Kaloriendefizit: Studie zeigt sinkenden Knochenbildungsmarker trotz mehr Protein

Mediziner warnen vor den negativen Auswirkungen extremer Kalorienrestriktion auf die Knochen- und Muskelgesundheit. Eine unzureichende Energie- und Nährstoffzufuhr kann die körperliche Belastbarkeit bei chronischen Beschwerden schwächen und langfristige Abbauprozesse im Bewegungsapparat in Gang setzen.

Fachleute aus Endokrinologie und Sportmedizin weisen darauf hin, dass drastische Diäten zwar kurzfristig das Gewicht senken, den Körper jedoch auf zellulärer und struktureller Ebene belasten.

Kaloriendefizite und ihre Folgen für das Skelettsystem

Dr. med. Yamada Satoru vom Diabeteszentrum des Kitasato-Institut-Krankenhauses der Kitasato-Universität betont, dass eine Kalorienrestriktion kurzfristig zwar das Körpergewicht sinken lasse, auf lange Sicht jedoch die Muskel- und Knochenalterung vorantreibe. Während Tierstudien an Mäusen eine Lebensverlängerung gezeigt hätten, ergaben Untersuchungen an Rhesusaffen widersprüchliche Resultate.

So berichtete die Wisconsin-Studie zwar von weniger Herzkrankheiten und Krebs, eine andere Erhebung fand jedoch keine Lebensverlängerung. Als wesentliches Problem trat in der Wisconsin-Studie ein Muskel- und Knochenschwund auf. Yamada empfiehlt daher, anstelle einer pauschalen Kalorienreduktion übermäßige Kohlenhydrate einzuschränken.

Die unmittelbaren Auswirkungen eines Energiedefizits belegt auch eine randomisierte Crossover-Studie mit 19 gesunden, körperlich aktiven jungen Erwachsenen (neun Frauen und zehn Männer). Die Probanden absolvierten drei fünftägige Ernährungsprogramme: energiereich, energiearm sowie energiearm mit einer Proteinzufuhr auf dem Niveau der energiereichen Variante.

An den Tagen eins und fünf stand jeweils ein 45-minütiges Radfahren mit mittelhoher Intensität sowie ein kurzer Maximaltest an. Nach beiden energiearmen Diäten fiel der Blutmarker für Knochenneubildung (P1NP) niedriger aus als bei ausreichender Energiezufuhr; die höhere Proteinzufuhr verhinderte diesen Rückgang nicht.

Zudem zeigten sich nach dem Training Veränderungen von Entzündungssignalmolekülen. Der Knochenabbau-Marker CTX-1 stieg in der Erholungsphase ausschließlich bei der energiearmen, proteinreichen Ernährung an. Die Untersuchung erfasste allerdings weder Knochendichte noch Frakturen, wies eine kleine Stichprobe auf, dauerte nur kurz und umfasste eine strenge Restriktion.

Energiedefizite im Sport und der Trend zum extremen Schlankheitsideal

Anhaltende oder starke Belastungen können zu einem relativen Energiedefizit im Sport (REDs) führen. Ein Konsens des Internationalen Olympischen Komitees (IOC), das den Begriff RED-S im Jahr 2014 prägte, hält fest, dass dieses Syndrom Frauen und Männer betrifft. Es beeinträchtigt Knochengesundheit, Fruchtbarkeit, Immunsystem, Glykogenspeicherung, Regeneration und Leistungsfähigkeit gleichermaßen.

Athleten wie Jake Smith berichteten, täglich beim Training zwischen 3.000 und 4.000 Kalorien verbrannt, aber nur 3.000 konsumiert zu haben. Das resultierende tägliche Defizit von 500 bis 1.000 Kalorien führte bei ihm zu zwei Ermüdungsfrakturen innerhalb von vier Monaten.

Auch der britische Triathlet Jonny Brownlee durchlief das Syndrom und betonte, dass RED-S bei Männern oft unbemerkt bleibe und sich erst durch sehr schwere Verletzungen manifestiere, während es bei Frauen meist offensichtlicher sei.

Gleichzeitig bedroht ein Schönheitsideal junger Erwachsener die Knochensubstanz abseits des Leistungssports. Prof. Ahn Seong-hee aus der Endokrinologie des Ewha Womans University Mokdong Hospital warnt vor dem Trend zu extrem schlanken Körperbildern auf sozialen Plattformen, der die Knochengesundheit von Frauen zwischen 20 und 30 Jahren gefährde.

