Einführung
Die moderne Ernährung ist oft reich an hochverarbeiteten Lebensmitteln und Süßwaren, die nicht nur dem Darm, dem Stoffwechsel und dem Körpergewicht schaden, sondern auch erhebliche Auswirkungen auf das Gehirn haben können. Studien zeigen, dass bereits wenige Tage mit einem hohen Konsum von zucker- und fettreichen Snacks ausreichen, um das Gehirn und die Leber zu schädigen. Diese Effekte sind teilweise sogar noch eine Woche später nachweisbar. Dieser Artikel beleuchtet die komplexen Mechanismen, durch die Süßigkeiten und zuckerreiche Ernährung unser Gehirn beeinflussen, und vergleicht die Ergebnisse verschiedener Forschungsarbeiten.
Kurzfristige Auswirkungen: Insulinsensitivität und Leberfett
Eine Studie aus Tübingen untersuchte die Auswirkungen von nur fünf Tagen mit Chips und Schokolade auf junge, gesunde Männer. Die Teilnehmer erhielten zusätzlich zu ihren gewohnten Mahlzeiten täglich 1.500 Kilokalorien in Form von hochverarbeiteten Snacks und Süßwaren, was etwa einer Tüte Chips und eineinhalb Schokoriegeln entspricht.
Fettgehalt der Leber stieg an
Zu Beginn und nach den fünf Tagen wurde ein oraler Glukosebelastungstest durchgeführt, um die Insulinsensitivität zu testen. Mithilfe von Magnetresonanztomografie (MRT) wurden zusätzlich das Körperfett und die Reaktion des Gehirns auf ein Insulinspray gemessen.
Die Ergebnisse zeigten, dass sich der Stoffwechsel durch die fünf Tage nicht wesentlich verändert hatte. Die Männer hatten im Schnitt um ein Pfund zugenommen, und der Körperfettgehalt hatte nur geringfügig zugenommen. Allerdings reagierte die Leber sofort: Ihr Fettgehalt stieg von durchschnittlich 1,55 auf 2,54 Prozent. Obwohl diese Werte noch weit von einer Fettleber entfernt sind, ist die zusätzliche Einlagerung von Fett nach so kurzer Zeit bemerkenswert.
Insulinsensitivität des Gehirns sank
Besonders erstaunlich waren die Auswirkungen von Insulin, das in Form eines Nasensprays verabreicht wurde. Die MRT-Messungen zeigten, dass die ungesunde Ernährung die Durchblutung in verschiedenen Hirnregionen verminderte und damit die Insulinsensitivität im Gehirn senkte. Dies deutet darauf hin, dass die Wirkung von Insulin auf das Gehirn ähnlich wie bei übergewichtigen Menschen nachlässt.
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Effekte teilweise auch noch eine Woche später nachweisbar
Diese Ergebnisse zeigen, dass eine Insulinresistenz bereits nach fünf Tagen ungesunder Ernährung einsetzen kann. Diese Veränderungen waren teilweise auch noch eine Woche später nachweisbar. „Ich hätte nicht erwartet, dass der Effekt bei gesunden Menschen so deutlich ist“, kommentierte die Neurowissenschaftlerin Prof. Dr. Stephanie Kullmann. Insulin ist dafür verantwortlich, im Gehirn den Appetit zu steuern. Insulinresistenz steht mit einem fehlenden Sättigungsgefühl in Verbindung.
Langfristige Auswirkungen: Dopaminerges System und neuronale Veränderungen
Das Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln hat erforscht, warum es uns so schwerfällt, Süßem zu widerstehen. Die Messungen zeigten, dass der fett- und zuckerreiche Pudding das sogenannte dopaminerge System der Probanden besonders stark aktivierte.
Neuverdrahtung des Gehirns
„Unsere Messungen der Gehirnaktivitäten haben gezeigt, dass sich das Gehirn durch den Konsum von Pommes und Co. neu verdrahtet. Es lernt unterbewusst, belohnendes Essen zu bevorzugen“, sagte Studienleiter Marc Tittgemeyer. Diese neu geknüpften Verbindungen würden sich laut dem Forscherteam auch nicht so schnell auflösen, und so wird davon ausgegangen, dass die erlernte Vorliebe auch nach der Studie noch anhalten wird.
