Eine ketogene Diät verbessert die Anpassung an aerobes Training und fördert die mitochondriale Umgestaltung der Muskeln bei hyperglykämischen männlichen Mäusen

Warum Blutzucker und Bewegung nicht immer zusammenpassen

Menschen mit erhöhtem Blutzucker hören oft, dass aerobes Training ihre Fitness steigert und das Herz schützt. Viele stellen jedoch fest, dass ihre Ausdauer und „Motorleistung“ trotz regelmäßigen Trainings nicht so stark zulegen, wie zu erwarten wäre. Diese Studie an Mäusen untersucht eine provokante Frage: Könnte eine sehr kohlenhydratarme, fettreiche ketogene Diät dem Körper helfen, besser auf aerobes Training zu reagieren, wenn der Blutzucker chronisch hoch ist?

Hoher Blutzucker, abgeschwächte Fitnesszuwächse

Bei Diabetes und Prädiabetes schwimmt der Körper im Überschuss an Glukose. Frühere Arbeiten zeigten, dass in diesem Zustand die normale Trainingsantwort auf aerobes Training gedämpft ist: die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2peak), ein starker Indikator für Gesundheit und Langlebigkeit, verändert sich kaum selbst nach regelmäßigem Training. Die Forschenden verwendeten männliche Mäuse mit moderater Hyperglykämie, erzeugt durch ein Medikament, das die insulinproduzierenden Zellen schädigt, ohne schwere Krankheit hervorzurufen. Diese Tiere ähneln Menschen mit erhöhtem Blutzucker, die dennoch aktiv sein können. Die zentrale Frage war, ob eine Ernährungsumstellung – ohne zusätzliche Medikamente – ihre Fähigkeit, durch Training aerobe Fitness zu gewinnen, wiederherstellen kann.

Die Geschichte von zwei Diäten

Nachdem der hohe Blutzucker ausgelöst war, teilte das Team die Mäuse in zwei Ernährungsgruppen. Eine Gruppe blieb bei normalem kohlenhydratreichem Futter, das ihren Glukosespiegel hoch hielt. Die andere Gruppe wechselte zu einer ketogenen Diät: etwa 90 Prozent der Kalorien aus Fett, nahezu keine Kohlenhydrate, der Rest aus Protein. Innerhalb einer Woche senkte die ketogene Diät den Blutzucker in den Normalbereich und erhöhte die Konzentration ketonischer Körper, alternative Brennstoffe aus Fett. Wichtig ist, dass diese Glukosesenkung stattfand, obwohl die Insulinspiegel niedrig blieben und die Mäuse weiterhin eine schlechte Verträglichkeit einer plötzlichen Zuckerbelastung zeigten, was unterstreicht, dass die Diät selbst – nicht zusätzliches Insulin – den Effekt bewirkte.

Training des hyperglykämischen Körpers

Anschließend blieben Mäuse jeder Diätgruppe entweder untätig oder trainierten freiwillig durch Laufen in Laufrädern über acht Wochen. Alle Trainingsgruppen legten ähnliche Distanzen zurück, sodass Unterschiede in den Ergebnissen die Physiologie und nicht den Einsatz widerspiegelten. Wie erwartet verbesserte Bewegung in jeder Gruppe mehrere Gesundheitsmarker: die Körperzusammensetzung verschob sich zugunsten von mehr fettfreier Masse, und die Blutzuckerkontrolle verbesserte sich insgesamt etwas. Als die Forschenden jedoch das VO2peak auf einem Laufband maßen, zeigte sich ein auffälliges Muster. Hyperglykämische Mäuse mit Standardfutter zeigten nur geringe Zuwächse des VO2peak durch Training. Im Gegensatz dazu gewannen hyperglykämische Mäuse unter ketogener Diät wieder starke Verbesserungen des VO2peak, die denen normaler Kontrollmäuse entsprachen oder diese übertrafen. Merkwürdigerweise stieg ihre tatsächliche Zeit bis zur Erschöpfung nicht im gleichen Maße, was darauf hindeutet, dass Fitness und Leistungsvermögen auseinanderklaffen können, wenn sich die Brennstoffversorgung unterscheidet.

