In Fachkreisen wird die Alzheimer-Krankheit gelegentlich als „Diabetes Typ 3“ bezeichnet. Was aber hat die Zuckerkrankheit mit unserem vergesslichen Gehirn zu tun? Dieser Artikel beleuchtet den Zusammenhang zwischen Galaktose, Alzheimer und Diabetes, wobei auf wissenschaftliche Erkenntnisse und mögliche präventive Maßnahmen eingegangen wird.
Diabetes Typ 3: Alzheimer als Stoffwechselstörung
Die Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus) geht anfänglich mit anhaltend erhöhten Glukosekonzentrationen im Blut (erhöhter Blutzuckerspiegel) einher. Dies geschieht, weil das lebenswichtige Hormon Insulin, das für die Verwertung von Glukose im Körper entscheidend ist, nicht mehr effektiv wirken kann. Die sogenannte Insulinresistenz kann auch das Gehirn betreffen. Folglich kann es trotz hoher Glukosekonzentrationen im Blut zu einem Energie-Mangel im Zentralnervensystem kommen. Der resultierende Hungerzustand des Gehirns führt allmählich zum Erliegen seiner spezifischen Funktionen und zum Absterben von Gehirnzellen, was sich besonders auffällig an der Einschränkung des Gedächtnisses zeigt und der schleichende Beginn der Alzheimer-Krankheit ist.
Bereits Anfang der 1990er Jahre stellte der Heidelberger Neurowissenschaftler Siegfried Hoyer die These auf, dass Demenz eine Stoffwechselstörung sein könnte: ein Diabetes Typ 3. Werner Reutter, Experte für Zuckerbiochemie, und sein Team denken das auch. „Wir glauben, dass defekte Insulinrezeptoren im Gehirn die Ursache sind.“ Jüngste Studien, unter anderem vom US-Gerontologen Auriel Willette, stützen dies. Willette konnte an 186 (im Schnitt 60-jährigen) Probanden zeigen, dass - bevor die Plaque entsteht - eine Insulinresistenz der Gehirnzellen längst da ist. Diabetes, Demenz und gar Depression scheinen eines gemeinsam zu haben: defekte Insulinrezeptoren.
Insulinresistenz im Gehirn
Damit die Glukose im Gehirn wirken kann, braucht es an den Zellen biochemische „Antennen“, die sogenannten Insulinrezeptoren. Fehlen diese oder ist ihre Funktion geschwächt, so kann es trotz reichlicher Zufuhr von Glukose in unserem Zentralnervensystem zu einem Mangel kommen. Um eine solche Situation zu vermeiden, hat die Natur jedoch eine Hintertür offen gelassen: Galaktose, der Schwesterzucker der Glukose, kann im Gegensatz zur Glukose unabhängig vom Insulin in die Zellen gelangen.
Galaktose: Eine alternative Energiequelle für das Gehirn
Galaktose ist ein Kohlenhydrat und zwar ein Einfachzucker (Monosaccharid) - genau wie Glucose (Traubenzucker) oder Fructose (Fruchtzucker). Galactose kann auch mit „k“, also Galaktose geschrieben werden. In der Fachsprache wird die Schreibweise Galactose verwendet. Häufig liest man auch D-Galactose. Wird jedoch einfach nur Galactose gesagt oder geschrieben, ist damit immer die D-Galactose gemeint.
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Galaktose ist ein enger Verwandter des Traubenzuckers (Glukose). Er kann Studien zufolge zur Verbesserung der Gedächtnisleistung beitragen und gegen leichte Formen von Demenz helfen. Es gibt inzwischen viele Einzelberichte von Patienten über die positive Wirkung von Galaktose: Demnach scheint Galaktose oft hilfreicher, die Gedanken zu ordnen, als die zuvor vom Arzt verordneten Medikamente.
Wie Galaktose wirkt
Das Wirkprinzip von D-Galaktose ist leicht verständlich. Unser Gehirn ist für seine Arbeit auf Glukose angewiesen: Rund 150 Gramm davon benötigt es jeden Tag. Doch unter Umständen hat der Traubenzucker (Glukose), den wir mit der Nahrung zuführen, Schwierigkeiten, im Gehirn anzukommen. Dies kann etwa der Fall sein, wenn das für die Glukoseverwertung wichtige Insulin wegen einer Zuckerkrankheit (Diabetes) oder einer Vorstufe, der Insulinresistenz, nicht mehr wirkt.
