Glykation bezeichnet die spontane Verbindung von Zuckern mit Proteinen, Fetten oder Nukleinsäuren, bei der sogenannte Advanced Glycation End Products (AGEs, fortgeschrittene Glykierungsendprodukte) entstehen können. Sie werden mit der Alterung von Gewebe, mit Entzündungsprozessen und mit Komplikationen bei Diabetes in Verbindung gebracht, und auch Lebensmittel enthalten AGEs. Der größte Teil der Belege stammt jedoch aus Laborversuchen und Beobachtungsstudien; ob eine geringere AGE-Zufuhr die Hautalterung bremst oder Krankheiten verhindert, ist beim Menschen bisher nicht gezeigt.
Was ist Glykation?
Glykation ist eine nichtenzymatische Reaktion: Reduzierende Zucker wie Glukose und Fruktose binden an freie Aminogruppen von Proteinen, Lipiden oder Nukleinsäuren. Zunächst entstehen instabile Zwischenprodukte, die sich umlagern und weiter verändern.
Am Ende dieser Reaktionskette können stabile, nicht mehr rückgängig zu machende Endprodukte stehen, die AGEs. Sie bilden eine chemisch sehr uneinheitliche Gruppe, und ihre biologischen Wirkungen unterscheiden sich je nach Substanz.
Fruktose reagiert chemisch leichter als Glukose, weil ein größerer Anteil in der offenkettigen, reaktiven Form vorliegt; ein Übersichtsartikel beziffert den Unterschied auf etwa das 7,5-Fache. Das beschreibt Chemie im Reagenzglas. Es zeigt nicht, dass fruktosehaltige Lebensmittel im Körper stärker schaden.
Wie entstehen AGEs?
Im Körper
AGEs bilden sich auch bei Gesunden langsam im normalen Stoffwechsel. Erhöhte Blutzuckerwerte, wie sie bei Diabetes auftreten, fördern ihre Entstehung, ebenso oxidativer Stress und reaktive Carbonylverbindungen wie Glyoxal und Methylglyoxal.
Proteine mit langer Lebensdauer, zum Beispiel Kollagen, gelten als besonders anfällig, weil sich Veränderungen dort über Jahre ansammeln können.
In Lebensmitteln
Auch Nahrungsmittel enthalten AGEs, und beim Erhitzen entstehen neue. Eine umfangreiche Laboranalyse typischer Lebensmittel ergab:
- Trockene Hitze (etwa Grillen, Frittieren oder Rösten) steigerte die Neubildung gegenüber dem rohen Zustand um das 10- bis 100-Fache.
- Tierische Lebensmittel mit viel Fett und Eiweiß waren grundsätzlich AGE-reich.
- Gemüse, Obst, Vollkorn und Milch enthielten auch nach dem Garen vergleichsweise wenig AGEs.
- Feuchte Hitze, kürzere Garzeiten, niedrigere Temperaturen und saure Zutaten wie Zitronensaft oder Essig verringerten die Neubildung.
Diese Daten beschreiben den AGE-Gehalt von Speisen. Sie sagen nichts darüber, wie sich ein bestimmter Speiseplan auf die Gesundheit auswirkt.
Was AGEs in Zellen bewirken können
AGEs können Proteine strukturell verändern und an Rezeptoren auf Zellen binden, vor allem an den Rezeptor für AGEs (RAGE). In Zellkulturen aktivierte diese Bindung Signalwege, die die Freisetzung von Entzündungsbotenstoffen wie Interleukin-1β, Interleukin-6 und Tumornekrosefaktor-alpha steigern und oxidativen Stress fördern.
Das ist ein plausibler Mechanismus, aber zunächst ein Laborbefund. Aus Zellversuchen lässt sich nicht ableiten, in welchem Ausmaß dieselben Vorgänge im menschlichen Körper ablaufen.
Haut: Was die Forschung zeigt
In einer Zellkulturstudie wurden menschliche Hautzellen mit glyoxalabgeleiteten AGEs behandelt, teils zusätzlich mit UVB-Strahlung. Die Kombination verstärkte Entzündungssignale und oxidativen Stress. In Fibroblasten, den Bindegewebszellen der Haut, stieg die Freisetzung von Matrix-Metalloproteinasen, die Bestandteile des Bindegewebes abbauen, und die Bildung von Kollagen Typ I sank.
Die Arbeit liefert damit einen möglichen Mechanismus für Hautschäden. Ob AGEs aus Ernährung oder Stoffwechsel beim Menschen sichtbare Falten verursachen, wurde nicht untersucht. Zudem trägt auch UV-Strahlung zur Hautalterung bei.
Glykation und Erkrankungen
Diabetes und Hautautofluoreszenz
Bei Diabetes werden AGEs mit Schäden an Gefäßen und Organen in Verbindung gebracht. Ein Forschungsansatz ist die Hautautofluoreszenz: Sie misst nichtinvasiv die Fluoreszenz der Haut als indirekten Hinweis auf die AGE-Menge im Gewebe.
Eine Meta-Analyse von 29 Beobachtungsstudien fand Zusammenhänge zwischen höheren Werten und diabetischer Retinopathie, Neuropathie und Nephropathie sowie makrovaskulären Ereignissen (Odds Ratios je nach Komplikation zwischen 1,05 und 1,11). Die Autorinnen und Autoren halten größere Studien mit längerer Nachbeobachtung für nötig.
