Schokoriegel, Chips und Pommes frites üben eine unwiderstehliche Anziehungskraft auf uns aus. Doch warum fällt es uns so schwer, diese ungesunden Versuchungen im Supermarktregal einfach zu ignorieren? Die Antwort liegt in einer komplexen Wechselwirkung zwischen Zucker, Insulin und Dopamin, die unser Gehirn beeinflusst und unser Essverhalten steuert.
Die Neuverdrahtung des Gehirns durch Zucker und Fett
Forschende des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung in Köln haben in Zusammenarbeit mit der Yale University herausgefunden, dass der regelmäßige Konsum von Lebensmitteln mit hohem Fett- und Zuckergehalt tiefgreifende Veränderungen in unserem Gehirn bewirkt. Bereits kleine Mengen dieser Nahrungsmittel reichen aus, um das Gehirn darauf zu trainieren, genau diese Art von Lebensmitteln weiterhin zu begehren.
Um diese These zu überprüfen, führten die Forschenden eine Studie durch, in der eine Gruppe von Probanden über acht Wochen täglich zusätzlich zu ihrer normalen Ernährung einen kleinen Pudding mit hohem Fett- und Zuckergehalt erhielt. Eine Kontrollgruppe erhielt einen Pudding mit der gleichen Kalorienanzahl, aber weniger Fett.
Das Ergebnis war eindeutig: Die Gehirnaktivität der Probanden, die den zucker- und fetthaltigen Pudding konsumierten, zeigte nach acht Wochen eine stark erhöhte Reaktion auf fett- und zuckerreiche Nahrung. Insbesondere das dopaminerge System, die Region im Gehirn, die für Motivation und Belohnung zuständig ist, wurde verstärkt aktiviert.
„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", so die Forschenden. Interessanterweise nahmen die Probanden während des Studienzeitraums nicht mehr an Gewicht zu als die Probanden der Kontrollgruppe, und auch ihre Blutwerte, wie Blutzucker oder Cholesterin, veränderten sich nicht. Die Forschenden gehen jedoch davon aus, dass die Vorliebe für zuckrige Nahrungsmittel auch nach Ende der Studie andauern wird, da im Gehirn neue Verbindungen geknüpft werden, die sich nicht so schnell wieder auflösen.
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Die Schattenseiten des Zuckerkonsums: Von Adipositas bis Demenz
Ein übermäßiger Zuckerkonsum ist nicht nur ein Risikofaktor für Adipositas und Diabetes, sondern kann auch die Entstehung von Hirnerkrankungen wie Demenz begünstigen. Zucker ist zwar ein wichtiger Energieträger für das Gehirn, doch die Dosis macht das Gift. Ein hoher Blutzuckergehalt kann Nervenzellen schädigen und die Blutgefäße verändern, die das Gehirn mit Blut versorgen.
Die Verengung dieser Gefäße kann langfristig zu einer Unterversorgung einzelner Hirnareale führen und das Risiko für Demenz, Alzheimer und Schlaganfälle erhöhen. Auch indirekte Folgen, die durch eine Diabetes-Erkrankung entstehen, können das Demenzrisiko steigern, da der Glukosestoffwechsel in den Nervenzellen gestört wird und Insulin eine Rolle bei der Entstehung der Alzheimer-Plaques im Gehirn spielt.
Trotz dieser Risiken ist der Zuckerkonsum in Deutschland weiterhin hoch. Mit durchschnittlich 33 Kilogramm pro Jahr liegt er fast doppelt so hoch wie die Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Ernährung e.V. (DGE), die lediglich zehn Prozent der Energiezufuhr mit Zucker gedeckt sehen möchte, was etwa 18 Kilogramm pro Jahr entspricht.
Dopamin: Das Glückshormon im Teufelskreis der Zuckersucht
Der Konsum von Zucker führt im Gehirn zur Ausschüttung des Glückshormons Dopamin, was ein Gefühl von Belohnung und Wohlbefinden auslöst. Dieser Mechanismus kann jedoch zu einem Teufelskreis führen, da bereits kleine Dosen Zucker ein erhöhtes Verlangen nach mehr auslösen können.
Auch der Ersatz von Zucker durch Süßungsmittel ist laut Experten nicht unproblematisch, da neue Studien darauf hindeuten, dass der Konsum von Süßungsmitteln die Zahl an Gefäßerkrankungen erhöhen kann.