Vor kurzem wurde in der Fachzeitschrift Neuropharmacology ein interessantes Experiment vorgestellt: Hier wurden die Insulinrezeptoren von Ratten gezielt durch die Gabe von Streptozotocin zerstört. In der Folge werden die Tiere unweigerlich dement, da hierdurch ein chronischer Zuckermangel im Gehirn auftritt. Die Tiere, die nach der Blockade der Insulinrezeptoren nur ihr normales Futter und Wasser angeboten bekamen, fanden deshalb ihre gewohnte Futterstelle nicht mehr von allein: Ihr Gedächtnis hatte empfindlich unter dem chronischen Glukosemangel gelitten. Im Experiment verloren die Ratten ihr Gedächtnis jedoch nicht, wenn sie anschließend mit dem Trinkwasser Galaktose bekamen. Die Zuführung von Galaktose wirkte sich also wohltuend auf das Lernen und das Gedächtnis der Tiere aus.
Diabetiker ebenso wie Menschen mit einer Insulinresistenz haben Probleme, die Glukose im Gehirn richtig zu verwerten. Trotz ihres hohen Blutzuckerspiegels haben sie einen Mangel an Glukose, was sich negativ auf das Gedächtnis auswirkt. Eine Studie, die im vergangenen Jahr in der Fachzeitschrift Neurology veröffentlicht wurde, zeigt, dass selbst bei Noch-Gesunden die Gedächtnisleistung umso schlechter ist, je höher die Langzeitwerte des Blutzuckers sind.
Galaktose im Körper
Galaktose kommt hauptsächlich im natürlichen Milchzucker vor, in der Laktose. Diese besteht aus zwei Bausteinen, nämlich einem Galaktose- und einem Glukosemolekül. Der Körper benötigt Galaktose für den Bau und die Funktion der Zellen, um die lebenswichtigen Hormone und Gerinnungsfaktoren im Blut herzustellen. Einmal in die Zelle gelangt, wird Galaktose in Glukose umgewandelt und sodann zur Energiegewinnung verbrannt oder als Baumaterial für Zellen verwendet. D-Galaktose ist für den menschlichen Organismus essentiell. Als Säugling erhalten wir sie über den Milchzucker der Muttermilch. Sie sichert die positive Entwicklung des jungen Menschen. D-Galaktose ist Teil der Substanz des Zellgerüsts, welches die Zellen stabil hält. D-Galaktose sichert das Erkennen von Signalen, die von außerhalb kommen, durch die Zelle. Dies ist eine Bedingung für die lebenswichtige Informationsübertragung von Zelle zu Zelle sowie von Zelle zu Organ. D-Galaktose leitet Signale der Körperelektrizität optimal weiter - insbesondere im Gehirn.
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Anwendung und Dosierung
D-Galaktose sollte 1,5 Stunden vor oder nach den Mahlzeiten eingenommen werden. Der Insulinspiegel befindet sich zu diesen Zeiten in einem Ruhezustand, was die Effektivität der Einnahme steigert. Die Tagesdosis beträgt 3-mal täglich 1 TL Galactose, was 9 bis 12 g entspricht. In Getränke gerührt (Wasser, Tee, Sojamilch) - die Löslichkeit ist in warmen Flüssigkeiten besser. Galactose ist nicht gut hitzeverträglich und sollte daher nicht zum Kochen und Backen verwendet werden. Galactose schmeckt nur schwach süß.
Galaktose für Sportler
Leistungssportler schätzen den Zucker, weil er insulinunabhängig in die Zellen geht und der übersäuerten Muskulatur schnell neue Energie liefert. Bei Überanstrengung entstehen Milchsäure und Ammoniak im Körper. Und Ammoniak blockiert den Insulinrezeptor.
Galaktose bei Sepsis
Ähnlich wie Ammoniak vergiften auch Endotoxine, die bei einer Blutvergiftung (Sepsis) entstehen, die Insulinrezeptoren. Erste Ergebnisse einer deutschen Pilot-Studie mit 70 Patienten belegen, dass Galaktose Sepsis sehr effektiv bekämpfen kann.
D-Tagatose: Eine weitere Zuckeralternative
Neben Galaktose könnte vielleicht auch ein weiterer Einfachzucker eine ernährungsmedizinische Möglichkeit sein, kognitive Leistungen durch Ausgleich des Energiebedarfs unter diesen Mangelbedingungen zu normalisieren: die D-Tagatose.
