Wird Zucker im Körper in Fett umgewandelt — und kann Fett in Zucker zurückverwandelt werden?
Zuviel Süßigkeiten werden im Körper in Fett umgewandelt - das ist allgemein bekannt. Überschüssiger Zucker wird für die Fettsäure-Synthese genutzt - es entsteht Fett. Ist aber, z. B. in einer Zeit des Fastens oder längerer sportlicher Betätigung, auch der entgegengesetzte Weg möglich? Kann Fett in Zucker verwandelt werden? Das ist seit etwa 100 Jahren eine viel diskutierte Frage in der Biochemie.
Wie Zucker im Körper verarbeitet wird
Wenn du an den Supermarktregalen entlanggehst, wirst du schnell feststellen: Keine andere Kombi ist so beliebt wie Zucker und Fett in Form von Kuchen, Schokoriegeln, Nudeln in Sahnesoße. Isst du beispielsweise Torte, gelangt die Glukose daraus ins Blut. Da er so gut löslich ist, verbreitet sich der Zucker im Körper in Windeseile über deine Blutgefäße. Dabei trifft der Zucker auf ein höchst sensibles Organ - die Bauchspeicheldrüse. Sie misst stetig den Blutzucker und sorgt für die Aufnahme von Zucker in die Körperzellen. Bei Zuckerkontakt schüttet die Bauchspeicheldrüse sofort das Hormon Insulin aus und gibt somit den Befehl: „Zucker in die Organe schaffen!“.
Steigt der Traubenzuckerspiegel im Blut, schüttet die Bauchspeicheldrüse das Hormon Insulin aus, das es Zellen erlaubt, Traubenzucker aufzunehmen und ihn aus dem Blut zu entfernen. Zellen können Glucose entweder direkt als Energiequelle verwenden oder sie nach biochemischer Umwandlung speichern - in Muskelzellen und Leber in Form des Vielfachzuckers Glykogen, in Fettzellen als Fettsäuren. Ist der Blutzucker niedrig, wird das Hormon Glukagon freigesetzt, dieses mobilisiert Zucker aus den Glukagonspeichern der Leber. Erst wenn diese leer sind, geht der Körper zur Energiegewinnung an die Fettzellen. Zu viel Zucker im Körper begünstigt Fettpolster: Die berühmte Wampe entsteht.
Fructose versus Glucose: Unterschiedliche Wirkungen
Die Weltgesundheitsorganisation rät seit 2015 dazu, den Konsum zugesetzten Zuckers auf unter 10 Prozent der täglichen Energiezufuhr zu reduzieren, eventuell sogar auf unter 5 Prozent. Das liegt auch daran, dass süße Sachen in der Regel nicht nur Glucose enthalten, sondern dank der Zusammensetzung der beliebtesten Zuckersorten ungefähr genauso viel Fructose. Fructose wird vor allem in der Leber verstoffwechselt - und dort überwiegend in Fett umgewandelt. Dieser Zucker geht also direkt auf die Hüften - und stimuliert darüber hinaus auch die Fetteinlagerung aus anderen Bestandteilen der Nahrung. Hinzu kommt, dass Fructose noch stärker als Glucose mit Eiweißen reagiert und die Insulinresistenz insbesondere in der Leber erhöhen kann.
Bereits moderate Mengen an zugesetztem Frucht- und Haushaltszucker verdoppeln die körpereigene Fettproduktion in der Leber, wie Forschende des Universitätsspitals Zürich und der Universität Zürich zeigen. «80 Gramm Zucker täglich, was rund 8 dl eines handelsüblichen Softdrinks entspricht, kurbeln die Fettproduktion in der Leber an.»
