Etwa zehn Jahre lang aß der Genetiker Tim Spector vom King's College London jeden Tag dasselbe: Schwarzbrot belegt mit Tunfisch und Mais und zum Nachtisch eine Banane. Er hielt das für eine gesunde Wahl – bis er sich selbst untersuchte. Nach dem Mittagessen beobachtete er in seinem Blut einen enormen Anstieg von Zucker und Fett, beides bekannte Risikofaktoren für Diabetes, Herzkrankheiten und Fettleibigkeit.

Aber nur weil Tunfisch-Brote schlecht für Spector sind, heißt das nicht, dass das bei jedem so ist. Im Gegenteil: Für manche Menschen sind sie sicherlich sehr gesund. Das gilt für fast alle Lebensmittel, sogar für Eiscreme und Weißbrot, die lange Zeit als rundum ungesund galten.

Jüngste Untersuchungen von Spector und anderen Forschenden haben gezeigt, dass die Reaktion auf Nahrungsmittel höchst individuell ist. Daher gibt es »die« gesunde Ernährung für alle gar nicht: Jeder bräuchte seinen eigenen Ernährungsplan. Diese Erkenntnis könnte erklären, weshalb Ernährungsempfehlungen über Jahrzehnte hinweg kaum geholfen haben, die globale Epidemie von Übergewicht und Diabetes zu stoppen. Spector, die US-amerikanischen National Institutes of Health (NIH) und andere möchten das Problem nun neu angehen und mit Präzisionsernährung das Verständnis von »gesunder Ernährung« revolutionieren.

Was ist gesunde Ernährung?

Bis heute kann die Ernährungswissenschaft keine konkrete Antwort auf die wohl drängendste Frage geben: Was macht eine gesunde Ernährung aus? Die Frage ist alt: Dass Ernährung maßgeblich über unsere Gesundheit bestimmt, wussten Menschen mindestens schon in der Antike, als Hippokrates »Lass Essen deine Medizin sein« sagte, wobei allerdings umstritten ist, ob dieser Satz tatsächlich von ihm stammt. Wissenschaftliche Versuche, eine gesunde Ernährung zu definieren, gehen bis in die 1890er Jahre zurück. Zu jener Zeit veröffentlichte der Ernährungsforscher Wilbur Atwater an der Wesleyan University in Connecticut die allerersten Ernährungsrichtlinien. Er empfahl Abwechslung und Mäßigung sowie zu viel Fett, Zucker und Stärke zu meiden. Der Rat hat sich bis heute weitgehend bewährt. Genau wie die ihm zu Grunde liegende Annahme, dass es so etwas wie eine gesunde Ernährung gibt. Auf dieser Basis wurden 125 Jahre lang die unterschiedlichsten Theorien aufgestellt.

Der erste Impuls kam – wie so oft – von Wissenschaftlern außerhalb des Felds, die eigentlich versuchten, eine ganz andere Frage zu beantworten. Im Jahr 2014 begann ein Team des Weizmann Institute of Science in Israel damit, die Wirkung künstlicher Süßstoffe zu untersuchen. Der Immunologe Eran Elinav und der Mathematiker Eran Segal interessierten sich vor allem dafür, ob Süßstoffe zum vermehrten Auftreten von Fettleibigkeit und Diabetes beitragen – also genau zu jenen Probleme, die sie eigentlich lösen sollten. Die Forscher verabreichten gesunden Menschen Saccharin und beobachteten, was geschah.

Zunächst bestimmten sie die glykämische Reaktion, sprich: ob die Süßstoffe den Blutzucker der Probanden ansteigen ließen. Das ist eine ganz normale Reaktion des Körpers auf Nahrung. Wenn die Glukose aber zu schnell ansteigt und abfällt oder es zwischendurch zu Spikes oder Peaks kommt, deutet das auf eine schlechte metabolische Gesundheit hin. »Menschen, die regelmäßig solche Spikes haben, entwickeln mit höherer Wahrscheinlichkeit Diabetes und legen eher an Gewicht zu als Menschen, bei denen das nicht auftritt«, sagt Spector.

Was die Wissenschaftler sahen, überraschte sie: Bei einigen der Testpersonen war der Blutzuckerspiegel dramatisch angestiegen, bei anderen überhaupt nicht. Wieder andere lagen irgendwo dazwischen. »Die Reaktion fiel sehr individuell aus«, sagt Elinav. Das hätte eigentlich nicht passieren dürfen, und zwar aus zweierlei Gründen. Erstens enthalten künstliche Süßstoffe keine Kalorien und sollten daher gar keinen Anstieg verursachen. Warum sie es dennoch tun, ist eine andere Geschichte. Zweitens sollte sich die glykämische Reaktion im Wesentlichen bei jedem Menschen gleichen. Zwar gibt es kleine, individuelle Unterschiede, aber man würde erwarten, dass Menschen, denen dieselben Nahrungsmittel verabreicht wurden, im Großen und Ganzen einen ähnlichen Glukosespiegel aufweisen. Das ist das Konzept hinter dem glykämischen Index (GI). Er ist ein Maß dafür, wie schnell ein bestimmtes Nahrungsmittel in Glukose umgewandelt wird und in den Blutkreislauf gelangt.

