Einfluss von Süßstoffen auf das Darmmikrobiom

1. Darmmikrobiom
2. Zuckerersatzstoffe, Süßungsmittel, Süßstoffe und Zuckeraustauschstoffe
2.1 Süßstoffe
2.2 Zuckeraustauschstoffe
3. Studienlage zum Einfluss von Süßstoffen auf das Mikrobiom
3.1 Saccharin und Sucralose
3.2 Aspartam und Acesulfam-K
4. Süßstoffe, Mikrobiom und Blutzucker
5. Die Dosis macht das Gift

1. Darmmikrobiom

Unter der Darmflora versteht man das im Darm lebende Mikrobiom. Das Darmmikrobiom setzt sich aus Bakterien, Archaeen und Pilzen zusammen und ist ein natürlicher Bestandteil des Menschen. Die genaue Zusammensetzung des Darmmikrobioms variiert von Mensch zu Mensch. Zudem gibt es Zusammensetzungen, die als eher vorteilhaft oder eher nachteilig klassifiziert werden können. Ein von der gesunden Norm abweichendes Mikrobiom kann mit dem Vorhandensein von gewissen Erkrankungen assoziiert sein. Die Darmbakterien übernehmen zahlreiche Aufgaben. Hierzu zählt das Training und die Beeinflussung der Entwicklung des Immunsystems, die Produktion von Vitaminen, die Abwehr von Pathogenen und vieles mehr.

2. Zuckerersatzstoffe, Süßungsmittel, Süßstoffe und Zuckeraustauschstoffe

Zuckerersatzstoffe bzw Süßungsmittel ist der Überbegriff für Substanzen, die in Lebensmitteln Zucker ersetzen sollen. Hierzu zählen die Süßstoffe und Zuckerasutauschstoffe.

2.1 Süßstoffe

Süßstoffe warden im Englischen als non-caloric sweeteners (NAS) oder non-sugar sweeteners (NSS) bezeichnet.Beispiele für Süßstoffe sind Aspartam, Advantam, Saccharin, Stevia und Sucralose. Der Konsum von Süßstoffen ist in den letzten Jahren immer populärer geworden, vor allem im Bereich der Körpergewichtskontrolle. Der Lebensmittelverband Deutschland klassifiziert Süßstoffe als „Zusatzstoffe, die Lebensmittel süßen, aber im Gegensatz zu Zucker und Zuckeraustauschstoffen keine Energie liefern [und] keine Auswirkungen auf den Blutzuckerspiegel oder die Zahngesundheit [haben]“ (1).

2.2 Zuckeraustauschstoffe

In Deutschland wird rechtlich gesehen bei den Süßungsmitteln zwischen Süßstoffen und Zuckeraustauschstoffen unterschieden (2). Zu den Zuckeraustauschstoffen (englisch bulk sweetener) gehören beispielsweise Xylit, Erythrit, Sorbit, Isomalt und Mannit (2). die Studienlage zum Einfluss von Zuckeraustauschstoffen auf das Darmmikrobiom zum jetzigen Zeitpunkt noch recht dünn ist und sich somit keine klaren Aussagen schließen lassen.

3. Studienlage zum Einfluss von Süßstoffen auf das Mikrobiom

Die Meinungen über die Zunahme des Verzehrs an Süßstoffen gehen auseinander. Immer wieder wird beispielsweise über einen negativen Einfluss von Süßstoffen auf das Darmmikrobiom berichtet.

3.1 Saccharin und Sucralose

Eine Studie aus 2014 wies eine Veränderung der Zusammensetzung des Darmmikrobioms nach chronischem Süßstoffkonsum bei Mäusen nach. Besonders Saccharin führte zur Entwicklung einer Dysbiose. (3)
Eine Studie aus 2021 konnten in Folge einer kurzzeitigen, zweiwöchigen Saccharin Supplementation jedoch keine Veränderung der Mikrobiota-Diversität in sowohl Mensch als auch Maus feststellen (4).
Im Jahr 2022 veröffentlichten Forscher der Johns Hopkins Universität (USA) eine Studie, die eine Veränderung der Mikrobiota nach sowohl Saccharin als auch Sucralose Verzehr feststellte. Die Probanden nahmen für 28 Tage die entsprechenden Süßstoffe zu sich. (5)
Im Jahr 2018 wurde unter anderem Saccharin und Sucralose bakteriostatische Eigenschaften nachgewiesen (6), was die negative Beeinflussung des Darmmikrobioms erklären könnte.
Ein Review aus 2022 fasst die bis dahin bekannte Studienlage zum Effekt von Saccharin und Sucralose auf das Darmmikrobiom zusammen. Während die meisten Kurzzeitstudien keine negativen Effekte nachweisen konnten, zeigten einige Langzeitstudien eine Veränderung der Darmmikrobiota. Allerdings sei die Datenlage von Langzeitstudien nicht ausreichend, um ein eindeutiges Fazit ziehen zu können. (7)
Sucralose wird vom menschlichen Gastrointestinaltrakt nur zu circa 15% aufgenommen und dann unverändert über den Urin wieder ausgeschieden. Dies bedeutet, dass 85% der aufgenommenen Sucralose den Dickdarm und somit auch das Darmmikrobiom erreichen. Davon werden jedoch 94-99% unverändert im Stuhl wiedergefunden, was vermuten lässt, dass Sucralose nicht von der Darmflora verstoffwechselt wird. (8)

3.2 Aspartam und Acesulfam-K

Andere Süßstoffe, wie beispielsweise Aspartame und Acesulfam-K scheinen in der Realität nicht mit der Darmmikrobiota in Berührung zu kommen und könne diese somit nicht beeinflussen (8). Dennoch wurde auch Acesulfam-K bakteriostatische Eigenschaften nachgewiesen (6).

