Adipositas: Einfluss auf Bioverfügbarkeit und Stoffwechsel von Mikronährstoffen

Adipositas (starkes Übergewicht; BMI ≥ 30) ist eine chronische Erkrankung, die durch eine übermäßige Vermehrung des Fettgewebes gekennzeichnet ist [LL1]. Eine hohe Energiezufuhr bedeutet dabei nicht zwangsläufig eine ausreichende Mikronährstoffversorgung. Adipositas kann mit einer qualitativen Mangelernährung und Defiziten einzelner Mikronährstoffe einhergehen. Hierzu tragen unter anderem eine geringe Mikronährstoffdichte der Ernährung, chronische niedriggradige Entzündungsaktivität sowie Veränderungen von Verteilung, Speicherung und Stoffwechsel einzelner Mikronährstoffe bei [1].

Bei Adipositas ohne vorausgegangenen bariatrischen (Operation zur Behandlung von starkem Übergewicht) bzw. metabolischen Eingriff stehen als Einflussfaktoren auf den Mikronährstoffstatus vor allem die Ernährungsqualität, die postabsorptive Verteilung (Verteilung nach der Aufnahme aus dem Darm), Veränderungen des Mikronährstoffstoffwechsels und die inflammationsabhängige Beeinflussung diagnostischer Biomarker im Vordergrund [1, 9, 10, LL2]. Eine besondere Stellung nimmt der Eisenstoffwechsel ein, da adipositasassoziierte Entzündungsprozesse über Hepcidin (Hormon zur Regulation des Eisenstoffwechsels) zusätzlich die intestinale Eisenaufnahme und die Freisetzung von gespeichertem Eisen beeinträchtigen können [5].

Mechanismen der veränderten Mikronährstoffversorgung und -verfügbarkeit

Mehrere Mechanismen können bei Adipositas gleichzeitig wirksam sein:

• Geringe Mikronährstoffdichte der Ernährung: Eine hohe Energiezufuhr kann mit einer vergleichsweise niedrigen Zufuhr essentieller Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente einhergehen. Adipositas und qualitative Mangelernährung bzw. Mikronährstoffdefizite schließen sich daher nicht gegenseitig aus [1].
• Chronische niedriggradige Entzündungsaktivität: Insbesondere viszerales Fettgewebe (Fettgewebe im Bauchraum um die inneren Organe) ist metabolisch und immunologisch aktiv. Von Adipozyten (Fettzellen) und Immunzellen freigesetzte Entzündungsmediatoren können den Stoffwechsel einzelner Mikronährstoffe und deren Verteilung zwischen Blut und Geweben beeinflussen [1, 8].
• Veränderte Verteilungsräume: Mit zunehmender Körper- und Fettmasse verändern sich die Verteilungsräume einzelner Mikronährstoffe. Besonders gut untersucht ist dieser Zusammenhang für Vitamin D [2-4].
• Veränderte Biomarker: Systemische Entzündungsprozesse können die Serum- oder Plasmakonzentrationen zahlreicher Mikronährstoffe bzw. ihrer Transportproteine verändern. Ein gemessener Blutwert bildet den tatsächlichen Mikronährstoffstatus daher insbesondere bei gleichzeitig bestehender Entzündungsaktivität nicht immer zuverlässig ab [9, 10, LL2].

Vitamin D

Der Zusammenhang zwischen Adipositas und niedrigen Serumkonzentrationen von 25-Hydroxyvitamin D (25(OH)D; wichtigste zirkulierende Speicher- und Messform von Vitamin D) ist konsistent dokumentiert. In einer systematischen Übersichtsarbeit und Metaanalyse mit 109 Studien wiesen 59,44 % der untersuchten Personen mit schwerer Adipositas 25(OH)D-Konzentrationen unter 20 ng/ml auf; weitere 26,95 % lagen zwischen 20-30 ng/ml [2]. Aufgrund der ausgeprägten Heterogenität zwischen den untersuchten Populationen, geografischen Regionen und verwendeten Grenzwerten lassen sich diese Prävalenzen jedoch nicht unmittelbar auf jede Patientengruppe übertragen.

Für die bei Adipositas häufig niedrigeren 25(OH)D-Konzentrationen werden mehrere Mechanismen diskutiert. Dazu gehören insbesondere eine volumetrische Verdünnung in einem größeren Verteilungsraum, eine veränderte Speicherung bzw. Verteilung von Vitamin D im Fettgewebe, eine geringere Sonnenexposition sowie Veränderungen des Vitamin-D-Stoffwechsels [3]. Die Beziehung zwischen Vitamin-D-Status und Adipositas ist komplex; aus niedrigen 25(OH)D-Konzentrationen lässt sich insbesondere keine umgekehrte Kausalität im Sinne einer primären Verursachung der Adipositas durch Vitamin-D-Mangel ableiten [3].