Studie gibt nur erste Hinweise
Es ist wichtig zu beachten, dass die Studie aufgrund der recht kleinen Probandenzahl (57) nur erste Hinweise, aber keine Gewissheiten liefert. Bei unter- oder übergewichtigen Menschen könnte das Ergebnis zudem anders ausfallen. Gleiches gelte für andere Snackarten und eine andere Testdauer.
Der Einfluss von Zucker auf das Belohnungssystem
Der Verzehr von zuckerhaltigen Lebensmitteln aktiviert unser dopaminerges System, das im Gehirn für Motivation und Belohnung zuständig ist. Dies führt zur Ausschüttung von Dopamin, einem Neurotransmitter, der uns ein gutes Gefühl gibt. Wenn wir Zucker zu uns nehmen, steigt der Dopaminspiegel vorübergehend an. Das freigesetzte Dopamin verstärkt das Verhalten, das zu dieser Belohnung geführt hat, wie zum Beispiel Essen. Außerdem beeinflusst Dopamin, wie sehr wir uns anstrengen, um eine Belohnung zu erhalten.
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Unmittelbare Dopaminausschüttung nach Zuckerverzehr
Eine Studie des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung hat gezeigt, dass unmittelbar nach dem Verzehr von zuckerreichen Lebensmitteln Dopamin ausgeschüttet wird, noch bevor die Nahrung den Magen erreicht. Je nach individuellem Verlangen wird sogar zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedlich viel Dopamin ausgeschüttet. Die Gehirne der Probanden mit einem stärkeren Verlangen nach der zuckerreichen Nahrung schütteten direkt nach dem Verzehr eine größere Menge an Dopamin aus, jedoch wieder weniger, wenn die Nahrung den Magen erreicht hatte.
Langanhaltende Veränderungen im Gehirn
Ein ständiger Zuckerkonsum kann dazu führen, dass wir immer mehr Zucker essen wollen. Eine Studie der Forschungsgruppe Tittgemeyer zeigte, dass Probanden, die über acht Wochen lang täglich einen zucker- und fettreichen Pudding aßen, stärker auf zuckerreiche Nahrung reagierten als diejenigen, die einen Pudding mit der gleichen Kalorienzahl, aber deutlich weniger Fett und Zucker verzehrten. Die Forschenden maßen die Aktivität bestimmter Hirnregionen und fanden heraus, dass das dopaminerge System besonders stark bei den Probanden aktiviert wurde, die den fett- und zuckerreicheren Pudding aßen. Der erhöhte Zuckerkonsum veränderte die neuronalen Schaltkreise so, dass zuckerreiche Nahrung bei den Probanden eine stärkere belohnende Wirkung hatte und sie nach dem Experiment zucker- und fettreiche Lebensmittel positiver bewerteten.
Zucker und Demenz: Eine indirekte Verbindung
Neben den direkten Auswirkungen auf das Belohnungssystem gibt es auch indirekte hirnschädigende Wirkungen von zu hohem Zuckerkonsum, insbesondere über die Entwicklung eines Diabetes mellitus. Seit den 90er Jahren ist bekannt, dass Menschen mit Typ-2-Diabetes ein deutlich erhöhtes Demenzrisiko aufweisen. Man nimmt an, dass der Glukose-Stoffwechsel auch in den Neuronen gestört sein und so zur Entstehung der Alzheimer-Erkrankung beitragen könnte.
Schädigung der Hirngefäße
Hohe Blutzuckerspiegel schädigen die Hirngefäße und führen zu Ablagerungen an den Gefäßwänden. Dies kann zu verschiedenen Einschränkungen führen - je nachdem, welcher Teil des Gehirns unterversorgt ist - und am Ende sogar eine gefäßbedingte (vaskuläre) Demenz nach sich ziehen. In Deutschland erkranken jährlich etwa 250.000 Menschen an einer Demenz, davon 15 bis 25 Prozent an einer gefäßbedingten Demenz.
Beeinträchtigung der neuronalen Plastizität
Komplexe Zuckermoleküle im Gehirn, sogenannte Glykosaminoglykane, können auch direkt die Kognition einschränken. Sie beeinträchtigen die Funktion der Synapsen, den Schaltstellen zwischen den Nervenzellen, und somit die neuronale Plastizität. Bereits vor 20 Jahren hatte eine Studie darauf hingedeutet, dass eine fett- und zuckerreiche Kost die neuronale Plastizität stört und langfristig auch die Funktion unseres Gedächtnisareals im Gehirn, den Hippocampus, beeinträchtigt.
