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Darmgesundheit: Was wir über den Einfluss von Süßstoffen auf die Darmflora wissen und was nicht!

Gerade wir als Kraftsportler und Fitnessathleten, die großen Wert auf ihre körperliche Erscheinung legen, konsumieren im Rahmen unserer Ernährung eine Vielzahl von künstlichen Süßstoffen. Egal ob in Proteinshakes, Light-Getränken oder in Form von Tabletten im Kaffee, die süß schmeckenden und kalorienfreien Ersatzstoffe für herkömmlichen Zucker haben den Speiseplan von vielen von uns erobert. Allerdings stehen sie nicht nur im Verruf dick zu machen und Krebs auslösen. Seit einigen Jahren sagt man ihnen auch nach, die Mikrobiota in unserem Darm zu ruinieren. Eine aktuelle Meta-Analyse gibt nun Aufschluss über die verfügbaren Daten zum Einfluss von Aspartam und Co. auf die Darmflora.

Zunächst einmal können wir unsere Leser beruhigen und festhalten, dass künstliche Süßstoffe keineswegs dick machen oder in normalen Aufnahmemengen beim Menschen Krebs auslösend sind. Zahlreiche Studien belegen dies eindrucksvoll. Aufgrund einer Studie aus dem Jahre 2014 hielt sich jedoch das Gerücht hartnäckig, dass die kalorienfreien Diäthelfer die menschliche Darmflora auf negative Weise verändern und damit metabolische Erkrankungen wie Typ 2 Diabetes begünstigen könnten [1].

Diese Studie von Suez und Kollegen wurde in Nature, einem der prestigeträchtigsten Journale weltweit, veröffentlicht. Es ist dafür bekannt, ausschließlich die hochqualitativsten Publikationen zu akzeptieren. Die vorliegende Studie weist jedoch deutliche Limitationen auf und hat eine kontroverse Diskussion ins Rollen gebracht. Zuallererst wurde der Großteil der verwendeten Daten an Mäusen erhoben, die im Vergleich zum Menschen einen deutlich abweichenden Stoffwechsel besitzen. Aus diesem Grund ist es schwierig, die verwendeten Dosierungen auf uns zu übertragen. Lediglich zwei der verwendeten Analysen wurden tatsächlich am Menschen durchgeführt.

Bei der ersten dieser beiden Analysen handelte es sich um eine reine Beobachtungsstudie, die im Rahmen einer anderen Publikation die Verwendung von Süßstoffen mit verschiedenen Markern für Diabetes korreliert hat. Menschen, die eine höhere Menge der kalorienfreien Zuckeralternativen zu sich nahmen, wiesen eine höhere Rate einer Glukoseintoleranz auf. Allerdings waren sie im Schnitt ebenfalls öfter übergewichtig und dies wiederum korreliert an sich bereits unabhängig von Süßstoffen mit derartigen Stoffwechselveränderungen, weshalb diese Ergebnisse keine Überraschung sind.

Hier kannst du mehr über die Limitationen von unterschiedlichen Arten von Studien erfahren:

#sciencebased? - Das ist das Problem mit wissenschaftlichen Studien!

Science hier, evidenzbasiert da. Die Fülle an Informationen, die uns so mancher Influencer aus der wissenschaftlichen Literatur übermitteln will, können für viel Verwirrung sorgen und sind teilweise sogar widersprüchlich. In vielen Fällen scheint es, als würde die Forschung all die Prinzipien anfechten, die sich in Jahrzehnten der natürlichen Evolution des Sports herauskristallisiert haben. Somit passiert […]

Eine spätere Studie, die ebenfalls in Nature publiziert wurde, zeigte, dass dickere Menschen oftmals im Rahmen des Versuches, abnehmen zu wollen, auf Süßstoffe zurückgreifen [2]. Somit ist auch zu erwarten, dass der Konsum dieser Substanzen sowohl mit dem Körpergewicht und damit auch Diabetes korreliert. Allerdings ist es kein Beweis dafür, dass Süßstoffe diese Art der Stoffwechselerkrankungen auslösen. Stattdessen tendieren übergewichtige Personen öfter dazu, Süßstoffe zu verwenden und unabhängig davon auch dazu unter Diabetes zu leiden.

