June 12, 2017

Macht Erythrit dick?

14 minutes

In Folge #115

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Transkript der Folge

Der Wunsch nach der Süße ohne Reue ist groß. Im Laufe der letzten Jahrzehnte haben wir einige Substanzen entdeckt, oder im Labor erzeugt, die Süß schmecken, ohne jedoch Kalorien zu liefern. Manche dieser Substanzen haben sich als Gesundheitsschädlich erwiesen, manche scheinen unbedenklich zu sein.

Als “neue” Süßstoffe am Markt haben sich in den letzten Jahren, die sogenannten Zuckeralkohole etabliert. Die Ergebnisse einer aktuelleren Studie regen zur Sorge an - könnte Erythrit etwas mit Übergewicht zu tun haben?

Bevor wir auf den eigentlichen Artikel eingehen, möchte ich ein paar Worte zu Zucker und Süßstoffen generell loswerden. Generell ist erstrebenswert sich Süßigkeiten und Naschen abzugewöhnen. Egal ob Zucker oder Süßungsmittel, der Griff zum Goodie sollte die Ausnahme bilden.

Nun zur aktuellen Studie:

[Hootman, Katie C., et al. "Erythritol is a pentose-phosphate pathway metabolite and associated with adiposity gain in young adults." Proceedings of the National Academy of Sciences (2017): 201620079.](http://www.pnas.org/content/114/21/E4233.abstract)

Die Arbeit von Katie Hootman und Kollegen hat zu einem großen Aufschrei in der LCHF Gemeinde geführt. Erythrit soll zu Übergewicht führen, oder Übergewicht begünstigen? Kann denn das sein? Die Erythrit-Gegner haben auch nicht lange auf sich warten lassen und in der Studie eine Bestätigung der Grundsätzlichen Skepsis dem Zuckeralkohol mit dem suspekt wirkenden Namen gesehen. Erythrit, kann ja nicht gut sein, ist ja nicht „natürlich“ – oder doch? Aber dazu später.

Erst einmal zur eigentlichen Studie. Was wurde gemacht und was waren die Ergebnisse?

Methode

Untersucht wurden Collage Studenten (n=172) im Alter zwischen 18-19 Jahren. Die Auswahl der Teilnehmer war Randomisiert und auf gleichmäßige Verteilung der Geschlechter wurde geachtet. Erfasst wurden anthropometrische Daten, Blutplasma (nicht nüchtern) sowie die Körperzusammensetzung via DXA (dual -energy x-ray absorptiometry). Untersucht wurden verschiedene Metabolite (Stoffwechselprodukte) hinsichtlich ihrer möglichen Rolle als Prädiktor für die Entwicklung von Übergewicht.

Die Studenten wurden dann hinsichtlich ihrer Fettmasse und dem Hba1c eingeteilt. Daraus ergaben sich 4 Phänotyp Gruppen:

Fettmasse Zunahme in der Bauchregion (incident central adiposity gain)

Stabiles Fettmasse (stable adiposity)

Hba1c in den Top 25%

Hba1c in den untersten 10%

Ergebnisse der Studie

Nach einem Jahr haben 75% der Studenten an Körpergewicht zugelegt. (>0.5kg). Bei 66 Teilnehmern konnten die Forscher eine Fettzunahme in der Bauchregion feststellen.

Metabolite als Prädiktor für Fettzunahme in der Bauchregion

Die Forscher haben sich verschiedene Metabolite angesehen. Neben Erythritol, auch Fructose, Lactat, Valin und Leucin. Es gab Unterscheide in allen genannten Metaboliten zwischen den Gruppen, allerdings erreicht nur Erythritol das Signifikanzlevel. Interessant ist, dass die höchsten Eryhtritol Konzentrationen in der Gruppe zu finden waren, mit der geringsten Zunahme an Bauchfett. Während die niedrigsten Erythritol Werte in der Gruppe mit den Größten Veränderungen der Bauchfettmasse zu beobachten waren.

Eigensynthese von Erythritol

Nimmt man Erythrit über die Nahrung auf, dann werden 90 – 95% über den Harn ausgeschieden. 5 – 10% werden zu Eryhtronat oxidiert. Der menschliche Körper ist allerdings auch in der Lage Erythritol selber aus Glucose zu synthetisieren.

Diskussion

Die Autoren der Studie fanden signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen was Fructose und Erythritol Konzentrationen betrifft. Sie sehen eine positive Assoziation zwischen Erythritol im Plasma und dem Auftreten von Fettmassezuwachs in der Bauchregion. Weitere Untersuchungen werden benötigt um diese Ergebnisse verstehen zu können.