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Warum überschüssiger Zucker zu Fett wird - der biochemische Kurzüberblick
Ist der Insulinspiegel stark abgesunken, geht es von Neuem los: Der Mensch unterzuckert und das Gehirn meldet wieder Hunger! Ist diese Nahrung dann erneut zuckerhaltig, nehmen Muskeln und die Zellen der Leber einen Großteil des Zuckers auf. Sie bauen damit Zuckerspeicher auf. Sind diese Speicher voll, wandelt die Leber den überschüssigen Zucker in Fett um. Das geschieht in einem komplizierten Kreislauf biochemischer Reaktionen. Läuft die Fettsynthese in der Leber häufig oder dauerhaft ab, droht eine nicht alkoholische Fettleber und bei starkem Übergewicht Typ-2-Diabetes!
Kann Fett in Zucker umgewandelt werden?
Fettsäuren in Traubenzucker auf dem selben Weg wie bei der Umwandlung von Zucker in Fettsäuren zurück zu verwandeln, ist nicht möglich, da einige Reaktionen aus energetischen Gründen nur vom Zucker zum Fett verlaufen können. "Dies gilt seit etwa 50 Jahren als biochemisches Lehrbuchwissen", ergänzt Prof. Dr. Stefan Schuster, der die aktuelle Forschung gemeinsam mit Kaleta und seinem Team durchgeführt hat. Doch an diesem vermeintlichen Paradigma hat das Jenaer Team nun gerüttelt. Ihr hochinteressantes Ergebnis: Es gibt, zumindest prinzipiell, mehrere sehr verschlungene Wege, auf denen Menschen die Umwandlung von Fett in Zucker vollziehen können.
Eine Schlüsselrolle spielt dabei Azeton, das ein Abbauprodukt von Fett ist. "Es ist bekannt, dass Kinder nach Azeton riechen, wenn sie einige Zeit nichts gegessen haben", erläutert Kaleta. "Bisher glaubten die meisten Forscher, dass das leicht flüchtige Azeton abgeatmet und über den Urin ausgeschieden wird. Diese Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung für das Verständnis, wie Menschen und Tiere längere Zeit ohne Zufuhr von Kohlenhydraten überleben können. Das ist zum Beispiel in der traditionellen Ernährung der Eskimos oder während des Winterschlafes von verschiedenen Säugetieren der Fall."
Dies muss nun experimentell überprüft werden. C. Kaleta, L. F. de Figueiredo, S. Werner, R. Guthke, M. Ristow, S. Schuster: In Silico Evidence for Gluconeogenesis From Fatty Acids in Humans, PloS Comp. Biol. 7(7): e1002116.
Was bedeutet "in silico" und warum ist experimentelle Bestätigung nötig?
Die Bioinformatiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben mit Hilfe rechnerischer Analysen (in silico) gezeigt, dass es prinzipiell mehrere verschlungene Wege geben kann, Fett in Zucker umzuwandeln. Diese computergestützten Modelle identifizieren mögliche Stoffwechselpfade, die bisher übersehen wurden oder als unwahrscheinlich galten. Diese Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung für das Verständnis, wie Menschen und Tiere längere Zeit ohne Zufuhr von Kohlenhydraten überleben können. Dies muss nun experimentell überprüft werden.
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Praktische Bedeutung für Ernährung und Gesundheit
Zu viel Zucker ist ungesund, doch problematisch sind nicht nur die vielen Kalorien. Vor allem der hohe Kaloriengehalt von Zucker fördert Übergewicht und Adipositas - und entsprechende Folgekrankheiten. Zucker wird zahlreichen Lebensmitteln zugesetzt. Mehr als 100 Gramm davon konsumieren Schweizerinnen und Schweizer täglich. Aus gesundheitlicher Sicht empfiehlt die Weltgesundheitsorganisation, den täglichen Zuckerkonsum auf rund 50 Gramm oder noch besser auf 25 Gramm zu beschränken.
Das Hormon Insulin ist jedoch nicht besonders schnell. Wenn der Blutzuckerspiegel sich wieder im Normalbereich eingependelt hat, befindet sich immer noch ein Rest Insulin in den Gefäßen. Während dieser Phase blockiert Insulin den Fettabbau, der Stoffwechsel verarbeitet kein Fitzelchen Fett aus der Nahrung. Alles wandert direkt in die Depots und wird dort gespeichert. Die berühmte Wampe entsteht.