Um festzustellen, ob der Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Süßstoffen und Stoffwechselerkrankungen kausal war, das heißt die Süßstoffe der Grund für die Diabetes waren, führten die Forscher eine Kontrollstudie durch. Dabei nahmen sie sieben Probanden, die bisher keine kalorienfreien Alternativen zu sich nahmen, und ließen sie über eine Woche täglich eine Menge aufnehmen, die fünf bis sechs Dosen zuckerfreier Cola entspricht. Nach einer Woche wiesen vier der sieben Testpersonen eine schlechtere glykämische Antwort sowie eine veränderte Darmflora auf.

Bei den drei "Non-Respondern", wie sie von den Forschern genannt wurden, verbesserte sich hingegen die glykämische Reaktion sogar, auch wenn nicht signifikant. Diese Tatsache wirft jedoch die Frage auf, ob sich dieser Parameter im Durchschnitt der sieben Probanden signifikant verschlechtert hat. Doch weder zeigen Suez und seine Kollegen diese Daten noch gab es eine Kontrollgruppe, die keine Süßstoffe bekam, und ohnehin ist die Aussagekraft dieses Experimentes aufgrund der sehr geringen Anzahl an Probanden nicht besonders hoch. Außerdem wurde der Rest ihrer Ernährung nicht kontrolliert, weshalb auch hier eine deutliche Fehlerquelle besteht.

Unser Verdauungssystem, insbesondere der Dickdarm, ist von einer beachtlichen Zahl von Bakterien besiedelt. Über 1000 verschiedene Arten leben in uns und bilden unsere Mikrobiota. Zusammengenommen besitzen sie über zehnmal mehr Zellen und über 100 mal mehr Gene als der menschliche Organismus selbst. | KbB/ml = Koloniebildende Einheiten pro Milliliter.

Auch wenn der Durchschnitt der Probanden in eine klare Richtung deuten würde und die vier keine Ausnahme wären, repräsentiert der plötzliche Konsum von fünf bis sechs Dosen zuckerfreier Cola über eine Woche noch lange nicht die Auswirkungen auf die langfristige Gesundheit. Wir wissen schließlich, dass sich der menschliche Darm zu weiten Teilen mit der Zeit an eine Vielzahl unterschiedlicher Ernährungsformen anpassen kann.

Doch nehmen wir einmal an, dass die Ergebnisse vollkommen der Realität entsprechen würden, hätten die Forscher dennoch nicht das Recht, von Süßstoffen in der Mehrzahl zu sprechen. Man untersuchte immerhin lediglich Saccharin, weshalb die "Erkenntnisse" nicht für andere Süßstoffe zutreffen müssen.

Der Großteil des aufgenommenen Saccharins wird im menschlichen Körper weder aufgenommen noch verstoffwechselt, weshalb es schwer abzuschätzen ist, ob es in unserem Darm einen Schaden anrichten kann [3]. Der überwiegende Teil dieser Substanz wird unverändert über den Urin ausgeschieden, bevor es überhaupt den Dickdarm erreichen kann, dem Ort, an dem die höchste Dichte von Mikroorganismen besteht. Der Rest verlässt unseren Körper unverändert über den Stuhl, weshalb es keine Grundlage für das Wachstum der Darmbakterien darstellt.