Nicht jeder bekommt einen Zuckerschock

Das unerwartete Ergebnis brachte Elinav und Segal dazu, sich die grundlegenden Studien zur glykämischen Reaktion genauer anzuschauen. »Wir stellten fest, dass sie alle nur wenige Freiwillige untersucht hatten, vielleicht zehn.« Deren Blutzuckerspiegel wurde gemessen, nachdem alle dieselben Lebensmittel gegessen hatten. Aus der durchschnittlichen Reaktion berechneten die Wissenschaftler dann den GI für das jeweilige Nahrungsmittel. »Wir konnten den Studien keinerlei Informationen zu individuellen Reaktionen entnehmen«, sagt Elinav.

Also machten sie sich selbst ans Werk und stellten enorme Unterschiede bei der glykämischen Reaktion auf ein und dasselbe Nahrungsmittel fest. In einem Experiment verglich das Forscherteam industriell hergestelltes Weißbrot mit handgemachtem Brot aus Vollkornsauerteig. Für Elinav ist dies »das beste Brot, das je in Tel Aviv hergestellt wurde«. Die Wissenschaftler erwarteten, dass das Weißbrot stets einen höheren Glukose-Peak erzeugen würde. Aber das war nicht der Fall: Für einige Menschen war das massengefertigte Weißbrot offenbar gesünder. »Wir waren fassungslos«, sagt Elinav. »Wenn man Leuten eine Scheibe Weißbrot gibt, erzeugt das bei manchen überhaupt keinen Peak, während der Glukosespiegel von anderen Leuten auf Diabetikerniveau ansteigt.« Im Durchschnitt stellte sich der bekannte glykämische Index von Weißbrot ein. Laut Elinav gilt dies für fast jedes Lebensmittel.

»Uns wurde klar, dass wir nicht die Lebensmittel einstufen sollten, sondern die Personen, die sie essen«
Eran Elinav, Weizmann Institute of Science in Israel

Dieser Moment sei bahnbrechend gewesen, sagt Elinav. »Wir hatten gleichzeitig etwas sehr Interessantes, aber auch Beunruhigendes gelernt: dass das Paradigma der gesunden Ernährung grundlegend falsch ist.« Wenn die glykämische Reaktion einer Person genau entgegengesetzt ausfalle wie die einer anderen, könne ein Nahrungsmittel nicht gut für beide sein. »Uns wurde klar, dass wir nicht die Lebensmittel einstufen sollten, sondern die Personen, die sie essen.«

Dieses Ergebnis deckt sich mit dem einer anderen Studie, für die Elinav und Segal etwa 800 Menschen untersucht haben. Sie gilt heute als Grundlagenpapier der Präzisionsernährung. Die Forscher dokumentierten Alter, Geschlecht, Lebensstil der Teilnehmer sowie medizinische Vorgeschichten. Außerdem bestimmten sie deren Body-Mass-Index, das Verhältnis von Taille zu Hüfte und nahmen Stuhlproben der Probanden, um ihr Mikrobiom zu untersuchen. Dann überwachten sie eine Woche lang den Blutzuckerspiegel der Freiwilligen. Diese protokollierten zudem ausführlich, was sie wann gegessen hatten, wie lange sie geschlafen hatten und ob sie körperlich aktiv gewesen waren. Insgesamt zeichnete das Team die glykämische Reaktion auf mehr als 52 000 Mahlzeiten auf. Wie erwartet verliefen die höchst individuell, selbst wenn die Probanden identische Mahlzeiten verzehrt hatten.

Essen unter wissenschaftlicher Aufsicht

Als sie alle Daten mit Hilfe einer künstlichen Intelligenz (KI) analysiert hatten, stellten sie fest, dass die persönlichen biologischen Eigenschaften einer Person am besten vorhersagten, wie diese auf eine bestimmte Mahlzeit reagieren würde, allen voran die Zusammensetzung des Mikrobioms. Das deutet darauf hin, dass es möglich ist, auf Basis einiger weniger Messungen für jedes Individuum eine Ernährungsform mit niedrigem glykämischem Index zu konzipieren.