Assoziation ist kein ursächlicher Zusammenhang

Soweit die Kurzfassung der Studie. Bevor wir die Ergebnisse weiter besprechen und in wie weit sie für uns relevant sind, ein paar Worte zu statistischen Zusammenhängen. Die Forscher sehen eine positive Assoziation. Das bedeutet, dass Wert A und Wert B gemeinsam auftreten, einen ursächlichen Zusammenhang kann man aus dieser Studie noch nicht ableiten. Wir können also nicht sagen: A verursacht B.

Endogene Produktion vs. Exogene Exposition

Was die Autoren der Studie auch bemerken ist, dass wir noch nicht wissen, was das mit der exogenen Aufnahme von Erythrit zu tun hat, und ob überhaupt. Das Erythrit, das die Autoren in den Blutproben gefunden haben, stammt ja aus endogener Synthese, und zwar aus Glucose.

Jetzt kommen wir zu einem interessanten Punkt. Die Autoren schreiben, dass in bisherigen Studien nicht gezeigt werden konnte, dass Menschen Erythritol endogen synthetisieren können. Sie zitieren dazu eine Studie aus dem Jahr 1993 von Hiel et. al.[1] Dies scheint jedoch nicht mehr ganz aktuell zu sein. Bei weiterer Recherche stellt sich heraus, dass Erythrit von Föten diverser Wiederkäuer selbst produziert wird[2], und nicht nur von Wiederkäuern, sondern auch vom Menschen.

Erythrit und andere Polyole im menschlichen Fötus und der Plazenta

2005 im Journal „Pediatric Research“, welches zu Nature Publishing gehört, veröffentlichte Brusati et al. eine Arbeit mit dem Titel: „Fetal and Maternal Non-glucose Carbohydrates and Polyols Concentrations in Normal Human Pregnancies at Term“[3]. Andere Zucker und Zuckeralkohole wie Inositol, Sorbitol und Erythrit, sind wichtige Energielieferanten für das Ungeborene. Diese Zuckeralkohole finden sich in signifikanten Mengen in der Nabelschnur und, in geringeren Mengen, auch im Blut der Mutter. Besonders interessant ist, dass es zwischen Mutter und Fötus einen relativ großen Konzentrationsgradienten gibt. Dies unterstützt die Annahme, dass der Fötus selbst Polyole (Inositol, Sorbito und Erythritol) synthetisiert.

[…] Finally, that polyol concentrations are elevated sufficiently in fetal blood to lead to the establishment of relatively large fetal–maternal concentration gradients for polyols such as inositol, sorbitol, and erythritol suggests that the trophoblast may be relatively impermeable to these compounds. The presence of large fetal–maternal concentration ratios for the polyols also suggests that the reduction of sugars to their corresponding alcohols is favored. The role of the polyols in developing tissues is currently unknown. […]

Erythrit in Samen und Reproduktionsorganen

Die biologische Bedeutung von Polyolen hat zugenommen, da man größere Mengen in Samen und Reproduktionsorganen findet [4] [5]. Erythritol Produktion beim Rind, steigt mit Fortschreiten der Trächtigkeit an und erreicht einen Peak in der Mitte der Trächtigkeit[6]. Die Bedeutung und der Fokus der Forscher auf Erythritol, gerade in der Veterinärmedizin, hat einen etwas mit einem Bakterium namens Brucella zu tun. Brucellen sind kurze, stabförmige Bakterien. Sie kommen in Geschlechtsorganen und Harntrackt von Rindern, Schafen und Schweinen vor. Sie führen, unter anderem, zu Placentitis, Frühgeburten[7] und Vergrößerung der Geschlechtsorgane. Brucellen haben eine besondere Vorliebe für Erythritol entwickelt. Mit steigender Erythritolkonzentration, steigt auch die Anfälligkeit für eine Brucelleninfektion.

Das heißt jetzt nicht, dass Erythritaufnahme über die Nahrung zu einer Brucelleninfektion führt. Die metabolische Besonderheit der Geschlechtsorgane, liefern Nährstoffe, die dem Stoffwechsel von Brucella sehr entgegenkommen. So etwas nennt man auch Parasite-Host Co-Evolution.

Erythritol im Serum als Indikator für Übergewicht

Welche Rolle könnte Erythritol im Serum nun als Marker für Übergewicht spielen? Das ist ja die zentrale Frage.