Knochenmasse werde in Kindheit und Jugend aufgebaut und sinke ab dem Erwachsenenalter. Extreme Diäten und Untergewicht beeinträchtigen diesen Prozess massiv, da der Knochenumbau Energie, Protein, Kalzium und Vitamin D benötigt.

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Bei postmenopausalen Frauen beschleunigt das sinkende Östrogen den Abbau zusätzlich. Eine Osteoporose-Diagnose erfolgt bei ihnen ab einem T-Score von minus 2,5 oder niedriger; bei prämenopausalen Frauen gilt ein Z-Score von minus 2,0 oder tiefer als unterhalb des für das Alter erwarteten Bereichs.

Ahn empfiehlt diagnostische Tests bei anhaltendem Untergewicht, Zyklusstörungen wie Amenorrhoe, Frakturen nach leichten Traumata oder einer Langzeitbehandlung mit Steroiden. Zur Prävention rät sie zu einer ausgewogenen Kost mit Kalzium, Vitamin D und Protein sowie zu Gewichtsbelastungs- und Krafttraining.

Einseitige Ernährungsformen und medikamentöser Gewichtsverlust

Auch unausgewogene Diätformen bergen Gefahren. Dr. Sarah Kaufman von der Academy of Nutrition and Dietetics weist darauf hin, dass eine ketogene Diät mit starker Kohlenhydratrestriktion erhebliche Nebenwirkungen hervorrufen könne, darunter Schlaflosigkeit, Nierenschäden, Leberversagen, Krampfanfälle und Mängel an Ballaststoffen, Vitamin D, Kalzium sowie Vitamin B12. Sie warnt vor Risiken für Herzkrankheiten, Muskelverlust und Osteoporose.

Dr. Jason Fung ergänzt, dass die unzureichende Ballaststoffaufnahme bei Keto-Diäten Verstopfung sowie Verdauungs- und Nierenprobleme nach sich ziehen könne. Zu den Risikogruppen zählen Personen mit Nieren-, Leber- oder Diabeteserkrankungen, ältere Erwachsene mit Osteoporose sowie Schwangere und Stillende.

Neue Herausforderungen für den Erhalt von Muskel- und Knochenmasse entstehen durch medikamentöse Therapien zur Gewichtsreduktion. Dr. Isabel Viñas betont, bei Gewichtsverlust sei entscheidend, welches Gewebe abgebaut werde – Fett, Muskeln, Wasser oder Knochen.

Muskeln fungierten als metabolisch aktive Organe, die Glukosestoffwechsel, Kraft, Funktionalität, Knochengesundheit und das Immunsystem stützen. Laut einer systematischen Übersichtsarbeit zum Einfluss von Inkretin-basiertem und nicht-medikamentösem Gewichtsverlust lag der mediane Anteil fettfreier Masse am Gesamtgewichtsverlust bei 28,3 Prozent.

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In 65 Prozent der Interventionen mit Inkretin-Medikamenten übertraf der Verlust fettfreier Masse die physiologisch erwartbare Schwelle; bei einer Abnahme von 10 Kilogramm sollten idealerweise nicht mehr als rund 2,5 Kilogramm fettfreie Masse verloren gehen.

Der Orthopäde Dr. Brian Nwannunu hebt hervor, dass GLP-1-Präparate wie Ozempic, Wegovy oder Mounjaro neben Fett auch Muskelmasse reduzieren und die Knochendichte verringern können.

Zwar entlastet Gewichtsverlust die Gelenke – für jedes zusätzliche Pfund Körpergewicht wirken viermal so viele Kräfte auf das Kniegelenk –, doch besonders postmenopausale Frauen und ältere Erwachsene trügen ein erhöhtes Osteoporose-Risiko. Nwannunu rät zu einer engmaschigen Überwachung der wöchentlichen Gewichtsabnahme, ausreichender Proteinzufuhr, Krafttraining und regelmäßigen Laboranalysen.

