Übermäßiger Fruktosekonsum: Evolutionärer Vorteil könnte sich umkehren

Fruchtzucker hat den Ruf eines gesunden Süßmachers, schließlich wurde früher sogar Diabetiker-Schokolade damit gesüßt. Doch der Schein trügt. Wahrscheinlich ist Fruktose weit gesundheitsschädlicher, als man denkt. Der Grund dafür überrascht.

Anders als beim Menschen: Bevor der Winterschlaf beginnt, fressen Bären massenhaft Fruktose in Form von Beeren. Ein Fettpolster und eine Art des metabolischen Syndroms entstehen. Aber sobald sie aufwachen, sind sie wieder schlank und gesund. Foto: milehightraveler/iStock

Nach der Coronapandemie wartet die nächste Herausforderung auf die Menschheit: Neuesten Schätzungen zufolge werden im Jahr 2030 mehr als 1 Milliarde Menschen an krankhaftem Übergewicht beziehungsweise Adipositas leiden – mit teuren Folgen für unsere Gesundheitssysteme (1). In Deutschland sind aktuellen Zahlen zufolge etwas mehr als die Hälfte der Menschen von Übergewicht betroffen und jeder 5. leidet an Adipositas (2). Es gibt viele Theorien für diese dramatische Entwicklung. Die einfachste Erklärung: Wir essen zu viel und bewegen uns zu wenig. Das mag stimmen, doch warum tut sich unser Körper das an? Gibt es eventuell eine biologische Erklärung dafür?

Das Körpergewicht wird eigentlich minutiös geregelt (3). Jedes Mal, wenn wir Energie aufnehmen oder verbrauchen, läuft ein genau orchestriertes Hormonkonzert ab, das uns entweder Sättigung oder Hunger signalisiert, um das Energiegleichgewicht zu halten. Essen wir eine Zeit lang „unfreiwillig“ zu viel, merkt das unser Körper und bringt sein Gewicht wieder zum Ausgangszustand zurück. Zahlreiche Tierexperimente haben das bestätigt. Wenn Ratten für eine Zeit lang unfreiwillig über- oder unterernährt werden, kehren sie danach schnell zu ihrem Ausgangsgewicht zurück (4). Auch ein sehr bekannter Übergewichtsforscher hat sich diesem Experiment unterzogen und 3 Monate rund doppelt so viel Nahrung zu sich genommen wie nötig (5). Nur unter großen Anstrengungen konnte er sich zu dieser Mast überwinden und legte letztendlich über 10 kg an Gewicht zu. Nach dem Ende des Experiments brauchte er nur 6 Wochen, um wieder zu seinem Ausgangsgewicht zurückzukehren – ganz automatisch.

Doch wenn unser Körpergewicht eigentlich so gut geregelt ist, warum verzeichnen wir einen solch alarmierenden Anstieg an krankhaftem Übergewicht weltweit? Eine Erklärung könnte in einem Stoff liegen, den fast jeder täglich zu sich nimmt: Fruktose.

Gefährlicher Fruchtzucker

Fruktose ist wie Glukose ein Einfachzucker und Energielieferant, der aber vom Körper ganz anders verstoffwechselt wird. Während Glukose mithilfe von Insulin kontrolliert in jede Körperzelle aufgenommen wird, wird Fruktose fast ausschließlich in der Leber metabolisiert und kann zudem unkontrolliert in die Leberzellen eindringen – ähnlich wie Alkohol. Da Fruchtzucker im Gegensatz zu Glukose nicht in Form von Glykogen gespeichert werden kann, wird der größte Teil von der Leber in Fett umgewandelt. Mit geringen Mengen kommt die Leber klar, aber zu viel Fruchtzucker überfordert sie. Die Folgen sind Leberverfettung, Dyslipidämie und Übergewicht (6). Oft gesellt sich noch ein Diabetes mellitus hinzu und die Diagnose eines metabolischen Syndroms ist gestellt. Auf den ersten Blick scheint der Körper also keinen Mechanismus entwickelt zu haben, mit einem Überangebot an Fruktose klarzukommen – im Gegensatz zum ausgeklügelten Glukosesystem. Warum ist das so? Denn schließlich waren Menschen schon seit jeher mit fruktosehaltiger Nahrung konfrontiert.

Bären lieben Fruktose

Hierzu lohnt sich ein Blick ins Tierreich. Denn es fällt auf, dass Menschen nicht die einzigen Lebewesen sind, die liebend gerne Fruchtzucker essen. Zum Beispiel fressen sich Bären vor dem Winterschlaf ein dickes Fettpolster an, indem sie massenhaft Beeren vertilgen. Den Rekord halten Grizzlybären mit bis zu 200 000 Beeren pro Tag (7). Interessanterweise entwickeln die Tiere – ähnlich zu Menschen – eine Art metabolisches Syndrom: Sie werden übergewichtig, ihre Blutfette steigen und sie entwickeln eine Insulinresistenz (8, 9). Dieser Prozess ist aber reversibel, denn sobald die Bären aus dem Winterschlaf aufwachen, sind sie wieder schlank und kerngesund (10). Folgekrankheiten müssen sie nicht fürchten. Ähnliches gilt für andere Tiere, die Winterschlaf halten.