4. Süßstoffe, Mikrobiom und Blutzucker

Der Ausdruck Blutzucker beschreibt den Anteil von Glukose im Blut. Glukose ist ein wichtiger Energielieferant für unsere Zellen. Insulin wirkt blutzuckersenkend. Das Hormon ist also dafür verantwortlich, dass Glukose in die Zellen aufgenommen wird und somit das Blut verlässt. Liegt ein Insulinmangel oder eine Insulinresistenz vor, gelangt nicht mehr genug Zucker in die Zellen und verbleibt im Blut. Dies wird als Diabetes mellitus Typ 1 oder 2 bezeichnet.
Die bereits erwähnte Studie der Johns Hopkins Universität untersuchte zudem den glykämischen Effekt von Süßstoffen und den Einfluss des Darmmikrobioms (5). Die Forscher stellten fest, dass der Konsum der Süßstoffe Sucralose, Saccharin und Aspartam gepaart mit dem Verzehr von Zucker (Glukose) einen reduzierten Anstieg der Insulin-Blutwerte verglichen zur reinen Glukoseaufnahme zur Folge hatte. Dies bedeutet, dass bei gleicher Verzehrsmenge an Zucker weniger Zucker in die Zellen aufgenommen wird, sprich der Blutzuckerspiegel höher ist, wenn zeitgleich Süßstoffe konsumiert werden. Und das interessante hieran ist, dass dieser Effekt durch das Mikrobiom mit beeinflusst wird. Als die Forscher das Mikrobiom der Probanden, die Süßstoffe konsumiert hatten, in Mäuse übertrugen (via Stuhltransplantation), zeigten diese nach Zuckeraufnahme ähnlich veränderte Effekte auf den Blutzuckerspiegel. (5)
Allerding ist zu betonen, dass die Studienlage zum Einfluss von Süßstoffen auf Darmbakterien und nachfolgend auf den Blutzuckerspiegel zum jetzigen Zeitpunkt (Juni 2024) relativ dünn ist und sich somit keine klare Aussage schließen lässt. Zukünftige Studienergebnisse könnten spannend sein.

5. Die Dosis macht das Gift

Zusammengefasst lässt die widersprüchliche Studienlage folgende Schlussfolgerung zu: Beim Thema Süßstoffe und deren Effekten auf das Darmmikrobiom kommt es auf die Art des Süßstoffes sowie die Verzehrdauer und -menge an. Wie Paracelsus sagte: „Die Dosis macht das Gift.“

 

Quellen

1. Süßstoffe: Lebensmittelverband Deutschland; zuletzt geprüft 27.05.2023
2. Bewertung von Süßstoffen und Zuckeraustauschstoffen (bund.de); zuletzt geprüft 04.06.2023
3. Suez J, Korem T, Zeevi D, Zilberman-Schapira G, Thaiss CA, Maza O, Israeli D, Zmora N, Gilad S, Weinberger A, Kuperman Y, Harmelin A, Kolodkin-Gal I, Shapiro H, Halpern Z, Segal E, Elinav E. Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota. Nature. 2014 Oct 9;514(7521):181-6. doi: 10.1038/nature13793. Epub 2014 Sep 17. PMID: 25231862.
4. Serrano J, Smith KR, Crouch AL, Sharma V, Yi F, Vargova V, LaMoia TE, Dupont LM, Serna V, Tang F, Gomes-Dias L, Blakeslee JJ, Hatzakis E, Peterson SN, Anderson M, Pratley RE, Kyriazis GA. High-dose saccharin supplementation does not induce gut microbiota changes or glucose intolerance in healthy humans and mice. Microbiome. 2021 Jan 12;9(1):11. doi: 10.1186/s40168-020-00976-w. PMID: 33431052; PMCID: PMC7802287.
5. Suez J, Cohen Y, Valdés-Mas R, Mor U, Dori-Bachash M, Federici S, Zmora N, Leshem A, Heinemann M, Linevsky R, Zur M, Ben-Zeev Brik R, Bukimer A, Eliyahu-Miller S, Metz A, Fischbein R, Sharov O, Malitsky S, Itkin M, Stettner N, Harmelin A, Shapiro H, Stein-Thoeringer CK, Segal E, Elinav E. Personalized microbiome-driven effects of non-nutritive sweeteners on human glucose tolerance. Cell. 2022 Sep 1;185(18):3307-3328.e19. doi: 10.1016/j.cell.2022.07.016. Epub 2022 Aug 19. PMID: 35987213.
6. Wang QP, Browman D, Herzog H, Neely GG. Non-nutritive sweeteners possess a bacteriostatic effect and alter gut microbiota in mice. PLoS One. 2018 Jul 5;13(7):e0199080. doi: 10.1371/journal.pone.0199080. PMID: 29975731; PMCID: PMC6033410.
7. Del Pozo S, Gómez-Martínez S, Díaz LE, Nova E, Urrialde R, Marcos A. Potential Effects of Sucralose and Saccharin on Gut Microbiota: A Review. Nutrients. 2022 Apr 18;14(8):1682. doi: 10.3390/nu14081682. PMID: 35458244; PMCID: PMC9029443.
8. Plaza-Diaz J, Pastor-Villaescusa B, Rueda-Robles A, Abadia-Molina F, Ruiz-Ojeda FJ. Plausible Biological Interactions of Low- and Non-Calorie Sweeteners with the Intestinal Microbiota: An Update of Recent Studies. Nutrients. 2020 Apr 21;12(4):1153. doi: 10.3390/nu12041153. PMID: 32326137; PMCID: PMC7231174.