Wie Muskeln bei ketogener Versorgung umgebaut werden

Um zu verstehen, warum eine ketogene Diät die Trainingsantwort veränderte, untersuchten die Forschenden Muskelgewebe chemisch und strukturell. Bei ketofütterten Mäusen verbrannten die Muskeln deutlich mehr Fett und deutlich weniger Glukose, sowohl in Ruhe als auch während der Bewegung. Die Mengen an Proteinen, die Fettsäuren in Muskelzellen und in die Mitochondrien transportieren, stiegen stark an, während Proteine, die für Glukoseaufnahme und -abbau zuständig sind, abnahmen. Im Elektronenmikroskop zeigten die Muskeln ketogener Mäuse mehr und größere Mitochondrien – die Organellen, die Sauerstoff und Brennstoff in Energie umwandeln – sowie Anzeichen erhöhter Mitophagie und Fusion, Prozesse, die diese „Kraftwerke“ recyceln und umgestalten. Entscheidend war, dass in Kombination mit Training die ketogene Diät zwei Kennzeichen hochgradig aerober Muskulatur wiederherstellte, die durch Hyperglykämie abgeschwächt waren: einen höheren Anteil langsamer, oxidativer Fasern und ein dichteres Netz winziger Blutgefäße (Kapillaren). Beide Merkmale korrelierten stark mit dem VO2peak, was darauf hindeutet, dass sie Schlüsselverbindungen zwischen Diät, Training und Fitness darstellen.

Wer könnte profitieren – und wie

Die Forschenden testeten die ketogene Diät auch an Mäusen mit normalem Blutzucker. Bei diesen Tieren verschob die Diät die Muskulatur ebenfalls Richtung Fettverbrauch und erhöhte das VO2peak bei unbewegten Mäusen leicht, verstärkte jedoch nicht die zusätzlichen Fitnesszuwächse durch Training. Dieser Unterschied legt nahe, dass der größte Nutzen ketogener Ernährung entsteht, wenn sie ein Problem korrigiert – chronisch hohen Blutzucker –, das sonst die Anpassungsfähigkeit an Bewegung blockiert. Gleichzeitig hatten ketofütterte Mäuse geringere Muskel- und Leberglykogenspeicher und schnitten in Ausdauertests schlechter ab, sofern nicht kurzzeitig Kohlenhydrate wieder zugeführt wurden. Das deutet darauf hin, dass ein rein ketogener Ansatz die Leistungsfähigkeit an Wettkampftagen einschränken kann, selbst wenn er die zugrunde liegende aerobe Kapazität verbessert.

Was das für Menschen mit hohem Blutzucker bedeutet

Für interessierte Laien lautet die Kernbotschaft: In diesem Mausmodell verwandelte eine strikte ketogene Diät hohen Blutzucker von einem Hindernis in ein lösbares Problem für aerobes Training. Indem sie Glukose normalisierte, Ketone erhöhte und die Muskulatur so umgestaltete, dass sie Fett effizient verbrennt und mehr Blut aufnehmen kann, erlaubte die Diät dem Training, das zu tun, was es am besten kann: ein stärkeres, ausdauernderes kardiopulmonales System aufzubauen. Die Arbeit beweist nicht, dass alle Menschen mit Diabetes oder Prädiabetes eine ketogene Diät annehmen sollten – Studien am Menschen, Langzeitsicherheit und individuelle Vorlieben sind wichtige Faktoren. Sie hebt jedoch ein wichtiges Prinzip hervor: Wenn der Blutzucker chronisch erhöht ist, kann eine auf die Senkung des Glukosespiegels ausgerichtete Ernährung entscheidend sein, um die vollen Fitness- und Gesundheitsgewinne aus aerobem Training zu erzielen.

Zitation: Pattamaprapanont, P., Nava, R.C., Grover, R. et al. A ketogenic diet enhances aerobic exercise adaptation and promotes muscle mitochondrial remodeling in hyperglycemic male mice. Nat Commun 17, 1656 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69349-5

Schlüsselwörter: ketogene Diät, aerobes Training, Hyperglykämie, Skelettmuskel, VO2peak