Chronische Darmkrankheit durch zu viel Zucker?
In epidemiologischen Studien wurde bereits ein Zusammenhang zwischen Zuckerkonsum und chronisch entzündlichen Darmerkrankungen festgestellt. Eine Kausalität konnte jedoch bisher nicht nachgewiesen werden.
Eine Forschungsgruppe aus Pittsburgh, USA, hat nun mithilfe eines Colon-Organoids und mit Versuchstieren wahrscheinlich den zugrundeliegenden Pathomechanismus aufgeklärt.
Wie könnte Haushaltszucker eine Darmentzündung hervorrufen?
Zucker verhindert Erneuerung der Darmschleimhaut
Um den Einfluss einer zuckerhaltigen Lösung auf die Darmschleimhaut zu bestimmen, wurde zunächst mit einem dreidimensionalen Dickdarmmodell, einem Organoid, gearbeitet.
In diesem Dickdarmmodell findet, analog zum menschlichen Colon, die Erneuerung der Darmschleimhaut über intestinale Stammzellen statt.
Gut zu wissen: Wie erneuert sich die Darmschleimhaut?
Epithelzellen des Darms werden ständig erneuert: Intestinale Stammzellen in den tiefer in der Darmwand gelegenen Krypten reifen zu Epithelzellen heran und wandern den Villus (Schleimhautausstülpung) entlang, der in das Darmlumen ragt.
Nach drei bis fünf Tagen werden die Epithelzellen abgelöst bzw. abgeworfen und neue ausgereifte Epithelzellen rücken nach.
Das Organoid wurde entweder mit einem zuckerreichen oder zuckerarmen Nährmedium versorgt. Durch die Saccharoselösung war der regenerative Prozess der Darmmukosa behindert und die Schleimhaut bereits nach wenigen Tagen schutzlos schädigenden Umwelteinflüssen ausgesetzt.
Biochemische Analysen zeigten: In den Zellen, die einen hohen Anteil an Zucker im Nährmedium hatten, haben die Wissenschaftler eine Anhäufung von Pyruvat entdeckt. Dieses Molekül entsteht im Zuge der Glykolyse und wird eigentlich weiterverarbeitet, bis energiereiches Adenosintriphosphat (ATP) am Ende der Zuckerverwertung herauskommt.
Im Dickdarmmodell mit der zuckerhaltigen Lösung fehlte jedoch der Sauerstoff, wodurch die Zellatmung sehr reduziert stattfand. Durch das fehlende ATP konnten die Stammzellen nicht heranreifen, die Schleimhaut wurde nicht erneuert.
Mausexperiment bestätigt Verdacht
Im nächsten Schritt wurden Mäusen durch Dextran-Natriumsulfat schwere Schädigungen der Darmmukosa zugeführt. Die Versuchstiere, die vor der Exposition mit Dextran-Natriumsulfat mit zuckerhaltiger Trinklösung gefüttert wurden, konnten sich von der schweren Entzündung nicht erholen und starben innerhalb von neun Tagen. Die Kontrollgruppe mit ungesüßtem Wasser erholte sich von der Schleimhautschädigung vollständig nach ungefähr 14 Tagen.
Die Forschungsgruppe konkludierte, dass Haushaltszucker die regenerative Fähigkeit der Darmschleimhaut stört. Kommen dann schädliche Umwelteinflüsse hinzu, im Versuch das Natriumsalz von Dextransulfat, könnte das eine chronische Colitis begünstigen.
Weitere Versuche in Tieren und Studien in Menschen müssen nun klären, inwieweit und ob der beschriebene Pathomechanismus für die Praxis Betroffener relevant ist.