ERNÄHRUNG

Bild 1: Zu viel Zucker kann die Lebenserwartung um mehrere Jahre verkürzen. Doch zumindest in Fruchtfliegen könnte die Ursache unabhängig von den Stoffwechselstörungen wie Fettleibigkeit und Diabetes sein.

Eine Untersuchung an Fruchtfliegen

Zuckerkonsum verkürzt das Leben

Der Konsum von zu viel Zucker ist ungesund – das ist bekannt. Er erhöht das Risiko, Stoffwechselstörungen wie Übergewicht und Diabetes zu entwickeln, und kann die Lebenserwartung um mehrere Jahre verkürzen. Bisher ging man davon aus, dass diese verkürzte Lebenserwartung vor allem die Folge der Stoffwechselstörungen wie Diabetes ist. Doch diese Annahme könnte falsch sein, wie eine neue Studie zeigt, die ein internationales Forschungsteam veröffentlicht hat.

Purine und Harnsäure in der Chemie Vor über hundert Jahren haben sich Chemiker mit Purinen und Harnsäure beschäftigt. Allen voran: der Nobelpreisträger Hermann Emil Fischer. Schon in seiner Nobelpreisrede von 1902 betonte der deutsche Chemiker, dass die organische Chemie sich wieder den grossen Problemen der Biologie widmen soll und unterstreicht damit die biologische und medizinische Bedeutung seiner Arbeiten mit Zuckern und Purinen. Fischer konnte neben der künstlichen Synthese von Purinen zudem bereits die Struktur von Koffein bestätigen und so zeigen, dass Koffein ein Purin ist.

Die Ergebnisse legen nahe, dass stattdessen die Ansammlung eines natürlichen Abfallprodukts, der Harnsäure, mit der zuckerbedingten, verkürzten Lebenserwartung zusammenhängen könnte. Ein Forschungsteam vom Imperial College London hat dazu den Einfluss von zuckerhaltiger Ernährung auf die Lebensspanne von Fruchtfliegen untersucht. «Genau wie der Mensch weisen Fruchtfliegen, die mit einer zuckerreichen Nahrung gefüttert werden, viele Merkmale von Stoffwechselkrankheiten auf – sie werden beispielsweise übergewichtig und insulinresistent», sagt die Leiterin der Studie Dr. Helena Cochemé vom Imperial College London. «Fettleibigkeit und Diabetes sind dafür bekannt, dass sie die Sterblichkeit beim Menschen erhöhen, und so nahm man

Bild 2: Harnsäure.

bisher an, dass der Zuckerüberschuss über diese Stoffwechselerkrankungen auch die Lebenserwartung der Fruchtfliegen stark beeinflusst.» Doch wie Salz verursacht auch Zucker eine Dehydrierung.

Bild 3: Purin. Die Basen Guanin und Adenin sind fixe Bestandteile der DNA bzw. RNA und gehören der Familie der Purine an.

Daher haben die Forschenden den Fruchtfliegen im Versuch zusätzliches Wasser gegeben. Überraschenderweise konnten sie dadurch den lebensverkür zenden Effekt der zuckerreichen Ernährung aufheben.

Der Zucker an sich ist das Problem

Die Wirkung des zusätzlichen Wassers gab den Anstoss, sich auf das Nierensystem der Fruchtfliege zu konzentrieren. Es zeigte sich, dass ein Überschuss an Zucker dazu führte, dass sich Harnsäure (Bild 2) in den Fruchtfliegen ansammelte.

Bild 4: Fruchtfliegen, die mit einer zuckerhaltigen Nahrung gefüttert worden waren, starben früher als Artgenossen mit anderem Futter. Der Effekt konnte durch eine zusätzliche Wasserquelle verhindert werden. Harnsäure ist ein Endprodukt des Abbaus von Purin (Bild 3). Purine sind wichtige Bausteine des Erbguts, der DNA. Harnsäure neigt zur Kristallisation, wodurch Nierensteine in den Fruchtfliegen entstehen. Sie lassen sich durch eine zusätzliche Gabe von Trinkwasser oder durch Medikamente vermeiden. «Die mit Zucker gefütterten Fruchtfliegen leben zwar länger, wenn wir ihnen mehr Wasser geben, sie sind aber immer noch nicht gesund. Unsere Studie legt jedoch nahe, dass die Störung des Purin-Abbaus der bestimmende Faktor für die verkürzte Lebenszeit von Fliegen mit hoher Zuckeraufnahme ist. Das bedeutet, dass der frühe Tod durch Zucker nicht unbedingt eine direkte Folge der Fettleibigkeit selbst ist», sagt Cochemé.

Erhöhte Harnsäurewerte durch Zucker

Auch beim Menschen könnte ein ähnlicher Mechanismus wirken, wie Forschende des Exzellenzclusters «Precision Medicine in

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Bild 5: Christoph Kaleta, Mitglied im Exzellenzcluster «Precision Medicine in Chronic Inflammation» (PMI) und Leiter der Arbeitsgruppe Medizinische Systembiologie am Institut für Experimentelle Medizin.

Chronic Inflammation» (PMI) gezeigt haben. Ein Team um Professor Christoph Kaleta, Professor Andre Franke, Professor Matthias Laudes und Professor Wolfgang Lieb – alle von der Universität Kiel – hat den Einfluss von zuckerreicher Ernährung bei gesunden Menschen untersucht. «Auffallend war, dass die Aufnahme von Zucker über die Nahrung beim Menschen, genau wie bei Fruchtfliegen, mit einer schlechteren Nierenfunktion und höheren Harnsäurewerten im Blut in Zusammenhang stand», sagt Prof. Christoph Kaleta vom Institut für experimentelle Medizin der Universität Kiel.

Untersuchung am Menschen ist erforderlich

Die Ansammlung von Harnsäure ist eine bekannte Ursache für Nierensteine beim Menschen, ebenso wie Gicht, eine Form der entzündlichen Arthritis. Der Harnsäurespiegel steigt zudem mit dem Alter an und kann auf den Beginn von Stoffwechselkrankheiten wie Diabetes hindeuten. «Es wird interessant sein, genauer zu untersuchen, wie die Ansammlung von Harnsäure durch erhöhten Zuckerkonsum mit Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes zusammenhängt und ob sie vielleicht sogar auch beim Menschen die Lebenserwartung direkt beeinflusst», sagt Kaleta. «So könnten wir in Zukunft auch neue therapeutische Ziele und Strategien finden, die ein gesundes Altern fördern», blickt Kaleta voraus.

Kontakt Dr. habil. Susanne Holstein Universität Kiel Christian-Albrechts-Platz 4 D-24118 Kiel +49 431 880 5536 sholstein@uv.uni-kiel.de www.uni-kiel.de

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