Dr. med. Annic Baumgartner, stellvertretende leitende Ärztin für Endokrinologie am Kantonsspital Aarau, erklärte auf einem Fachkongress, dass GLP-1-Rezeptor-Agonisten die Nahrungsaufnahme um 20 bis 40 Prozent senken und über veränderte Resorption zu Mikronährstoffmängeln führen können.

Eine Fallserie mit zehn Patienten zeigte bei 80 Prozent eine verzögerte Magenentleerung. Retrospektive Daten von über 460.000 Patienten belegen, dass Vitamin D der häufigste Mangel unter GLP-1-Rezeptor-Agonisten ist (nach sechs Monaten bei 7,5 Prozent, nach zwölf Monaten bei 13,6 Prozent), gefolgt von Eisenmangel.

Im Jahr 2025 erhielten laut Schweizerischem Versorgungsatlas rund 46.000 Menschen in der Schweiz kassenvergütete GLP-1-Rezeptor-Agonisten zur Gewichtsreduktion – bei steigender Tendenz.

Muskelabbau im Alter und präventive Strategien

Die kombinierte Schwächung von Muskulatur und Knochen hat weitreichende Folgen für die Stabilität des Körpers. Li Mei vom Peking Union Medical College Hospital hebt hervor, dass eine gemeinsame Steuerung von Knochen und Muskeln Stürze und Brüche wirksam reduzieren könne.

In China liege die Osteoporose-Prävalenz bei Personen ab 50 Jahren bei 19,2 Prozent, ab 65 Jahren bei 32 Prozent und bei Frauen dieser Altersgruppe bei 51,6 Prozent. Eine niedrige Knochenmasse weisen 32,9 Prozent der 40- bis 49-Jährigen auf. Li rät zur Wachsamkeit bei Symptomen wie Knochenschmerzen, Körpergrößenverlust, nachlassender Belastungstoleranz oder sinkendem Oberschenkelumfang.

Forscher der University of Queensland publizierten in The Lancet Healthy Longevity Analysen, wonach Sarkopenie bis zu 29 Prozent der zu Hause lebenden älteren Erwachsenen betrifft. Sie argumentieren, Sarkopenie primär als Erkrankung des alternden motorischen Systems und nicht allein als Muskelschwund zu begreifen, da der reine Muskelverlust nur einen kleinen Teil des Kraftverlusts erkläre.

Stürze stellen in Australien die führende Ursache für verletzungsbedingte Klinikaufenthalte dar: Im Zeitraum 2024–25 gab es 253.800 sturzbedingte Hospitalisierungen; im Vorjahr verstarben 6.722 Australier nach einem Sturz, bei geschätzten Gesamtkosten von 5,4 Milliarden Australischen Dollar.

Zur Stabilisierung von Muskelmasse und Knochendichte spielen Kraftreize und Proteinversorgung eine zentrale Rolle. Während die britische Referenzzufuhr für gesunde Erwachsene bei 0,75 Gramm Protein pro Kilogramm Körpergewicht täglich liegt, empfiehlt eine internationale Expertengruppe für Erwachsene über 65 Jahren etwa 1,0 bis 1,2 Gramm pro Kilogramm in Verbindung mit Bewegung.

Eine Auswertung von 49 Studien mit 1.863 Teilnehmern ergab, dass eine Proteinergänzung Kraft und Muskelgröße im Krafttraining verbesserte, ab etwa 1,6 Gramm pro Kilogramm täglich jedoch keine weiteren Zuwächse an fettfreier Masse auftraten.

Eine Studie in JCI Insight zeigte zudem, dass sich rund zwei Jahre vor der Menopause der Fettaufbau beschleunigt und die fettfreie Masse abnimmt. Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2024 mit zwölf klinischen Studien sowie eine systematische Übersicht von 2025 belegen, dass strukturierte Krafttrainingsprogramme die Muskelkraft sowie die Knochenmineraldichte an Lendenwirbelsäule, Schenkelhals und Hüfte bei postmenopausalen Frauen verbessern können.

Ernährungsberaterin Marta Marcé empfiehlt daher zwei bis drei Krafttrainingseinheiten pro Woche und warnt vor einem vollständigen Verzicht auf Kohlenhydrate in den Wechseljahren. Eine abwechslungsreiche Kost mit ausreichend Ballaststoffen und hochwertigem Protein bleibe grundlegend, um Knochen- und Muskelschäden abzuwenden.