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Praktische Implikationen und Empfehlungen
Angesichts der vielfältigen negativen Auswirkungen von Zucker auf das Gehirn ist ein bewusster und möglichst geringer Zuckerkonsum ratsam. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V. (DGE) spricht sich dafür aus, dass maximal zehn Prozent der Energie aus Zucker stammen sollte. Bei einem durchschnittlichen Kalorienbedarf pro Tag von 2.000 Kilokalorien sind das 50 Gramm pro Tag, also 18 kg im Jahr.
Strategien zur Reduzierung des Zuckerkonsums
- Bewusstsein schaffen: Achten Sie auf versteckten Zucker in Lebensmitteln wie Joghurts, Tomatenketchup und Fertiggerichten.
- Alternativen suchen: Ersetzen Sie zuckerhaltige Getränke durch Wasser oder ungesüßten Tee.
- Selbstkontrolle üben: Vermeiden Sie es, große Mengen an Süßigkeiten im Haus zu haben.
- Gesunde Alternativen wählen: Greifen Sie zu Obst oder Nüssen, wenn Sie ein Verlangen nach Süßem verspüren.
- Ernährung umstellen: Integrieren Sie mehr Vollwertkost, Gemüse und mageres Eiweiß in Ihre Ernährung.
Politische Maßnahmen
Die Deutsche Hirnstiftung und die Deutsche Gesellschaft für Neurologie (DGN) unterstützen die politische Forderung, eine Steuer auf besonders zuckerhaltige Getränke zu erheben, um den Zuckerkonsum in der Bevölkerung zu reduzieren.
Schokolade und das Gehirn: Eine differenzierte Betrachtung
Eine Studie der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) untersuchte, wie das menschliche Gehirn auf unterschiedliche Schokoladensorten reagiert. Dabei kam die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) zum Einsatz, ein bildgebendes Verfahren, das den Sauerstoffgehalt des Blutes im Gehirn misst und somit Rückschlüsse auf neuronale Aktivität erlaubt.
Neuronale Aktivitätsmuster bei der Wahrnehmung süßer und bitterer Geschmäcker
Im sensorisch ausgestatteten Labor der HAW Hamburg verkosteten 31 Testpersonen unter kontrollierten Bedingungen fünf verschiedene Proben: Wasser (als Kontrollprobe), eine süße (Zuckerlösung), eine bittere (Koffeinlösung), Vollmilchschokolade und Bitterschokolade mit 85 Prozent Kakao. Währenddessen zeichnete die fNIRS-Technologie die neuronalen Reaktionen im Stirnlappen (präfrontaler Cortex) auf - dem Sitz von Entscheidungen und Emotionen.
Ergebnisse der Studie
Die Ergebnisse waren aufschlussreich: Fast die Hälfte erkannte die süße Lösung, nur etwa ein Drittel die bittere - ein Hinweis auf individuelle Unterschiede in der Geschmackssensibilität. Die süße Lösung führte eher zu einer verminderten neuronalen Aktivität, während die bittere Lösung vermehrte Aktivität auslöste - ein Befund, der frühere Studien bestätigt. Besonders spannend: Menschen, die süß oder bitter klar erkennen konnten, zeigten bei entsprechender Schokolade (zum Beispiel Vollmilch vs. Bitter) stärkere neuronale Reaktionen. Bei den „Liebhabern“ (Likers) der jeweiligen Schokolade zeigten sich im Vergleich zu den „Ablehnern“ (Dislikers) signifikant andere Aktivitätsmuster in bestimmten Hirnregionen - allerdings nicht durchgängig konsistent.
Implikationen für Verbraucher und Politik
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Geschmackswahrnehmung nicht nur subjektiv ist, sondern auch im Gehirn sichtbar wird“, so Prof. Meyerding. Für die Politik und Gesundheitskommunikation ergeben sich Chancen, Ernährungskampagnen besser zu gestalten - etwa indem man erkennt, welche Geschmacksprofile besonders aktivieren oder abschrecken. Und für Konsumenten wird deutlich: Geschmack ist nicht nur eine Frage des Gaumens - auch unser Gehirn entscheidet mit.