wissenschaftler fanden im Tierversuch heraus, dass Kälte braunes Fett aktivieren kann. Zwei Mäuse erhielten identisches Futter. Eine Maus musste nachts in einer Kältekammer schlafen und blieb durch einen erhöhten Anteil an aktivem braunem Fettgewebe schlank, während die andere Maus dick wurde.  [12]

Lassen sich die Zellen beim Menschen dauerhaft aktivieren, verbrennen sie pro Tag etwa 200-400 Kilokalorien. Dies entspricht auf ein Jahr gerechnet rund 16 Kilogramm weißem Fettgewebe. Adipöse Menschen besitzen geringere Mengen und weniger aktives braunes Fettgewebe. [11]

Braunes Fett gegen Diabetes?

An der Universität Lübeck trugen junge Versuchspersonen fünf Stunden lang einen Kälteanzug bei einer Temperatur von 16-18 Grad. Dies ist eine Temperatur, bei dem braunes Fettgewebe aktiviert wird, aber die Muskeln nicht zittern. Nach fünf Stunden wurde mittels Blutprobe festgestellt, dass die Insulinsensitivität der Probanden um ein Fünftel gestiegen war, wodurch sie deutlich weniger Insulin benötigten, um den Blutzuckerspiegel konstant zu halten. [12]

Braunes Fett gegen Arteriosklerose?

Die Hamburger Forscher stellten ebenfalls an Mäusen fest, dass aktiviertes braunes Fett zu hohe Cholesterinwerte senken kann. Dadurch erhält die Leber das Signal Cholesterin abzubauen. [12]

Kälteschäden

Wim Hof weist allerdings auch auf die möglichen Kälteschäden hin, die bei extremen Anwendungen möglich sind. Wenn die Kerntemperatur des Körpers unter 35 Grad falle und die Kälte bis in die Knochen gehe, könne es zum Absterben von Gewebe kommen. Daher könne in Eiswasser bei untrainierten Menschen die Kälte bereits nach einer halben Stunde tödlich wirken. [8]

Spezielles Atemtraining

Wim Hof kann eineinhalb Stunden in einem mit Eis gefüllten Becken sitzen, wobei seine Körpertemperatur konstant bei 37 Grad und Herzfrequenz und Blutdruck normal bleiben. Dies ist ihm nur möglich durch spezielle Atemübungen direkt vor Kälteexposition und durch jahrelanges Training und die dadurch bedingte Zunahme von braunem Fettgewebe. Foschungsarbeiten zeigten, dass seine Stoffwechselrate um 300 Prozent zunimmt, wenn er Eis ausgesetzt ist und er seinen „Körperofen“ dreimal höher schalten kann als normale Menschen. [8]

Analyse des braunen Fettgewebes

Die Menge an braunem Fettgewebe kann mit der Bioscan-Analyse in meiner Praxis festgestellt werden.

Laboranalysen

Die Höhe der Lipidoxidation kann im Blut  mit der Untersuchung von oxidiertem LDL-Cholesterin bzw. MDA-LDL festgestellt werden. Danach entscheidet sich wie viel mehrfach ungesättigte Fettsäuren ein Organismus verträgt.

Mit einer Fettsäurenanalyse können die verschiedenen Fettsäuren sowie das Verhältnis von Omega 6 zu Omega 3 festgestellt werden.

Positive Wirkungen von Kaltwasser-Anwendungen

Immunsystem-Entgiftung-Oxidativer Stress

  • Stärken das Immunsystem
  • Erhöhen Bildung weißer Blutkörperchen
  • Reduzieren Entzündungen
  • Verbessern die Anpassung des Organismus gegenüber oxidativem Stress
  • Fördern die körpereigene Glutathionbildung
  • Wirken positiv auf Haut und Haare

Herz-Gefäße-Schmerzen

  • Verbessern die Durchblutung
  • Entgiften die Organe und verbessern deren Blutzufuhr
  • Verringern Blutdruck und entlasten das Herz
  • Stärken den Herzmuskel
  • Erhöhen die Schmerztoleranz