Von klinischer Bedeutung ist zudem, dass der Anstieg von 25(OH)D und weiteren Vitamin-D-bezogenen Biomarkern nach Supplementation bei höherem Body-Mass-Index (BMI; Körpermassen-Index) geringer ausfallen kann. In einer Analyse von Teilnehmern der randomisierten Vitamin D- und Omega-3-Trial (VITAL)-Studie führte die Supplementation zwar zu einem Anstieg von 25(OH)D, freiem Vitamin D und bioverfügbarem Vitamin D, die Zunahme war jedoch mit steigendem BMI signifikant geringer [4]. Niedrige 25(OH)D-Konzentrationen bei Adipositas sollten daher im Kontext von Körpergewicht, Körperzusammensetzung, Vitamin-D-Zufuhr, Sonnenexposition und weiteren klinischen Risikofaktoren beurteilt werden.

Eisen

Der Eisenstoffwechsel verdeutlicht besonders gut die Bedeutung adipositasassoziierter Entzündungsprozesse für die Mikronährstoffverfügbarkeit. Entzündungsmediatoren wie Interleukin-6 (IL-6) können die hepatische Bildung von Hepcidin stimulieren. Hepcidin bindet an Ferroportin (zellulärer Eisenexporter) und fördert dessen Internalisierung und Abbau. Dadurch kann sowohl die Abgabe von resorbiertem Eisen aus den Enterozyten (Darmschleimhautzellen) in die Zirkulation als auch die Freisetzung von Eisen aus Makrophagen ("Fresszellen") vermindert werden [5].

Auf diese Weise kann eine funktionelle Eisenrestriktion entstehen, bei der Eisen für die Erythropoese (Bildung roter Blutkörperchen) weniger gut verfügbar ist. Gleichzeitig kann Ferritin als positives Akut-Phase-Protein bei inflammatorischer (entzündlicher) Aktivität ansteigen. Ein normales oder erhöhtes Ferritin schließt deshalb bei gleichzeitig bestehender Entzündung einen Eisenmangel nicht sicher aus [5, 9, 10, LL2].

Die klinische Beziehung zwischen Adipositas und Eisenstatus ist jedoch nicht einheitlich. Eine systematische Übersichtsarbeit bei Frauen im reproduktiven Alter zeigte heterogene Zusammenhänge zwischen Übergewicht bzw. Adipositas, Ferritin, Anämie (Blutarmut) und Eisenmangel. Nur ein Teil der eingeschlossenen Studien bestimmte Hepcidin und inflammatorische Marker; diese waren bei Frauen mit Übergewicht bzw. Adipositas überwiegend erhöht [6]. Adipositas sollte daher nicht pauschal mit Eisenmangel gleichgesetzt werden. Für die diagnostische Beurteilung sind insbesondere Ferritin, Transferrinsättigung, Blutbild und C-reaktives Protein (CRP; Entzündungsmarker) gemeinsam zu berücksichtigen [6, 9, 10, LL2].

Zink

Bei Adipositas werden in verschiedenen Untersuchungen niedrigere zirkulierende Zinkkonzentrationen beschrieben. Neben Ernährungsqualität und möglichen Veränderungen des Zinkstoffwechsels ist dabei insbesondere die gleichzeitig bestehende Entzündungsaktivität zu berücksichtigen [8, 9, LL2].

Serum- bzw. Plasmazink ist ein entzündungssensitiver Biomarker. Während einer systemischen Entzündungsreaktion wird Zink aus dem zirkulierenden Kompartiment in Gewebe umverteilt, sodass die gemessene Konzentration sinken kann, ohne dass daraus unmittelbar auf eine entsprechende Verminderung der gesamten Körperbestände geschlossen werden darf [9, LL2]. Eine niedrige Serum- oder Plasmazinkkonzentration sollte deshalb nicht isoliert, sondern unter Berücksichtigung des Entzündungsstatus interpretiert werden.

Selen

Für Selen lässt sich bei Adipositas kein einheitlicher Mangelstatus ableiten. Eine systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse mit 73 Studien fand zwischen Personen mit Übergewicht bzw. Adipositas und normalgewichtigen Kontrollpersonen keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Selenzufuhr sowie der Serum- oder Plasmakonzentrationen von Selen und Selenoprotein P (Transportprotein für Selen im Blut) [7].

Demgegenüber war bei Erwachsenen mit Übergewicht bzw. Adipositas die Aktivität der selenabhängigen Glutathionperoxidase (antioxidatives Enzym) vermindert. Die Daten sprechen somit eher für Veränderungen funktioneller Marker als für eine regelhaft verminderte zirkulierende Selenkonzentration [7]. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, dass systemische Entzündung auch die gemessene Serum- oder Plasmakonzentration von Selen vermindern kann [9, LL2].

