Sind Zuckeraustauschstoffe wirklich unbedenklich?
Künstliche Süßstoffe sind als Zuckerersatz weit verbreitet und werden insbesondere Patienten mit metabolischen Erkrankungen empfohlen, um die glykämische Kontrolle zu verbessern und das Gewicht zu reduzieren. Erythrit, auch als Erythritol bezeichnet, ist ein Zuckeralkohol, der als Zuckerersatz verwendet wird. Erythrit wird schlecht metabolisiert und im Urin ausgeschieden. In wenigen Studienpublikationen wurde über den möglichen Nutzen, aber auch über negative Effekte berichtet. Über die langfristigen Auswirkungen des Konsums von Zuckerersatzstoffen ist wenig bekannt.
Nun fanden Forscher Erythrit in Proben von Personen mit kardialem Risiko und bestätigten den Zusammenhang mit schweren unerwünschten kardiovaskulären Ereignissen (major adverse cardiovascular events [MACE] in separaten Studien. Außerdem wiesen die Forscher negative Effekte in physiologischen Modellen nach. Sie publizierten die Daten unter Erstautor Marco Witkowski vom Department of Cardiovascular and Metabolic Sciences der Cleveland Clinic, USA, im Fachmagazin Nature Medicine [1].
Erythrit bei Personen mit kardialem Risiko identifiziert
Die Wissenschaftler nutzten Blutproben, die an der Cleveland Clinic gesammelt worden waren, um molekulare Determinanten der koronaren Herzkrankheit zu analysieren (NCT00590200). Die Kohorte setzte sich aus 1.157 Personen zusammen, die sich einer elektiven diagnostischen Herzuntersuchung unterzogen.
Im Zuge einer ungezielten Untersuchung des Metaboloms identifizierten die Wissenschaftler im Plasma unter den Verbindungen, die mit MACE in Verbindung gebracht wurden, mehrere Polyolsüßstoffe. Insbesondere Erythrit war mit dem Auftreten von MACE assoziiert (Hazard Ratio [HR] 3,22; 95%-Konfidenzintervall [KI]: 1,91 bis 5,41; p < 0,0001).
Zusammenhang mit MACE-Risiko in unabhängigen Kohorten bestätigt
Nachfolgende zielgerichtete Metabolom-Analysen in unabhängigen Validierungskohorten US-amerikanischer (n = 2.149, NCT00590200) und europäischer (n = 833, DRKS00020915) stabiler Risikopatienten mit kardiovaskulären Erkrankungen und/oder Diabetes und Übergewicht, die sich einer elektiven kardialen Kontrolle unterzogen, bestätigten den Zusammenhang zwischen Erythritspiegel und MACE-Risiko. Die Wissenschaftler adjustierten für kardiovaskuläre Risikofaktoren und errechneten für den Vergleich von vierter versus erster Quartile eine Hazard Ratio von 1,80 (95%-KI: 1,18 bis 2,77; p=0.007) bzw. 2,21 (95%-KI: 1,20 bis 4,07; p=0,010).
Thrombozytenreaktivität und Thrombosebildung erhöht
Die Wissenschaftler inkubierten humanes plättchenreiches Plasma (PRP) von gesunden Spendern mit einem physiologischen Spiegel von Erythrit. Im Vergleich zu einem Vehikel führte Erythrit zu einer signifikanten und dosisabhängigen Zunahme der stimulusabhängigen Thrombozytenaggregation.
In einem mikrofluidischen Modell mit Vollblut löste Erythrit eine signifikante Steigerung der kollagenabhängigen Blutplättchenadhäsion und Thrombusbildung aus. Die Auswirkung von Erythrit auf das Thrombosepotential in vivo wurde in einem Mausmodell untersucht. Eine Erhöhung der zirkulierenden Erythritspiegel erhöhte deutlich die Thrombusbildungsrate und verringerte signifikant die Zeit bis zum Ende des Blutflusses nach einer arteriellen Verletzung.
Hohe Erythritspiegel nach kontrollierter Einnahme
In einer prospektiven Pilotinterventionsstudie (NCT04731363) führte die Einnahme von 30 g Erythrit bei gesunden Probanden (n=8) zu einem deutlichen und über zwei Tage anhaltenden Anstieg des Erythritspiegels im Plasma weit über die Schwellenwerte, die in den in vitro- und in vivo-Studien mit einer erhöhten Thrombozytenreaktivität und einem erhöhten Thrombosepotenzial verbunden waren.
Ernstzunehmender Datensatz - weiterer Forschungsbedarf
„Hohe Erythritspiegel standen in statistischer Beziehung mit einem höheren Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen“, fasste Dr. Stefan Kabisch vom Deutschen Zentrum für Diabetesforschung (DZD), Charité Berlin, zusammen. Er warnte zugleich vor möglichen Scheinkorrelationen und Störgrößen. „Aber: Im in vitro- sowie in vivo-Modell (Maus und Mensch) konnte in dieser Arbeit bei kleinen Fallzahlen und bei sehr hoher Erythritdosis gezeigt werden, dass die Erythritzufuhr tatsächlich bestimmte Gerinnungsprozesse stimuliert. Das untermauert eine tatsächlich kausale Rolle von Erythrit jenseits der reinen statistischen Assoziation.“
„Bei der Verwendung von Zuckerersatzstoffen, welcher Art auch immer, haben wir zwar viele und teilweise widersprüchliche Kurzzeitbefunde, wissen aber sehr wenig über mögliche Langzeitfolgen, nicht nur mit Blick auf Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Krankheiten, sondern auch auf das Krebsrisiko. Aber auch hier gilt derzeit, dass ein moderater Verzehr damit gesüßter Lebensmittel und Getränke nicht ‚toxisch‘ ist“, kommentierte Prof. Hans Hauner, Direktor des Else-Kröner-Fresenius-Zentrums für Ernährungsmedizin, Technische Universität München, gegenüber dem science media center [2].