Als Beweis für diese These rekrutierte das Team weitere 26 Freiwillige, diesmal Menschen mit einer Vorstufe von Diabetes. Sie durchliefen zahlreiche Tests, und die Wissenschaftler entwarfen personalisierte Diäten für sie. Alle erhielten ein gutes und ein schlechtes Konzept, gemäß dem sie sich jeweils eine Woche lang ernährten. Wie erhofft, verbesserte die gute Ernährungsform ihre Reaktion auf Glukose, während die ungeeignete sie verschlechterte. Im Gegensatz zu den Diäten, die üblicherweise für Menschen mit Prädiabetes empfohlen werden, enthielten einige der guten Diäten ziemlich unorthodoxe Nahrungsmittel: »Manche Menschen durften Bier, Schokolade oder Eiscreme konsumieren, aber keine Tomaten«, sagt Elinav.

»Manche Menschen durften Bier, Schokolade oder Eiscreme konsumieren, aber keine Tomaten«
Eran Elinav, Weizmann Institute of Science in Israel

Seither haben die Forscher immer wieder Daten erhoben – und immer wieder waren sie erstaunt. »Wir haben inzwischen mehr als 50 000 Personen untersucht, trotzdem erlebt man jedes Mal Überraschungen«, sagt Elinav. »Für manche Menschen sind vermeintlich ungesunde Lebensmittel sehr gut.« Ihre neueste – noch unveröffentlichte – Forschungsarbeit ist die erste, die sich mit den langfristigen Auswirkungen einer personalisierten Ernährung befasst.

Andere Forschungsteams haben ähnliche Experimente durchgeführt und dabei ähnlich überraschende Entdeckungen gemacht. Im Juni 2020 veröffentlichte Spectors Gruppe die Ergebnisse einer Studie namens PREDICT-1, das steht für »Personalized Responses to Dietary Composition Trial«. Laut dem Genetiker ist das die intensivste Ernährungsinterventionsstudie, die je durchgeführt wurde. Zwei Wochen lang wurden 1002 gesunde Menschen identisch verpflegt. Dabei wurden ihr Lebensstil sowie ihre Stoffwechselreaktionen detailliert aufgezeichnet.

Neben der glykämischen Reaktion wurde auch die Konzentration bestimmter Fettmoleküle, der Triglyzeride, gemessen, die nach dem Essen in den Blutkreislauf gelangten. Hier ergab die Studie ebenfalls sehr individuelle Reaktionen auf identische Mahlzeiten. »Bei manchen Menschen war kaum ein Anstieg zu verzeichnen. Bei anderen fiel der Spiegel schnell wieder ab. Und bei manchen kletterte er stundenlang in die Höhe«, sagt Spector. Interessanterweise gingen die Triglyzerid-Peaks zeitlich nicht mit den Glukose-Spikes einher.

Auch Triglyzeride sind ein Risikofaktor für chronische Erkrankungen. »Wenn diese Fette für längere Zeit im Blut zirkulieren, verstärken sie Entzündungsreaktionen«, erklärt Spector. Das wiederum begünstige Stoffwechselprobleme, Diabetes, Herzkrankheiten und Fettleibigkeit.

Spectors Team nahm noch viele andere Parameter auf, darunter Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht der Probanden sowie deren Körperzusammensetzung, Blutdruck und die Blutwerte im nüchternen Zustand. Der Schlaf-wach-Rhythmus, die Genomsequenz, das Mikrobiom und die übliche Ernährung der Personen wurden ebenfalls berücksichtigt. Während der Studie zeichneten die Forscher auf, wann die Teilnehmer aßen, schliefen und Sport trieben und was sie zusätzlich zu den vorgeschriebenen Mahlzeiten aßen.

Nachdem sie die Daten mit Hilfe einer KI ausgewertet hatten, stellten sie fest, dass eine Kombination der Messergebnisse die Stoffwechselreaktion einer Person auf eine bestimmte Mahlzeit ziemlich genau vorhersagen konnte. Den Anstieg des Blutzuckers schätzten die Wissenschaftler so in 77 Prozent der Fälle richtig ein, den der Triglyzeride bei 47 Prozent. Das ist zwar bei Weitem nicht perfekt – aber immerhin ein Fortschritt. »Wir haben uns von der Idee verabschiedet, dass es eine gesunde Standardernährung für alle gibt«, sagt Spector.

Personalisierung leicht gemacht?

Zum selben Schluss kam eine Arbeitsgruppe vom Imperial College in London, allerdings auf einem anderen Weg. Die Forscher gaben Menschen exakt dieselbe Nahrung und analysierten dann Tausende von Stoffwechselprodukten in deren Urin. »Wir stellen fest, dass Menschen unterschiedlich auf die Ernährung reagieren«, sagt Isabel Garcia-Perez. Sie und ihre Kollegen entwickeln derzeit einen Urintest für Menschen mit verschiedenen Stoffwechselreaktionen, so genannte Metabotypen. Dieser Test könnte als Grundlage dienen, um die Ernährung zu personalisieren.