Vitamin B1 und Folsäure

Die European Society for Clinical Nutrition and Metabolism (ESPEN) führt Adipositas als klinische Situation auf, bei der ein inadäquater Status bzw. ein Defizit unter anderem von Vitamin B1, Folsäure, Vitamin D, Eisen, Selen und Zink mit einer Verschlechterung der klinischen Situation assoziiert sein kann [LL2]. Die Leitlinie weist zugleich darauf hin, dass die Evidenz für einzelne dieser krankheitsspezifischen Assoziationen unterschiedlich stark und teilweise nur begrenzt abgesichert ist [LL2].

Für Vitamin B1 und Folsäure lässt sich daraus insbesondere kein regelhafter adipositasbedingter Resorptionsdefekt ableiten. Im individuellen Fall sind vielmehr Ernährungsqualität, tatsächliche Zufuhr, Begleiterkrankungen und Situationen mit ausgeprägter Energieeinschränkung oder rascher Gewichtsreduktion zu berücksichtigen [1]. Das Vorliegen einer Adipositas allein begründet daher keine ungezielte Supplementation dieser Vitamine.

Entzündungsaktivität und Interpretation von Laborparametern

Die Beurteilung des Mikronährstoffstatus bei Adipositas erfordert besondere Aufmerksamkeit für eine gleichzeitig bestehende systemische Entzündungsaktivität. Entzündungsreaktionen können die zirkulierenden Konzentrationen verschiedener Mikronährstoffe unabhängig von Zufuhr und gesamten Körperbeständen verändern. Besonders ausgeprägt sind solche Effekte unter anderem für Eisen, Selen, Zink, Vitamin B1, Folsäure, Vitamin B12 sowie die Vitamine A, C und D [9, 10].

Ferritin steigt bei inflammatorischer Aktivität als positives Akut-Phase-Protein typischerweise an, während die Serum- oder Plasmakonzentrationen zahlreicher anderer Mikronährstoffe abfallen können [9]. Die gleichzeitige Bestimmung bzw. Berücksichtigung von CRP ist deshalb bei der Interpretation entzündungssensitiver Mikronährstoffmarker von wesentlicher Bedeutung [9, 10, LL2]. Das Corrigendum zu Literaturstelle [9] korrigiert dabei ausschließlich einen in der Originalpublikation angegebenen CRP-Grenzwert für die Interpretation von 25(OH)D; die übrigen Aussagen der Publikation bleiben unverändert [10].

Klinische Konsequenzen

Adipositas ist als Risikokonstellation für Veränderungen der Mikronährstoffversorgung, des Mikronährstoffstoffwechsels und einzelner Biomarker zu betrachten, nicht als Beweis eines Mikronährstoffmangels. Die diagnostische Abklärung sollte sich an Ernährungsanamnese, klinischer Situation, Begleiterkrankungen, Medikamenteneinnahme, gegebenenfalls bestehender Energieeinschränkung und gezielt ausgewählten Laborparametern orientieren [1, LL2].

Besonders bei Eisen, Zink und Selen ist eine isolierte Interpretation der Serum- bzw. Plasmakonzentrationen problematisch, wenn gleichzeitig eine systemische Entzündungsaktivität besteht. Die gemeinsame Bewertung mit CRP und, soweit verfügbar und klinisch sinnvoll, ergänzenden bzw. funktionellen Biomarkern vermindert das Risiko einer Fehlinterpretation [9, 10, LL2].

Eine routinemäßige hochdosierte Supplementation allein aufgrund des Vorliegens einer Adipositas ist nicht evidenzbasiert. Umgekehrt darf ein hohes Körpergewicht nicht dazu führen, eine qualitative Mangelernährung oder einen spezifischen Mikronährstoffmangel zu übersehen. Besondere Aufmerksamkeit ist bei ausgeprägter Energieeinschränkung oder rascher Gewichtsabnahme erforderlich, da sich das Risiko einer unzureichenden Nährstoffzufuhr erhöhen kann [1].

Abgrenzung zur Adipositaschirurgie

Die Auswirkungen der Adipositas selbst sind klar von den Folgen bariatrischer bzw. metabolischer Operationen abzugrenzen. ESPEN führt den Zustand nach bariatrischer Operation als eigenständige Risikokonstellation für Defizite zahlreicher Mikronährstoffe auf, darunter die Vitamine A, D, E, K, B1, Folsäure, Vitamin B12 und Vitamin C sowie Kupfer, Zink und Eisen [LL2]. Nach solchen Eingriffen können eine verminderte Nahrungszufuhr, Veränderungen der gastrointestinalen Anatomie und Verdauungsphysiologie sowie je nach Operationsverfahren eine verminderte Resorption hinzukommen. Diese Mechanismen dürfen nicht der Adipositas selbst zugeschrieben werden.