Wissenschaftliche Studien untersuchen seit langem die Wirkung von D-Tagatose bei Diabetes und liefern überzeugende Beweise für die blutzucker-senkende Wirkung dieses Zuckers. Eine randomisierte Studie aus dem Jahr 2014 untersuchte die Sicherheit von D-Tagatose und seine Wirkung auf die Menge des „verzuckerten“ Hämoglobins (HbA1c-Wert) und damit auf den Langzeitblutzuckerwert. Die Studie wurde an 161 Diabetes-Patienten über einen Zeitraum von 6 Monaten durchgeführt und kam zu dem Ergebnis, dass bereits eine Menge von 5 g Tagatose, dreimal täglich eingenommen, wirksam ist, um den HbA1c-Wert zu senken. Eine Menge von 7,5 g Tagatose, ebenfalls dreimal täglich eingenommen, zeigte einen deutlich stärkeren blutzuckersenkenden Effekt.
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In einer weiteren Studie wurden 480 Teilnehmer in zwei Gruppen aufgeteilt: 232 erhielten D-Tagatose in verschiedenen Dosierungen, 248 bildeten die Placebo-Gruppe. Die Studie lief über einen Zeitraum von 10 Monaten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Einnahme von D-Tagatose in einer Dosis von 15 g pro Tag den HbA1c-Wert signifikant senken konnte, wenn sie dreimal täglich unmittelbar vor den Mahlzeiten in 125-250 ml Wasser eingenommen wurde. Der Effekt war bereits nach 2 Monaten sichtbar. Die Autoren betonten auch, dass im Gegensatz zu vielen anderen Diabetesmedikamenten die Wirksamkeit von D-Tagatose mit der Dauer der Einnahme zunimmt.
Wie D-Tagatose wirkt
Es wird diskutiert, dass durch die Einnahme von D-Tagatose zunächst andere Zucker wie Glukose (Traubenzucker) langsamer vom Darm aufgenommen und ins Blut abgegeben werden, wodurch der Blutzuckerspiegel langsamer ansteigt. Eine andere Hypothese ist, dass D-Tagatose die Umwandlung von Glykogen (Speicherform von Glukose) in Glukose hemmt und die Umwandlung von Glukose in Glykogen fördert. Durch diese Mechanismen befindet sich weniger freie Glukose im Blut, der Blutzuckerspiegel bleibt niedrig, und es muss weniger Insulin ausgeschüttet werden. So würde einer möglichen Insulinresistenz vorgebeugt.
Vorteile von D-Tagatose
- Niedriger glykämischer Index: D-Tagatose hat einen niedrigen glykämischen Index, das heißt, sie lässt den Blutzuckerspiegel langsamer ansteigen als herkömmlicher Zucker.
- Kalorienreduzierung: D-Tagatose hat einen etwa 30 Prozent geringeren Kaloriengehalt im Vergleich zu Haushaltszucker und andere Zuckerarten.
- Zahngesundheit: Im Gegensatz zu Zucker können die Bakterien in unserem Mund D-Tagatose nicht verstoffwechseln. Dadurch wird weniger Karies verursacht. Eine Studie aus dem Jahr 2002 zeigt sogar, dass D-Tagatose Zahnbelag entfernen kann und die Bildung neuer Beläge verhindert.
- Geschmack und Textur: D-Tagatose hat einen ähnlichen Geschmack und eine ähnliche Textur wie Zucker, ohne den bekannten Nachgeschmack einiger anderer Zuckerersatzstoffe.
Advanced Glycation Endproducts (AGEs)
Als Glykierung bezeichnet man die irreversible Reaktion von Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren mit Kohlenhydraten. Glykierte Reaktionsprodukte werden als Advanced Glycation Endproducts (AGEs) bezeichnet. Im Wesentlichen sind es Fruktose, Galaktose, aber auch Glukose, die unkontrolliert mit körpereigenen Strukturen reagieren. Enzyme sind dabei nicht beteiligt, im Gegensatz zur Glykosilierung.