US-Wissenschaftler vermuten nun, dass der Stoffwechsel dieser Säugetiere sehr wohl auf zu viel Fruktose eingestellt ist, aber anders, als man denkt. „Diese Tiere besitzen ein metabolisches Programm, das im Herbst die Fettspeicher füllt, um im Winter zu überleben. Fruktose spielt dabei eine entscheidende Rolle“, sagt Prof. Dr. med. Richard Johnson, Mediziner von der University of Colorado in den USA. Er forscht seit über 30 Jahren zu den Ursachen von Übergewicht und fand Hinweise darauf, dass Fruktose den Stoffwechsel in eine Art „Survival-Modus“ umschaltet (11).

Dieses Überlebensprogramm funktioniert nach Johnson auf mehreren Wegen (Grafik) (12): Einerseits steigert Fruktose unsere Kalorienaufnahme, indem man hungrig wird, das Sättigungsgefühl ausschaltet und die Nährstoffabsorption im Darm verbessert. Gleichzeitig arbeitet der Körper auf Sparflamme. Dadurch gerät das Energiegleichgewicht aus dem Takt und man nimmt mehr Nahrung auf, als man verbraucht. Fruktose beeinflusst das Hormonsystem nun so, dass diese Extrakalorien bevorzugt als Fettreserven abgespeichert werden.

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Fruktose könnte einen „Survival-Modus“ aktivieren

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Weiterhin induziert Fruktose eine selektive Insulinresistenz im Muskel und in den Bauchorganen, wodurch mehr Glukose ins Gehirn geleitet wird – wo sie in Hungerzeiten gebraucht wird. Zudem hebt sie den Blutdruck an und hält so den Kreislauf aufrecht. Auch das Immunsystem wird stimuliert, zum Schutz vor Krankheiten. Johnson betont: „Die meisten Effekte werden dabei nicht von Fruktose, sondern über dessen Stoffwechselprodukt Harnsäure vermittelt“ (13). Der Mediziner vermutet, dass dieses „Survival-Programm“ auch bei uns Menschen existiert.

Fehlendes Verschwender-Gen

Seinen Forschungsergebnissen zufolge seien Menschen aufgrund einer Genmutation sogar besonders anfällig für die metabolischen Effekte von Fruktose: So führte eine länger andauernde Hungerperiode, ausgelöst durch kältere Temperaturen, zu einer Deletion des harnsäureabbauenden Uricasegens, was sich als Überlebensvorteil für unsere Spezies entpuppte (14). „Dadurch verdoppelte sich die Harnsäurekonzentration in unserem Körper und der ,Survival-Modus‘ wurde schneller aktiviert“, so der US-Wissenschaftler. Unsere Vorfahren setzten nun bevorzugt Fett an, um für Hungerperioden gewappnet zu sein.

Schon viele Forschergenerationen waren auf der Suche nach einem solchen Survival-Mechanismus, um die starke Zunahme von Übergewicht und Typ-2-Diabetes im letzten Jahrhundert zu erklären. Einer der bekanntesten war James Neel. Der US-amerikanische Genetiker vermutete schon in den 1950er-Jahren, dass „sparsame“ Gene aus der Steinzeit unsere Neigung zu Übergewicht und Typ-2-Diabetes bestimmen (15). Bis jetzt wurde aber noch keines dieser „thrifty genes“ entdeckt. Wenn es nach Johnson geht, ist klar warum: Menschen besitzen kein Sparsamkeits-Gen, sondern ihnen fehlt ein Verschwender-Gen – das der Uricase (16).

Fruktosesystem überlastet

Fassen wir zusammen: Fruchtzucker setzt laut Johnsons Hypothese die körpereigenen Mechanismen zur Gewichtskontrolle gezielt außer Kraft. So wird man übergewichtig und entwickelt ein metabolisches Syndrom, um sich vor Nahrungsknappheit zu schützen – ähnlich wie beim Bären. Der Unterschied ist nur: Menschen überlasten das System, indem man es zu stark und dauerhaft aktiviert. Dann kehren sich die Überlebensvorteile in gravierende Nachteile um. Laut neuester Studien ist nicht nur der Stoffwechsel betroffen. Übermäßiger Fruktosekonsum könnte sogar für die Zunahme an Krebs- und Alzheimer-Fällen verantwortlich sein (17, 18).

Doch es gibt auch Kritik: „Dass Fruktose die Rolle eines zentralen Stoffwechselschalters besitzt, sehe ich trotz vieler plausibler Ansätze und Analogien noch mit einigen Fragezeichen, insbesondere da viele zitierte Zusammenhänge ausschließlich aus präklinischen Studien stammen“, sagt Dr. med. Stefan Kabisch, Ernährungsforscher an der Charité in Berlin. Er ist dagegen der Meinung, dass Fruktose vor allem sehr lecker sei, kaum satt mache und uns deswegen übergewichtig werden ließe. „Süßreize fördern die Aufnahme des nächsten Süßreizes, einfach weil sie gut schmecken“, so Kabisch.