Hormon- & Nervensystem-Stress-Schlaf

  • Verbessern Hormonwerte
  • Stärken das Nervensystem
  • Stärken den Vagusnerv (zuständig für Entspannung und Regeneration)
  • Führen zu Stresssenkung und Entspannung
  • Stärken Willenskraft, erhöhen Aufmerksamkeit
  • Aktivieren die Nebennieren
  • Verbessern die Noradrenalin-Bildung
  • Stärken und regenerieren die Schilddrüse
  • Fördern die Produktion von Testosteron und Wachstumshormonen
  • Verbessern sexuelle Energie und Fruchtbarkeit
  • Steigern die nächtliche Melatonin-Bildung
  • Verbessern Tiefschlaf-Qualität

Muskeln – Sportliches Training

  • Steigern die Muskelaktivität und Muskelkapazität
  • Steigern die Fitness und sportliche Leistungsfähigkeit
  • Beschleunigen Erholung und Regeneration nach sportlichem Training

Stoffwechsel

  • Erhöhen Fettverbrennung und fördern Gewichtsabnahme durch Steigerung des Grundumsatzes mit verstärkter Produktion von braunem Fettgewebe
  • Senken Heißhunger-Attacken
  • Senken Blutzucker
  • Wirken unterstützend in der Vorbeugung und Behandlung von Diabetes Typ 2
  • Steigern Adinopectin-Werte*, die entzündungssenkend wirken und vor Diabetes und Arteriosklerose schützen
  • Haben anabole (aufbauende) Effekte, fördern hohes HDL-Cholesterin

Vitalität-Mitochondrien-Lebenserwartung

  • Erhöhen die Vitalität
  • Fördern die Neubildung von Mitochondrien
  • Hemmen wie Fasten „mTOR“**, das Zellwachstum steuert
  • Steigern dadurch die Autophagie, die defekte Zellen repariert und beseitigt
  • Fördern höhere Lebenserwartung [3,4,5,6,7]

Langsame Steigerung der Kälte-Anwendungen

Für die praktische Anwendung empfehle ich sich langsam dem Thema anzunähern und auf keinen Fall mit fortgeschrittenen bzw. extremen Kälte- Anwendungen zu starten. Bevor Sie die härtere Gangart einschlagen, sollten Sie sich eingehend mit dem Thema und den möglichen Gefahren beschäftigen.

Praktische Anwendung = Thermogener Lebensstil

  • im Winter häufige Aufenthalte im Freien
  • Drosselung der Zimmertemperatur in Innenräumen auf 18/19 Grad
  • nächtliche Raumtemperatur nicht über 19 Grad; mit offenem Fenster schlafen
  • Hydrotherapie/Kneipp’sche Anwendungen (Gesichtsbad, Armbad, Unterschenkelgüsse, Wassertreten…)
  • Wechsel aus der heißen Sauna unter die kalte Dusche
  • Kalt Duschen (z.B. bis zu 1 Minute unter der kalten Dusche stehen)
  • Wechselduschen von warm und kalt
  • Schwimmen im Meer, Seen
  • regelmäßiger Sport, Ausdauer- und Muskeltraining  [2, 9]

Intensivere Anwendungen

  • Kalte Tauchbäder im Kaltwasserbecken einer Sauna
  • Tauchen von Händen und Füßen in eine Schüssel Eiswasser
  • Wannenbäder mit Eis
  • Kryo-Therapie mit lokalen Anwendungen
  • Kryo-Ganzkörpertherapie (Kältekammer, Eistauchbad) z.B. bei Morbus Bechterew, Arthrose, Fibromyalgie, Neurodermitis, Psoriasis

Vor starken Kältereizen Omega-6 zu Omega-3-Verhältnis beachten

Wichtig ist eine langsame und stufenweise Gewöhnung an Kältereize. Vor Anwendung von  Kälte-Reizen sollte darauf geachtet werden, dass das Omega-6- zu Omega-3-Verhältnis unter 10:1 liegt. Ansonsten müssen zuerst die Omega-3-Fettsäuren erhöht und die Omega-6-Fettsäuren gesenkt werden. Ein Omega-6 zu Omega-3-Verhältnis >10 gilt als Faktor für stille Entzündungen (Silent-Inflammation). Neben der Zufuhr von Omega-3-Fettsäuren ist es wichtig die dann in der Regel auch erhöhte Arachidonsäure zu reduzieren durch weniger Fleisch und Wurst essen.