Es sei überraschend, wie wenig die Genetik unsere Reaktion auf Lebensmittel beeinflusse, sagt Spector. Unter seinen 1002 Versuchspersonen waren 86 eineiige Zwillingspaare. Selbst sie reagierten sehr unterschiedlich auf dieselbe Mahlzeit. »Das sagte uns, dass Gene keine große Rolle spielen«, so Spector. Wie wir auf fetthaltiges Essen reagieren, hat praktisch keine genetische Komponente. Und auch nur etwa 30 Prozent unserer Reaktion auf Zucker hängt offenbar mit den Genen zusammen. Andere Faktoren wie Darmmikroben und zirkadiane Rhythmen seien wichtiger, sagt Spector.

Diese Beobachtungen stärken die Hoffnung, mit wenig Aufwand personalisierte Diäten entwerfen zu können. Vielleicht ist es in Zukunft möglich, beim Arzt etwas Blut, Urin oder Stuhl abzugeben, einige Tests durchzuführen und dann mit einem präzisen, auf die individuellen Bedürfnisse zugeschnittenen Ernährungsplan nach Hause zu gehen.

»Zu einem gewissen Grad können wir das schon«, sagt Spector. Bislang müsse man sich auf wenige Aspekte beschränken. »Aber wir können bereits herausfinden, ob Sie besser mehr Fett oder mehr Kohlenhydrate essen sollten«, sagt der Genetiker. Gemeinsam mit den israelischen Forschern hat sein Team kommerziell erhältliche Apps namens »Zoe« und »The Personalized Nutrition Project« auf den Markt gebracht, die eine personalisierte Ernährungsempfehlung via Smartphone versprechen. Doch Sie können auch einen anderen Ansatz ausprobieren (siehe »So personalisieren Sie Ihre Ernährung«).

Wie effektiv diese Apps sind, stehe noch nicht fest, sagt Bernadette Moore von der britischen University of Leeds. Denn Faktoren wie Schlaf, Bewegung und der Zeitpunkt der Mahlzeiten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Das macht die Gestaltung personalisierter Ernährungspläne zu einer komplexen Herausforderung. Außerdem stoßen die Apps auf dasselbe Problem wie traditionelle Ratschläge: Die Menschen halten sich oft nicht daran. Dennoch sei die Forschung sehr vielversprechend, sagt Moore.

Präzisionsernährung ist die logische Konsequenz

Yiannis Mavrommatis, der die Forschungsgruppe für Ernährung und Genetik an der St Mary's University in London leitet, stimmt zu. Eine der wichtigsten Erkenntnisse sei, dass ein Einheitskonzept nicht für alle Menschen funktioniert. »Der logische Schluss ist personalisierte Ernährung.«

Auch große Geldgeber investieren in das neue Forschungsfeld. Ende Mai 2020 verkündeten die NIH, in den nächsten zehn Jahren habe Präzisionsernährung Priorität, mit dem Ziel, »die Ernährungswissenschaft fundamental zu verändern«.

Vielleicht kann das den Forschungszweig rehabilitieren, dessen Ansehen in den letzten Jahrzehnten stark gelitten hat. Dass Menschen so individuell auf Lebensmittel reagieren, könne erklären, warum Studien oft enttäuschende Ergebnisse lieferten, sagt Sarah Berry vom King's College London. »Viele Menschen kritisieren die Ernährungswissenschaft. Sie sagen, wir wüssten nicht, wovon wir reden, weil sich die Empfehlungen ständig ändern. Aber eigentlich liegt das daran, dass Ernährung kompliziert ist und wir Menschen genauso kompliziert sind.«

Berry warnt aber vor einer Überinterpretation der Erkenntnisse. Auch wenn man sich davon entferne, eine universelle, gesunde Ernährung zu empfehlen, bedeute das nicht, dass man sämtliche alte Regeln über Bord werfen dürfe. »Wir widersprechen nicht den allgemeinen und bewährten Richtlinien für gesunde Ernährung«, sagt sie. »Wir sollten immer noch auf eine abwechslungsreiche Ernährung achten, mit ballaststoffreichen Nahrungsmitteln, Obst, Gemüse, Nüssen und Hülsenfrüchten und einer angemessenen Menge an Fett.« Verarbeitete Lebensmittel solle man nur in Maßen essen. Aber innerhalb dieses Spektrums gebe es ein riesiges Potenzial, die Ernährung individuell und damit noch gesünder zu gestalten. Einige wichtige Grundsätze hätten nach wie vor Bestand, stimmt Elinav zu. Zum Beispiel Kalorien. »Auch wenn Eiscreme für Sie ein gutes Nahrungsmittel ist, werden Sie immer noch dick, wenn Sie zehn Kilogramm davon am Tag essen.«