Auch wenn Johnsons Hypothese erst noch im Menschen verifiziert werden muss, so sind sich beide Wissenschaftler darin einig, dass Fruktose mitverantwortlich für die heutige Adipositas-Pandemie ist. Denn seit der industriellen Revolution ging es mit dem Fruktosekonsum steil bergauf (19). Beispiel: Im 18. Jahrhundert wurde rund 1 kg Fruktose pro Kopf und Jahr konsumiert. Heutzutage verbrauchen wir 35-mal so viel. Das entspricht fast 2 Flugzeugkoffern reinem Fruchtzucker im Jahr. Parallel dazu stieg auch die Adipositasrate an (19).

Besonders besorgniserregend sind Softdrinks, die häufig mit High Fructose Corn Syrup (HFCS), einer billigen Fruktose-Glukose-Mischung mit hohem Fruktoseanteil, gesüßt sind. Sie überfluten den Körper mit energiereicher Fruktose, ohne ein Sättigungssignal auszulösen. Man spricht daher auch von „leeren Kalorien“ (20). Einen ähnlichen Effekt haben Fruchtsäfte, Smoothies oder die bei Kindern beliebten „Quetschies“. Den Spitzenplatz im Softdrinkkonsum nimmt Lateinamerika ein, mit rund 1 330-ml-Flasche pro Kopf und Tag (21). Entsprechend groß ist auch das dortige Adipositasproblem (22). In Deutschland wird mit rund 240 ml etwas weniger getrunken, aber immer noch zu viel (23). Eine weitere Quelle für Fruktose ist Fertignahrung (24). Einer neuesten Analyse zufolge konsumieren wir hierzulande rund 600 g Fertignahrung pro Tag (circa 17 % unserer Gesamtenergieaufnahme) (25).

Doch was ist mit Obst? Kann es uns auch gefährlich werden? Johnson dazu: „Nein. Früchte haben viel weniger Fruktose, die zudem an Ballaststoffe gebunden ist. Der Körper kann sie aus der intakten pflanzlichen Zellstruktur heraus nur langsam aufnehmen. Zudem baut der Darm geringe Mengen Fruktose eigenständig ab, bevor sie in den Körper gelangen.“ Kabisch stimmt zu.

Weniger Fruchtzucker essen

Lösungen müssen her, um die schädlichen Effekte des übermäßigen Fruktosekonsums zu begrenzen. Eigentlich hätten hat man doch ein Mittel zur Hand. Täglich werden zur Gichtbehandlung Harnsäuremedikamente wie Allopurinol verordnet. Sie imitieren die Wirkung der Uricase – die Menschen verloren gegangen ist – und senken so den Harnsäurespiegel im Blut. Könnten sie vor den Folgen des übermäßigen Fruktosekonsums schützen? „Klinisch beschriebene Befunde dazu sind inkonsistent repliziert, etwa zur Wirkung von Harnsäuresenkern auf den Blutdruck“, so Kabisch. Johnson entgegnet: „Der Effekt von Allopurinol ist begrenzt, da unser Körper durch den dauerhaften Fruktosekonsum wohl schon irreversible Schäden davongetragen hat. Hierzu führen wir gerade noch Studien durch.“ Johnson ist zudem auch an der Entwicklung eines Fruktoseinhibitors beteiligt.

Da Tabletten wohl nicht die Rettung sind, bleiben vorerst nur Eigeninitiative und politische Maßnahmen. Ein guter Start war sicherlich die Einführung des Nutri-Scores im Jahr 2020. Er ist auf verarbeitete Nahrungsmittel ausgelegt und signalisiert Verbrauchern auf einen Blick, welche Lebensmittel zu meiden sind. Auch ein Werbeverbot für zuckerhaltige Produkte, so wie es bei Zigaretten gang und gäbe ist, sollte auf den Tisch. Ein weiterer Schritt wäre eine Steuer auf Softdrinks. Denn freiwillige Vereinbarungen mit der Industrie zur Zuckerreduktion sind hierzulande wohl wirkungslos, wie eine jüngst veröffentlichte Studie zeigt (26). Das Vereinigte Königreich hat es vorgemacht und besteuert seit 2016 alle Süßgetränke. Erste Auswertungen zeigen bereits einen Rückgang von Adipositas bei jungen Mädchen (27). „Deutschlandweit, noch besser europaweit wäre eine solche Steuer ein hilfreicher Beitrag, wenn gleichzeitig gesunde Lebensmittel auch für einkommensschwache Haushalte bezahlbar werden“, sagt Kabisch. Hier ist also die Politik gefordert. Aber auch Ärzte können tätig werden: Eine gezielte Ernährungsanamnese in Risikogruppen und die Aufklärung über die schädlichen Effekte eines zu hohen Fruktosekonsums sind ein erster wichtiger Schritt im Kampf gegen die Adipositas-Pandemie. Dr. med. Tim Hollstein

Literatur im Internet: www.aerzteblatt.de/lit1023 oder über QR-Code.