Im Gegensatz zur zweifelhaften Korrelationsstudie und dem Pilot-Experiment an sieben  Probanden von Suez et al. zeigt eine Vielzahl von Versuchen seit den 1920er Jahren, dass die Aufnahme von purem Saccharin keinen Effekt auf den Blutzucker- oder Insulinspiegel besitzt und selbst für Diabetiker bis zu der von der FAO und WHO festgelegten Menge, der sogenannten akzeptierbaren tägliche Aufnahme (acceptable daily intake – ADI), von fünf Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht am Tag als sicher gilt [4]. Da Saccharin die 300 bis 500-fache Süßkraft von Haushaltszucker besitzt und mittlerweile nicht mehr besonders oft eingesetzt wird und wenn dann meist in Kombination mit anderen Süßstoffen, ist es schwer mittels kalorienreduzierter Lebensmittel und Getränke auf eine Menge zu kommen, die an den ADI heranreicht.

Die festgelegten ADI-Werte besitzen im Übrigen einen Sicherheitsfaktor von 100. Um sie zu erheben, werden Studien durchgeführt, um die Dosis zu ermitteln, die zu keinem negativen Effekt führt. Man nennt ihn "No observed adverse effect level", kurz NOAEL. Dieser wird dann durch den Faktor 100 geteilt, um den ADI zu ermitteln und auch wirklich sicherzugehen, dass niemand von der Aufnahme einen Schaden davon trägt.

Ausgehend vom niedrigen Ende der Süßkraft gegenüber Zucker müsste eine 80 Kilogramm schwere Person jeden Tag das Äquivalent von 120 Gramm purem Zucker nur in Form von Saccharin aufnehmen und würde sich dennoch laut des ADI der WHO im sicheren Bereich befinden. Die Ergebnisse von Suez et al. waren also von vornherein strittig. Doch lasst uns einen Blick auf weitere Vertreter wie Aspartam, Stevia und Sucralose werfen.

Besitzt Aspartam einen Einfluss auf die Darmflora?

Aspartam ist wohl der am meisten in Verruf geratene Süßstoff und in vielen zuckerfreien Getränken enthalten. Auch wenn es synthetisch hergestellt wird, besteht es aus vollkommen natürlichen Bestandteilen: Phenylalanin und Asparaginsäure sowie einer Methyl-Gruppe. Die beiden Aminosäuren findet man sowohl in unserem Körper als auch in so gut wie jedem proteinhaltigen Lebensmittel. Dementsprechend wird Aspartam wie jedes andere Lebensmittel auch verdaut und absorbiert [5].Somit liefert es vier Kilokalorien pro Gramm und erreicht weder den Dickdarm noch wird es als vollständiges Molekül in die Blutbahn aufgenommen.

Aspartam ist ein Dipeptid, bestehend aus den zwei natürlichen Aminosäuren Asparaginsäure und Phenylalanin sowie einem Molekül Methanol. Es wird im Dünndarm in seine Bestandteile gespalten, aufgenommen und liefert dementsprechend 4 Kilokalorien pro Gramm, wie die meisten Aminosäuren im Durchschnitt.

Wenig überraschend ist es daher, dass sich eine Reihe wissenschaftlicher Reviews und die Meinungen der weltweiten Lebensmittelsicherheitsbehörden darüber einig sind, dass der Verzehr von Aspartam zumindest bis zum ADI von 40 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht am Tag sicher ist. Da Aspartam die 180-fache Süßkraft von Zucker besitzt, müsste eine 80 Kilogramm schwere Person somit jeden Tag das Äquivalent von 576 Gramm Zucker nur aus Aspartam aufnehmen, um den ADI zu erreichen.

Besitzt Sucralose einen Einfluss auf die Darmflora?

Bei Sucralose handelt es sich um einen weiteren Süßstoff, den wir besonders häufig in Proteinshakes und Nahrungsergänzungsmitteln finden. Tatsächlich handelt es sich dabei um eine nur leicht chemisch modifizierte Form des Haushaltszuckers, den wir auch als Saccharose oder Sucrose kennen. Der Ersatz von drei Hydroxid-Gruppen durch Chlorid-Gruppen führt jedoch dazu, dass es die Enzyme im menschlichen Stoffwechsel nicht mehr in verfügbare Energie umwandeln können und sie daher keine Kalorien liefert. Ebenfalls sorgt die Veränderung dafür, dass der Süßstoff rund 600 Mal süßer ist als sein natürliches Vorbild.