Wir wissen nun, dass die endogene Synthese von Erythritol nicht wirklich etwas Ungewöhnliches ist und sehr wohl im Menschen bereits beschrieben wurde. Erythritol ist besonders hoch konzentriert in Samen, Geschlechtsorganen, Plazenta, Nabelschnurblut und im Fötus selbst. Erythritol, und andere Polyole dürften eine Rolle in sich entwickelnden Geweben spielen. Mannose ist zum Beispiel notwendig für die Synthese von Glycoproteinen und Glycophospholipiden[8].

Die signifikant höheren Plasmalevel von Erythritol in der Gruppe, die eine deutliche Zunahme an Bauchfettmasse hatten, gegenüber der Gruppe mit stabiler Adipositas, sind interessant und könnten ein Hinweis auf Fehlregulation im PPP (Penthosephosphat Pathway) sein. Bei Übergewicht und Fettleibigkeit sehen wir oft, dass Signalwege überexpremiert werden, welche Zellwachstum, Proliferation und generell anabole Prozesse regulieren. Ähnliches könnte auch hier der Fall sein.

Endogene Erythritsynthese könnte auch ein Marker für gestörte Energiegewinnung sein. Wird aus Glucose-6-Phospaht nicht Pyruvat, sondern vermehrt Erythritol synthetisiert, könnte das auch ein Hinweis auf eine gestörte Glycolyse sein.

Eine andere Hypothese, die ich nicht allzu weit hergeholt finde, wäre die der Dysbiose. Wir wissen, dass Bakterien in unserem Darm eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Übergewicht spielen. Erythritolsynthese wurde zuerst bei Bakterien beschrieben. Es wäre durchaus denkbar, dass das Erythritol im Plasma seinen eigentlichen Ursprung in bakterieller Synthese im Darmlumen hat, von dort, über eine gestörte Barrierefunktion der Darmwand, in das Blut übertritt und aus diesem Grund dort auch nachweisbar ist. Ähnliches sehen wir bei Lipopolysacchariden (LPS). LPS sind Bestandteile der Zellmembran von Gram-negativen Bakterien. Sie provozieren eine starke Immunantwort und können im Plasma nachgewiesen werden.

Fazit

Abschließend bleibt zu sagen, dass wir eigentlich noch nicht wirklich viel wissen. Von der Beobachtung höherer Erythritolwerte im Plasma bei Übergewichtigen, zu der Vermutung, Erythrit fördert Übergewicht – das ist schon ein sehr großer Schritt und höchst spekulativ. Ich denke aber, es ist eine spannende Beobachtung, die definitiv weiterer Forschung bedarf. Vor allem im Hinblick auf meine Alternativhypothesen was die Aktivierung von Wachstumsfaktoren, die Fehlregulation der Energiegewinnung oder sogar die bakterielle Komponente betrifft.

Referenzen

[1] Hiele, Martin, et al. "Metabolism of erythritol in humans: comparison with glucose and lactitol." British Journal of Nutrition 69.01 (1993): 169-176.

[2] Peter D. Constable Kenneth W Hinchcliff Stanley H. Done Walter Gruenberg. Veterinary Medicine - A textbook of the diseases of cattle, horses, sheep, pigs and goats, Edition 11. October 25, 2016 Elsevier Health Sciences

[3] Brusati, Valentina, et al. "Fetal and maternal non-glucose carbohydrates and polyols concentrations in normal human pregnancies at term." Pediatric research 58.4 (2005): 700-704.

[4] Clark, J. B. K., et al. "D-Mannitol, erythritol and glycerol in bovine semen." Journal of reproduction and fertility 13.2 (1967): 189-197.

[5] Lewin LM, Yannai Y, Melmed S, Weiss M 1982 myo-Inositol in the reproductive tract of the female rat. Int J Biochem 14:147–150

[6] Samartino, L. E., Traux, R. E., and Enright, F. M. (1994). Invasion and replication of Brucella abortus in three different trophoblastic cell lines. Zentralblatt Veterinarmedizin Reihe B. 41, 229–236. doi: 10.1111/j.1439-0450.1994.tb00223.x

[7] Letesson, Jean-Jacques, et al. "Brucella Genital Tropism: What's on the Menu." Frontiers in Microbiology 8 (2017).

[8] Brusati, Valentina, et al. "Fetal and maternal non-glucose carbohydrates and polyols concentrations in normal human pregnancies at term." Pediatric research 58.4 (2005): 700-704.