Es muss zwischen endogen gebildeten AGEs und exogen aufgenommenen AGEs unterschieden werden. Durch endogene Bildung entstehen höhere Konzentrationen an AGEs im Serum, bedingt vor allem durch ein erhöhtes Angebot an Blutzucker. Die Lebensmittel, die den Blutzucker am stärksten erhöhen, zeigen auch die stärkste AGE-Bildung (transiente Hyperglykämien). Zum Beispiel wirkt Fruktose stärker AGE-bildend als Glukose. Auch Getreide, insbesondere Weizen, ist als starker AGE-Bildner bekannt. Das Amylopectin A des Weizens wird durch die Amylase am schnellsten „verdaut“, was zu einem raschen Anstieg der Blutglukose führt. Unabhängig vom Angebot an glykierenden Zuckermolekülen wird die endogene AGE-Formation durch oxidativen Stress und chronische Entzündung deutlich gefördert.
AGEs können aber nicht nur endogen im Organismus entstehen, sondern auch schon über die Nahrung aufgenommen werden. Der AGE-Gehalt von Lebensmitteln ist sehr unterschiedlich. Fleisch, Wurst, Schinken aber auch Käse enthalten viel AGEs. Vor allem Grillen, Braten und Frittieren sowie langes Kochen können den AGE-Gehalt um ein Vielfaches erhöhen. Allgemein sind die Lebensmittel AGE-reicher, die viele gesättigte Fettsäuren enthalten.
Auswirkungen von AGEs
Die AGE sind an der Entwicklung verschiedener chronischer Entzündungserkrankungen beteiligt, z. B. Diabetes mellitus Typ II, Gefäß- und Herz-Kreislauferkrankungen, Osteoporose und Arthritis. Als ursächlich wird angesehen, dass die Glykierung einerseits die Funktionalität wichtiger Regulationsenzyme und Membransysteme stört, andererseits die AGEs selbst auch wichtige Stoffwechselprozesse beeinflussen. Durch Bindung an den AGE-Rezeptor (RAGE) auf Entzündungszellen induzieren sie NFkB und damit systemische Entzündung und oxidativen Stress.
In Folge der Glykierung von Myelin der Neuronen werden Neuropathien gefördert, z. B. bei Diabetes mellitus, aber auch beim Morbus Alzheimer. Nahrungsmittel und Getränke, die hohe AGE-Konzentrationen enthalten, können auch akut die Blutgefäßfunktion beeinträchtigen, wobei hier der langfristig schädigende Effekt im Vordergrund steht.
Senkung der AGE-Spiegel
Eine Senkung der AGE-Spiegel im Blut ist über alle Maß- nahmen möglich, welche einerseits die Hyperglykämie senken sowie andererseits den oxidativen Stress und die chronische Entzündung reduzieren. Zielführend ist in jedem Fall eine Umstellung der Ernährung. Neben Fleisch, Wurst, Schinken und Käse sowie allen Nahrungsmitteln mit hohem glykämischen Index wird auch dem Weizen und anderen Getreiden eine hohe Bedeutung beigemessen, da die Aufnahme von Getreideprodukten (auch Vollkornprodukten) den Blutzuckerspiegel deutlich ansteigen lassen.
Zucker und Gesundheit: Ein differenzierter Blick
Zu viel Zucker ist ungesund, denn er gilt als wesentlicher Risikofaktor für Übergewicht, Typ-2-Diabetes, Karies, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und möglicherweise auch für bestimmte Krebsarten. Aus diesem Grund empfiehlt die Weltgesundheitsorganisation (WHO) eine Steuer auf zuckerhaltige Getränke.
Es ist wichtig zu beachten, dass hinter dem Begriff Zucker nicht nur ein einziges Molekül steckt, sondern verschiedene Stoffgruppen. Zucker setzen sich immer aus Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) im Verhältnis 1:2:1 zusammen. Alle Zucker werden unter dem Begriff Kohlenhydrate zusammengefasst.
Zuckerarten
- Einfachzucker (Monosaccharide): Sie bestehen aus einem einzigen Zuckerbaustein und sind sehr süß.
- Zweifachzucker (Disaccharide): Sie bestehen aus zwei Zuckermolekülen und sind schon etwas weniger süß.
- Mehrfachzucker (Oligo- und Polysaccharide): Sie bestehen aus langen Ketten von Zuckerbausteinen und haben keine eigene Süßkraft mehr. Zu den Mehrfachzuckern gehören Stärke, Glykogen oder Ballaststoffe. Im Körper werden sie in Einzelzucker aufgespalten.