Persönliche Beobachtungen

Im Winter mache ich bei Kälte mein Nordic-Walking-Training häufig ohne Handschuhe. Dabei sind die Hände zunächst kalt bis eisig kalt. Aber nach ca. 20-30 Minuten scheint der „Körperofen“ anzuspringen und die Hände werden dann allmählich warm und bleiben auch in der Kälte anhaltend warm. Den gleichen Effekt kennen sicher viele Leser, wenn man im Winter Hände und/oder Gesicht mit kaltem Schnee einreibt oder gar nach der heißen Sauna den nackten Körper im Schnee abkühlen kann.

Erläuterungen

* Adinopectin
Adinopectin ist ein Hormon, das vielfältige Wirkungen im Fett- und Glucosestoffwechsel hat und zusammen mit anderen Gewebshormonen wie Leptin und Insulin das Hungergefühl und die Nahrungsaufnahme reguliert. Menschen mit Übergewicht haben in der Regel niedrigere Serumspiegel als Normalgewichtige. Ein niedriger Spiegel erhöht zusammen mit genetischen Faktoren das Risiko Diabetes Typ 2 zu bekommen und führt oft schon lange vor der Entdeckung der Zuckerkrankheit zu Gefäßschädigungen. Menschen mit hohen Adinopectin-Spiegeln haben ein vermindertes Darmkrebsrisiko und umgekehrt.

** mTOR
Die Master-Substanz mTOR integriert Signale von Nahrungssubstanzen, Wachstumsfaktoren, Autophagie sowie Biogenese und Metabolismus von Ribosomen und ist damit ein zentraler Kontrolleur des Zell- und Organismuswachstums.
Jüngste Studien bringen mTOR allerdings mit mehreren altersbedingten Erkrankungen des Menschen, einschließlich Diabetes, Krebs, Fettsucht, Arteriosklerose, Nierentoxizität, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und neurologischen Störungen in Verbindung.
Tierversuche zeigen, dass die Hemmung von mTOR auch ein wirksames Konzept für menschliche Langlebigkeit ist. Der Weg führt über die Kalorienrestriktion. [12]

Quellen
[1] Kuklinski, Dr., B.: Mitochondrien – Symptome, Diagnose und Therapie, 2015
[2] Hirscher, P.: Die Mitochondrien-Methode – Wie Sie fit und gesund werden,
…..Ihr Gewicht optimieren und Ihr Lebensgefühl verbessern, 2016
[3] Leitz, A.: Fett – Das Handbuch für einen optimierten Stoffwechsel, 2018, S. 115 ff.
[4] Michalk, C.: Kalte Thermogenese – eine Anleitung zum frieren; edubily.de, 2015
[5] Bude, J.: Kalte Thermogenese – Die Revolution für Gesundheit, Regeneration und ein verbessertes Immunsystem; aesirports.de, 2015
[6] 7 Gründe dich regelmäßig der Kälte auszusetzen; ketovida.de, 2017
[7] Leitz, A.: Better Body – Better Brain, 2018
[8] Hof, W., De Jong, Koen: Die Kraft der Kälte – Wie du mit der Iceman-Methode gesünder, stärker und leistungsfähiger wirst, 2017
[9] Know, L., Naturopathic Doctor: Die Mito-Medizin – Wie Sie Ihre Zellkraftwerke schützen, Krankheiten heilen und lange leben; Gesunde Mitochonrien-gesunder Körper, S. 218f., 2018
[10) Scholaut, M.A.: Guter Kaffee, gute Schokolade in: MAGAZIN, Kölner Stadt-Anzeiger, 22.9.2019
[11] Helmes, U.: Braunes Fett: Macht Kälte schlank? NDR-Visite 11.12.2018
Video: https://www.ndr.de/ratgeber/gesundheit/Braunes-Fett-Macht-Kaelte-schlank,fett226.html
[12] Warnke, U., Warnke, F.: Bionische Regeneration – Das Altern aufhalten mit den geheimen Strategien der Natur; S. 110; 2017