Zelluläre Wirkung von Süßstoffen untersucht Kontroverse Süße: Wie wirken Süßstoffe in unserem Körper?

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Viele Menschen möchten Zucker und Kalorien einsparen und verwenden daher Süßstoffe. Doch ist das wirklich gesünder? Neueste Forschungsergebnisse weisen auf eine Beeinflussung des Immunsystems durch die Süßstoffe hin.

Süßstoffe sind synthetisch hergestellte oder natürliche Ersatzstoffe, deren Süßkraft die von Zucker weit übersteigt. Herr Dr. Krautwurst, welche Süßstoffe gibt es, und was ist über deren gesundheitliche Bewertung bekannt?

PD Dr. Dietmar Krautwurst: Süßstoffe sind Süßungsmittel, die über eine sehr hohe Süßkraft verfügen, jedoch kaum oder gar nicht zur Energieaufnahme beitragen, also quasi nicht kalorisch sind. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat zur Zeit elf Süßstoffe in den lebensmitteltypischen Mengen als Lebensmittelzusatzstoffe zugelassen, darunter die vier sehr bekannten, weil z. B. in so genannten Diätlimonaden häufig verwendeten Substanzen: Acesulfam-Kalium, Aspartam, Cyclamat und Saccharin. Oft werden diese Süßstoffe als Mischung eingesetzt, da dies die Süßkraft verstärkt und gleichzeitig einen bitteren Nebengeschmack mindert. Die gesundheitliche Bewertung von Süßstoffen ist international nicht einheitlich und nicht abgeschlossen. Beispielsweise ist Cyclamat von der US-amerikanischen Lebensmittelsicherheitsbehörde (FDA) nicht als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen.

Herr Dr. Krautwurst, Sie nehmen an, dass Süßstoffe auch das menschliche Immunsystem beeinflussen und haben zur Klärung der molekularen Zusammenhänge eine Pilot-Studie durchgeführt ...

Bereits im Jahr 2015 konnten wir in isolierten menschlichen Immunzellen für eine bestimmte Gruppe von Geruchsrezeptoren sowie für Bitter- und Süßgeschmacksrezeptoren Genaktivitäten identifizieren (A. Malki et al., Journal of Leukocyte Biology, 2015), und in in-vitro-Versuchen das Antwortverhalten bestimmter Immunzellen auf den Süßstoff Saccharin darstellen. Es stellte sich daher die Frage, ob, und für welche Gene, der Verzehr einer lebensmitteltypischen Süßstoffmischung und -menge Genaktivität auslösen kann. Hierzu führten wir eine Interventionsstudie mit einer für Diätlimonaden typischen Süßstoffmischung ‘Saccharin : Acesulfam-K : Cyclamat‘ (76 : 53 : 228 mg/l; Volumen: 10,7 ml/kg Körpergewicht; Kontrolle: Wasser) durch. Umgerechnet auf eine 70 kg schwere Person ergab sich eine Trinkmenge von ca. 0,75 Litern. Dabei entsprachen die konsumierten Saccharin-, Cyclamat- bzw. Acesulfam-K-Mengen in etwa 16, 35 bzw. 6 Prozent der jeweils akzeptablen täglichen Süßstoff-Aufnahmemenge.

Wer waren die Testpersonen, und welche Kriterien wurden untersucht?

Wir haben zehn Testpersonen rekrutiert: fünf Männer und fünf Frauen, gesunde Nichtraucher im Alter von 27 bis 47 Jahren und mit durchschnittlich 60,3 ± 6,5 kg Körpergewicht. Zu Beginn der Intervention sowie nach 4, 8 und 24 Stunden wurde den Probanden Blut entnommen, jeweils die neutrophilen Granulozyten, welche ca. 70 Prozent der Blutimmunzellen ausmachen, hochrein isoliert, und anschließend die RNA aus diesen Zellen isoliert. Nach Umwandlung der Gentranskripte (RNA) in cDNA konnten mithilfe der Polymerase-Kettenreaktion die Anzahl genspezifischer Transkripte zur jeweiligen Probennahmezeit quantifiziert werden. Es wurden die Genaktivitäten für vier Bittergeschmacksrezeptoren, zwei Untereinheiten des Süßgeschmacksrezeptors sowie 42 blutimmunzelltypischer Gene untersucht. Darüber hinaus wurden die Plasmakonzentrationen der eingesetzten Süßstoffe zu den verschiedenen Interventionszeiten gemessen, die vier Stunden nach Verzehr am höchsten waren (0,4 bis 1,4 µmol/l).

Welche Analysen wurden zur Auswertung der Studie vorgenommen?

Um herauszustellen welches die Gene waren, die sich bei den jeweiligen Interventionszeiten in der Veränderung der Anzahl ihrer Transkripte am stärksten von der Null-Stunden-Kontrolle unterschieden, führten wir eine multivariate, statistische Analyse durch. Darüber hinaus wurde eine systembiologische Netzwerk- und Clusteranalyse durchgeführt, um für alle Interventionszeiten darzustellen, welchen biologischen und Immunsystem-Prozessen die am stärksten regulierten Gene zuzuordnen wären.

Was zeigen Ihre Ergebnisse, und was lässt sich über die Auswirkungen auf die Immunzellen der Testpersonen sagen?

Sowohl in vitro als auch in vivo erhöhte die Süßstoffgabe die Ableserate von Genen, die den Bauplan von Geschmacksrezeptoren enthalten, sofern diese üblicherweise auf die Süßstoffe reagierten. Zudem modulierten die Süßstoffe das Ableseprofil von Genen, die für regulatorische Proteine des Immunsystems kodieren.

Unsere Resultate weisen darauf hin, dass bereits eine durchschnittliche Süßstoffaufnahme Immunzellen im Blut beeinflussen kann. Unsere Daten lassen annehmen, dass diese Modulation die Immunzellen in einen Zustand versetzt, der sie empfindlicher auf bakterielle Stimuli reagieren lässt. Ob dies gesundheitlich gut oder schlecht ist, können wir zum jetzigen Zeitpunkt natürlich nicht sagen. Hierzu bedarf es weiterer Forschung. Weiterhin zeigen unsere Daten, dass Geschmacksrezeptoren als Süßstoffsensoren des zellulären Immunsystems fungieren könnten.

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