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Tatsächlich kann der Körper nicht besonders viel mit Sucralose anfangen. Es wird kaum verdaut, aufgenommen oder verstoffwechselt, weshalb der Großteil unseren Körper unverändert über den Stuhl verlässt. Den geringen Teil, der absorbiert wird, scheiden wir über den Urin aus. Lediglich zwei Prozent der aufgenommenen Sucralose werden vom Körper in kleinere Metabolite umgewandelt, allerdings nicht im Darm. Dennoch zeigen einige Versuche an Nagetieren, dass sich die Konzentration einiger Bakterienstämme in unserem Darm nach der Aufnahme im Vergleich zu purem Wasser verändert [6]. Die meisten dieser Studien waren jedoch unkontrolliert hinsichtlich der Futteraufnahme der Tiere und wiesen keine Kontrollgruppe auf. Weiterhin beobachtete keine der Untersuchungen irgendeine Art von weiteren Nebenwirkungen.

Fast jede Art der Veränderung der Nahrungsaufnahme führt auch zu einer Veränderung der Darmflora, denn was du isst, bestimmt ihre Nährstoffgrundlage und die wiederum bestimmt, welche Arten besonders gut wachsen und welche nicht. Eine ganze Reihe von randomisierten, kontrollierten Humanstudien zeigen, dass Sucralose bis zu einer Menge von 15 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht am Tag als sicher gilt. Dementsprechend müsste eine 80 Kilogramm schwere Person ein Äquivalent von täglich 720 Gramm reinem Zucker nur aus Sucralose aufnehmen, um auf diesen Wert zu kommen [7].

Bei Sucralose handelt es sich um ein simples Molekül der normalen Saccharose, bei der allerdings drei der Hydroxid-Gruppen (OH) durch Chlorid-Gruppen (Cl) ersetzt wurden.

Besitzt Stevia einen Einfluss auf die Darmflora?

Aufgrund seines natürlichen Ursprungs wurde Stevia in den letzten Jahren immer beliebter, um Speisen und Getränke ohne Zucker und zusätzliche Kalorien süßen zu können. Die süßschmeckenden Moleküle aus der südamerikanischen Pflanze Stevia rebaudiana, auch als Süßkraut oder Honigkraut bezeichnet, werden Stevioside genannt, von denen das Rebaudiosid A den größten Teil ausmacht.

Stevia ist tatsächlich der einzige Süßstoff aus unserer Aufzählung, der auf signifikante Art und Weise die Darmflora aufgrund seiner Fähigkeit, ihr als Nährboden zu dienen, verändern kann. Somit kann Stevia unsere Darmgesundheit auf direktem Wege beeinflussen. Auch wenn der Effekt gering ist, zeigen sowohl Tier- als auch Humanversuche, dass der Konsum von Stevia die Zusammensetzung der Darmbakterien verändern kann [8]. Die Spaltung durch die Bakterien im Darm hinterlässt das Steviosid-Grundgerüst, welches im Dickdarm aufgenommen wird und dann in der Leber glucuronidiert wird, damit es über den Urin als ausgeschieden werden kann.

Doch obwohl Stevioside unsere Darmflora verändern können (was nicht zwangsweise etwas Schlechtes bedeutet) und mit Stoffen in unserem Körper reagieren, scheint es bis zu einem ADI von vier Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag sicher zu sein [8]. Da die verschiedenen Stevioside verschiedene Eigenschaften besitzen und im Vergleich zu Zucker unterschiedlich süß sind, ist es hier deutlich schwerer, ein Äquaivalent zu errechnen. Allerdings scheint die Menge im Vergleich zu Aspartam und Co. relativ gering zu sein.