Fazit

Adipositas kann trotz hoher Energiezufuhr mit einer inadäquaten Versorgung oder veränderten funktionellen Verfügbarkeit einzelner Mikronährstoffe einhergehen. Im Vordergrund stehen eine potentiell geringe Mikronährstoffdichte der Ernährung, adipositasassoziierte Entzündungsprozesse, veränderte Verteilungsräume und eine inflammationsabhängige Veränderung diagnostischer Biomarker.

Besonders konsistent dokumentiert sind niedrige 25(OH)D-Konzentrationen sowie Veränderungen des Vitamin-D-Stoffwechsels bei Adipositas. Für den Eisenstoffwechsel besteht ein biologisch plausibler und klinisch relevanter Zusammenhang über die inflammationsabhängige Hepcidinregulation, wobei die tatsächliche Prävalenz eines Eisenmangels populationsabhängig ist. Für Zink, Selen, Vitamin B1 und Folsäure bestehen ebenfalls klinisch relevante Assoziationen, deren Evidenz und diagnostische Aussagekraft jedoch unterschiedlich stark sind. Der Mikronährstoffstatus sollte deshalb individuell und unter Berücksichtigung von Ernährungsqualität, Entzündungsaktivität, Körperzusammensetzung und klinischer Gesamtsituation beurteilt werden.

Literatur

1. Cristancho C, Mogensen KM, Robinson MK: Malnutrition in patients with obesity: An overview perspective. Nutr Clin Pract. 2024;39(6):1300-1316. doi: 10.1002/ncp.11228.
2. Haghighat N, Sohrabi Z, Bagheri R et al.: A Systematic Review and Meta-Analysis of Vitamin D Status of Patients with Severe Obesity in Various Regions Worldwide. Obes Facts. 2023;16(6):519-539. doi: 10.1159/000533828.
3. Park CY, Han SN: Vitamin D and obesity. Adv Food Nutr Res. 2024;109:221-247. doi: 10.1016/bs.afnr.2023.12.006.
4. Tobias DK, Luttmann-Gibson H, Mora S et al.: Association of Body Weight With Response to Vitamin D Supplementation and Metabolism. JAMA Netw Open. 2023;6(1):e2250681. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2022.50681.
5. Alshwaiyat NMA, Ahmad A, Wan Hassan WMR, Al-Jamal HAN: Association between obesity and iron deficiency (Review). Exp Ther Med. 2021;22(5):1268. doi: 10.3892/etm.2021.10703.
6. Rachmah Q, Mondal P, Phung H et al.: Association between overweight/obesity and iron deficiency anaemia among women of reproductive age: a systematic review. Public Health Nutr. 2024;27(1):e176. doi: 10.1017/S1368980024001794.
7. Fontenelle LC, Cardoso de Araújo DS, da Cunha Soares T et al.: Nutritional status of selenium in overweight and obesity: A systematic review and meta-analysis. Clin Nutr. 2022;41(4):862-884. doi: 10.1016/j.clnu.2022.02.007.
8. Vrieling F, Stienstra R: Obesity and dysregulated innate immune responses: impact of micronutrient deficiencies. Trends Immunol. 2023;44(3):217-230. doi: 10.1016/j.it.2023.01.003.
9. Berger MM, Talwar D, Shenkin A: Pitfalls in the interpretation of blood tests used to assess and monitor micronutrient nutrition status. Nutr Clin Pract. 2023;38(1):56-69. doi: 10.1002/ncp.10924.
10. Corrigendum to "Pitfalls in the interpretation of blood tests used to assess and monitor micronutrient nutrition status". Nutr Clin Pract. 2023;38(3):707. doi: 10.1002/ncp.10985.

Leitlinien

1. S3-Leitlinie: Adipositas – Prävention und Therapie (AWMF-Register-Nr. 050-001) Version 5.0, Oktober 2024 Langfassung
2. ESPEN-Leitlinie: Berger MM, Shenkin A, Dizdar OS et al.: ESPEN practical short micronutrient guideline. Clin Nutr. 2024;43(3):825-857. doi: 10.1016/j.clnu.2024.01.030.
3. ESPEN-Leitlinie, Corrigendum: Berger MM, Shenkin A, Dizdar OS et al.: Corrigendum to "ESPEN practical short micronutrient guideline" [Clin Nutr 43 (2024) 825-857]. Clin Nutr. 2025;50:75. doi: 10.1016/j.clnu.2025.04.020.