Studienlage: Zucker in Getränken und Leberfett
An der Studie beteiligten sich 94 junge gesunde Männer. Sie nahmen sieben Wochen lang täglich ein mit unterschiedlichen Zuckerarten gesüsstes Getränk zu sich, während die Kontrollgruppe darauf verzichtete. Das Süssgetränk enthielt entweder Fruchtzucker (Fruktose), Traubenzucker (Glukose) oder Haushaltszucker (Saccharose), der aus Frucht- und Traubenzucker besteht. Insgesamt nahmen die Probanden nicht mehr Kalorien zu sich als vor der Studie. Aufgrund einer gewissen Sättigung durch das Süssgetränk haben sie ihre sonstige Kalorienzufuhr reduziert. Trotzdem beobachteten die Forschenden, dass sich Fruchtzucker negativ auswirkt: «Die körpereigene Fettproduktion in der Leber war in der ‹Fruchtzucker-Gruppe› doppelt so hoch wie in der ‹Traubenzucker-Gruppe› oder der Kontrollgruppe - und dies mehr als zwölf Stunden nach der letzten Mahlzeit bzw. dem letzten Zuckerkonsum», sagt Gerber. Überraschend war insbesondere, dass der am häufigsten konsumierte Haushaltszucker die Fettsynthese sogar noch etwas höher ankurbelte als dieselbe Menge Fruchtzucker. Die erhöhte Fettproduktion in der Leber ist ein massgeblicher erster Schritt in der Entstehung von weit verbreiteten Erkrankungen wie Fettleber oder Typ 2-Diabetes.
Ernährung, Hormone und Langzeitfolgen
Dass zu viel Zucker ungesund ist, gilt zumindest inzwischen als akzeptiert. Die Weltgesundheitsorganisation rät seit 2015 dazu, den Konsum zugesetzten Zuckers auf unter 10 Prozent der täglichen Energiezufuhr zu reduzieren, eventuell sogar auf unter 5 Prozent. Die Neigung zum Süßen war einst ein Evolutionsvorteil und ermöglichte der Spezies Mensch das Überleben. Süße Beeren waren für die Urmenschen nicht nur schmackhaft, sondern in der Regel auch ungefährlich. Zucker ist auch wichtig, weil er schnell verfügbare Energie liefert. Für unsere Vorfahren war das überlebenswichtig, wenn sie blitzschnell ihre letzten Reserven mobilisieren mussten.
Heutzutage wird den meisten allerdings chronischer Bewegungsmangel und ein Überangebot an süßen Lebensmitteln zum Verhängnis. Durch Bewegungsmangel und falsche Ernährung gelingt es vielen im Alltag nicht, die überschüssigen Kalorien, die sie sich angefuttert haben, wieder abzubauen. Fertiggerichte und Fast Food enthalten große Mengen an Fett, aber auch an verstecktem Zucker. Das Fatale: Nicht nur in Kuchen, Süßigkeiten und Softdrinks, auch in Chips, Ketchup und Wurst ist viel Zucker enthalten.
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Tipps für den Alltag
- Morgens nicht zu fettig essen und abends auf Kohlenhydrate verzichten: Zum Frühstück lieber Frischkäse (mit 0,2 Prozent Fett) oder Magerquark statt Butter aufs Brot schmieren.
- Mittags braucht der Körper Kohlenhydrate: Gemüse, Reis, Nudeln, Kartoffeln. Prima sind Suppen und Eintöpfe.
- Auf Getränke achten: Dazu nur Wasser oder ungesüßte Kräutertees trinken! Auf keinen Fall Cola, Apfelsaft oder Limonade.
- Abends empfiehlt sich leichte Kost wie Seefisch, beispielsweise Lachs, Makrele oder Hering. Nachts macht sich der Körper an die Fettverarbeitung, daher darfst du etwas fettreicher essen.
- Bewusst verarbeitete Lebensmittel meiden: Industriell verarbeitete Knabbereien, Süßigkeiten, Gebäcke und Fertiggerichte enthalten meist viel Fett und viele Kohlenhydrate.