Schlussfolgerung

Im Gegensatz zu der durch die Medien aufgebauschten und dennoch sehr fragwürdigen Studie von Suez und Kollegen aus dem Jahre 2014 stimmen eine Vielzahl von wissenschaftlichen Abhandlungen sowie regulatorische Behörden überein, dass oft genutzte Süßstoffe für den menschlichen Verzehr in haushaltsüblichen Dosierungen als sicher gelten. Darunter auch die amerikanische Lebensmittelsicherheitsbehörde (FDA), die europäische Lebens- und Futtermittelsicherheitsbehörde (EFSA), das nationale Institut für Krebsforschung in den USA sowie die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und viele weitere.

Ein aktuelles Review aus dem Jahre 2018 hat es sehr treffend zusammengefasst und schreibt: "Ein paar Nagetierversuche mit Saccharin haben über Veränderungen der Darmmikrobiota berichtet, jedoch vorrangig in hohen Dosierungen, die kaum eine Relevanz für den menschlichen Verzehr besitzen. Diese und andere Studien, die darauf abgezielt haben, den Effekt von kalorienarmen Süßstoffen auf die Darmflora zu untersuchen, zeigten keine negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Die Summe der Daten liefert klare Beweise dafür, dass Veränderungen der Ernährung unabhängig von der Aufnahme von Süßstoffen wahrscheinlich die maßgeblichen Triebgrößen in der Veränderung der Darmbesiedlung darstellen, was die Sichtweise der großen Internationalen Lebensmittelsicherheits- und Gesundheitsbehörden bestätigt." [6]

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Um künstliche Süßstoffe ranken sich zahlreiche Mythen. Während die Behauptungen, sie würden selbst in haushaltsüblichen Dosierungen dick machen oder gar Krebs auslösen mittlerweile als wiederlegt gelten, bahaupten viele, dass die kalorienfreien Süßmacher unsere Darmflora auf negative Weise verändern und so eine Gefahr für die Gesundheit darstellen. ⚠️ Tatsächlich entstand diese Aussage aufgrund einer Studie, die im Jahre 2014 eine derartige Korrelation für den Süßstoff Saccharin beobachtete. Was das Problem dabei ist und ob wir unseren Kosnum von Light-Produkten und Proteinshakes überdenken sollten, das erklärt euch unser Ernährungs- und Supplementexperte @coachgoedecke in seinem neusten Artikel auf gannikus.de 🙌

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Literaturquellen:

  1. Suez, Jotham, et al. "Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota." Nature 514.7521 (2014): 181.
  2. Drewnowski, A., and C. D. Rehm. "The use of low-calorie sweeteners is associated with self-reported prior intent to lose weight in a representative sample of US adults." Nutrition & diabetes 6.3 (2016): e202.
  3. Byard, J. L., and L. Golberg. "The metabolism of saccharin in laboratory animals." Food and cosmetics toxicology 11.3 (1973): 391-402.
  4. Wiebe, Natasha, et al. "A systematic review on the effect of sweeteners on glycemic response and clinically relevant outcomes." BMC medicine 9.1 (2011): 123.
  5. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS). "Scientific Opinion on the re‐evaluation of aspartame (E 951) as a food additive." EFSA Journal 11.12 (2013): 3496.
  6. Lobach, Alexandra R., Ashley Roberts, and Ian R. Rowland. "Assessing the in vivo data on low/no-calorie sweeteners and the gut microbiota." Food and chemical toxicology (2018).
  7. Magnuson, Bernadene A., Ashley Roberts, and Earle R. Nestmann. "Critical review of the current literature on the safety of sucralose." Food and Chemical Toxicology 106 (2017): 324-355.
  8. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS). "Scientific opinion on the safety of steviol glycosides for the proposed uses as a food additive." EFSA Journal 8.4 (2010): 1537.
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