Eine weitere Meta-Analyse aus sechs Studien ergab, dass höhere Werte mit einem höheren Risiko für diabetische Fußgeschwüre einhergingen. Beides sind Assoziationen; ein Beleg dafür, dass AGEs diese Komplikationen verursachen, folgt daraus nicht.
Neurodegenerative Erkrankungen
Experimentelle Arbeiten bringen AGEs und RAGE-Signale mit neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung. Ein Übersichtsartikel betont, dass die Rolle der AGEs im menschlichen Körper noch nicht ausreichend geklärt ist.
Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen
In der prospektiven Kohortenstudie mit Daten der UK Biobank wurden 121.978 Teilnehmende ohne Darmerkrankung zu Studienbeginn über median rund 13,7 Jahre beobachtet. 671 erkrankten an einer chronisch-entzündlichen Darmerkrankung (CED), 192 davon an Morbus Crohn. Die AGE-Zufuhr wurde aus 24-Stunden-Ernährungsprotokollen und einer Datenbank geschätzt.
Von drei untersuchten AGEs war nur Nε-Carboxyethyllysin (CEL) mit einem erhöhten Risiko für CED (Hazard Ratio 1,09; 95-%-Konfidenzintervall 1,01 bis 1,18) und Morbus Crohn (1,18; 1,03 bis 1,36) assoziiert, nicht aber mit Colitis ulcerosa. Als Beobachtungsstudie kann sie Ursache und Wirkung nicht trennen; die Autorinnen und Autoren fordern Interventionsstudien.
Lässt sich die AGE-Belastung senken?
Eine randomisierte Studie mit 244 übergewichtigen Erwachsenen verglich über 16 Wochen eine fettarme, pflanzenbasierte Ernährung mit der gewohnten Kost. In der Interventionsgruppe sank die geschätzte AGE-Zufuhr deutlich stärker als in der Kontrollgruppe. Zugleich nahm das Körpergewicht im Mittel um 6,4 Kilogramm ab (Kontrollgruppe: 0,5 Kilogramm), und ein Index für die Insulinsensitivität stieg.
Veränderungen der AGE-Zufuhr hingen mit Veränderungen von Körpergewicht, Fettmasse und Insulinsensitivität zusammen, auch nach Berücksichtigung der Energiezufuhr. Das ist ein Zusammenhang, kein Nachweis einer Ursache.
Die Einschränkungen sind erheblich: Die Ernährung veränderte sich insgesamt, und das Gewicht sank, sodass sich der Anteil der AGE-Reduktion nicht herauslösen lässt. Die AGE-Zufuhr wurde geschätzt, nicht im Gewebe gemessen, und die Studie war nicht verblindet. Die Korrespondenzautorin ist beim Physicians Committee for Responsible Medicine tätig, einer Organisation, die sich für pflanzliche Ernährung einsetzt.
Ob eine gezielte Senkung der AGE-Zufuhr sichtbare Hautalterung verhindert, die Häufigkeit von Krankheiten senkt oder die gesunde Lebensspanne verlängert, müssen klinische Studien erst zeigen. Garverfahren verändern nachweislich den AGE-Gehalt von Speisen; ein gesicherter gesundheitlicher Nutzen einer gezielten AGE-Reduktion ist bislang jedoch nicht belegt. Wer Diabetes oder eine andere Erkrankung hat, sollte Ernährungsfragen mit dem Behandlungsteam besprechen.
Häufig gestellte Fragen (FAQs)
Verursacht Zucker in der Ernährung Falten?
Das ist beim Menschen nicht belegt. Zellversuche an Haut zeigen einen möglichen Mechanismus über AGEs, doch Studien, die Falten als Ergebnis untersuchen, lagen den hier ausgewerteten Arbeiten nicht zugrunde. Hautalterung hat zudem weitere Ursachen, darunter UV-Strahlung.
Sind AGEs aus Lebensmitteln gesundheitsschädlich?
Die Datenlage ist begrenzt. Eine große Beobachtungsstudie fand für ein einzelnes AGE geringe Risikounterschiede bei Darmerkrankungen, eine Interventionsstudie berichtete Veränderungen von Gewicht und Stoffwechselwerten. Ob AGEs in Lebensmitteln selbst die Ursache sind, ist nicht geklärt.
Kann man AGEs im Körper messen?
Indirekt: Die Hautautofluoreszenz liefert einen Näherungswert und wird vor allem bei Diabetes erforscht. Meta-Analysen zeigen Zusammenhänge mit Komplikationen, die Autorinnen und Autoren sehen aber weiteren Studienbedarf. Eine ärztliche Diagnostik ersetzt die Messung nicht.
Welche Garverfahren führen zu weniger AGEs in Speisen?
In Laboranalysen entstanden bei Kochen, Dünsten, Pochieren und Schmoren weniger AGEs als bei hoher trockener Hitze. Das betrifft den AGE-Gehalt der Speisen; ob sich daraus ein gesundheitlicher Vorteil ergibt, ist offen.
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einem medizinischen Thema, einem Gesundheitsthema oder einem oder mehreren Krankheitsbildern. Dieser Artikel dient nicht der Selbst-Diagnose und ersetzt auch keine Diagnose durch einen Arzt oder Facharzt. Bitte lesen und beachten Sie hier auch den Hinweis zu Gesundheitsthemen!
Quellen
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