Wissenschaftliche Kontroversen und ein Paradigmenwechsel
Bei diesem Herzstück des Energiestoffwechsels beginnt eine Kontroverse: Wenn ein ständiger Zuckeransturm im Blut dank erhöhter Insulinausschüttung Fetteinlagerungen begünstigt, sollte Essen mit weniger Kohlenhydraten es leichter machen, auf Körperfettreserven zuzugreifen und so den eigenen Appetit in Zaum und die Figur schlank zu halten, sagen Verfechter einer kohlenhydratreduzierten Ernährung. Die Gegenposition sieht das Problem eher beim Nahrungsüberangebot insgesamt, das unabhängig vom Kohlenhydratgehalt in modernen Industriegesellschaften zu exzessivem Fressvergnügen führe.
Einig sind sich die Kontrahenten darin, dass der Insulinstoffwechsel im Gleichgewicht bleiben sollte. Klappt das nicht, droht Insulinresistenz, ein Zustand, bei dem Körperzellen unempfindlich für Insulin werden, und der das Risiko für Diabetes und andere Erkrankungen erhöht. Die jahrzehntelang verbreitete "Fett macht fett"-Theorie hat uns in eine Ernährungsfalle gelockt, die viele gesundheitliche Probleme mit sich brachte. Der wahre Schuldige? Ein Übermaß an schnell verwertbaren Kohlenhydraten, das unseren Insulinspiegel in die Höhe treibt und uns in einen endlosen Kreislauf aus Hunger und Gewichtszunahme zwingt.
Fettarten und ihre Wirkung
Unterschiedliche Fette wirken allerdings verschieden auf den Stoffwechsel und auch auf das Gehirn. Relativ gut belegt ist, dass so genannte Transfette, die z. B. bei der industriellen Fetthärtung und beim Braten, Backen oder Frittieren entstehen, dem Körper nicht gut tun. Ungesättigte Fette, die bei Raumtemperatur flüssig sind, genießen hingegen überwiegend einen deutlich besseren Ruf. Das gilt vor allem für einfach ungesättigte Fettsäuren, die z. B. in Oliven, Avocados aber auch in Fleisch, Nüssen und Milchprodukten enthalten sind, und mehrfach ungesättigte Omega-3-Fettsäuren, die insbesondere in fettem Seefisch vorkommen.
Forschungsausblick
Die Ergebnisse der Jenaer Bioinformatiker werfen neue Fragen auf: Es gibt, zumindest prinzipiell, mehrere sehr verschlungene Wege, auf denen Menschen die Umwandlung von Fett in Zucker vollziehen können, und eine Schlüsselrolle spielt dabei Azeton. Diese Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung für das Verständnis, wie Menschen und Tiere längere Zeit ohne Zufuhr von Kohlenhydraten überleben können. Dies muss nun experimentell überprüft werden.
| Frage | Stand der Forschung / Aussage |
|---|---|
| Wird Zucker zu Fett? | Ja - Überschüssige Glukose wird in Glykogen und letztlich in Fettsäuren umgewandelt; Fructose fördert Fettsynthese in der Leber besonders stark. |
| Kann Fett zu Zucker werden? | Traditionell als unmöglich betrachtet; neue in silico-Analysen zeigen prinzipielle Wege, u. a. über Aceton, die experimentell geprüft werden müssen. |
| Gesundheitliche Relevanz | Hoher Zuckerkonsum fördert Fettleber, Adipositas und Typ-2-Diabetes; Reduktion empfohlen. |
Wer seinem Stoffwechsel definitiv Gutes tun will, muss sich dennoch nicht allein auf bibbernde Spaziergänge ohne Jacke beschränken. Denn so komplex die Zusammenhänge zwischen Makronährstoffen und Menschenkörpern auch sein mögen, gibt es doch Nahrungsmittel, die über jeglichen Zweifel erhaben dick machen und den Energiestoffwechsel durcheinanderbringen können. Wer ständig mehr isst, als er verbraucht, wird eben dick, so die Prämisse.
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