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Experimente mit Ratten haben gezeigt, dass die Reaktion des Gehirns auf Insulin, das ebenfalls eine Rolle bei der Dopamin-Ausschüttung spielt, vom Ernährungsverhalten abhängt. Tiere, die kalorienarm ernährt wurden, reagierten viel empfindlicher auf einen Anstieg des Botenstoffs als Ratten mit normaler Ernährung. Zudem suchten die Tiere scheinbar bewusst nach diesem Dopamin-Kick, was durch einen Test verdeutlicht wurde, bei dem sie sich wiederholt für eine Prozedur entscheiden mussten, die jeweils mit einem Belohnungsgetränk sowie einer Injektion verbunden war.
Insulin als Schlüsselspieler im Belohnungssystem des Gehirns
Forschende des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) in Tübingen haben herausgefunden, dass das Hormon Insulin im Gehirn des Menschen auch auf den wichtigsten Botenstoff für das Belohnungssystem, Dopamin, wirkt. Insulin senkt den Dopamin-Spiegel in einer spezifischen Region des Gehirns (Striatum), die unter anderem Belohnungsprozesse und kognitive Funktionen reguliert. Dieses Zusammenspiel kann ein wichtiger Treiber für die vom Gehirn abgeleitete Kontrolle über den Glukosestoffwechsel und das Essverhalten sein.
In einer Studie erhielten gesunde normalgewichtige Männer über ein Nasenspray Insulin oder ein Placebo. Die Auswertung der Untersuchung zeigte, dass das intranasal verabreichte Insulin den Dopamin-Spiegel senkte und zu Veränderungen in der Netzwerkstruktur des Gehirns führte.
„Die Studie liefert einen direkten Nachweis dafür, wie und wo im Gehirn Signale, die nach dem Essen ausgelöst werden - wie die Insulin-Ausschüttung und das Belohnungssystem, - interagieren“, fasst Prof. Martin Heni, Letztautor der Studie, die Ergebnisse zusammen. „Wir konnten zeigen, dass Insulin in der Lage ist, den Dopamin-Spiegel im Striatum bei normalgewichtigen Menschen zu senken. Die insulinabhängige Veränderung des Dopamin-Spiegels war auch mit funktionellen Konnektivitätsänderungen in großen Gehirnnetzwerken verbunden. Veränderungen in diesem System können ein wichtiger Treiber für Fettleibigkeit und damit verbundene Krankheiten sein.“
Insulin im Mittelhirn: Ein weiterer Regelkreis für das Essverhalten
Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für neurologische Forschung in Köln und des Exzellenzclusters CECAD der Universität zu Köln haben an Mäusen herausgefunden, dass Insulin nicht nur im Hypothalamus als Signalgeber des Energiestoffwechsels wirksam ist, sondern auch in Dopamin-produzierenden Zellen des Mittelhirns. Ein Ausschalten der Insulin-Rezeptoren in diesen Nervenzellen führt zu Gefräßigkeit und Übergewicht.
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Die Kölner Wissenschaftler haben damit einen weiteren Insulin-abhängigen Regelkreis im Gehirn gefunden, der dem im Hypothalamus übergeordnet ist. Dabei ist außerdem ein Zusammenhang zum „Belohnungssystem“ hergestellt worden, da die untersuchten Nervenzellen Dopamin enthalten, einen Neurotransmitter, der als „Glückshormon“ bekannt ist und beim Suchtverhalten eine Rolle spielt.
Für ihre Studie haben die Kölner Forscher sich die Methode der Knock-out-Mäuse zunutze gemacht. Um die Rolle von Insulin im lebenden Tier herauszufinden, wurden die Insulin-Rezeptoren in den Dopamin-produzierenden Nervenzellen des Mittelhirns gezielt ausgeschaltet. Das zentrale Resultat der Versuche: Die Knock-out-Mäuse wurden gefräßiger und nahmen stärker an Gewicht und Fettmasse zu als ihre nicht manipulierten Artgenossen mit intakten Insulin-Rezeptoren.
Strategien zur Überwindung der Zuckersucht
Um den Teufelskreis der Zuckersucht zu durchbrechen und die negativen Auswirkungen auf Gehirn und Körper zu minimieren, ist es wichtig, Strategien zur Reduzierung des Zuckerkonsums zu entwickeln.
Zucker als Droge: Die Dopamin-Falle
Zucker wirkt im Gehirn wie eine Droge, indem er die Ausschüttung von Dopamin stimuliert. Dieser Belohnungsmechanismus kann zu einer Sucht führen, die es erschwert, auf Zucker zu verzichten. Es ist wichtig, sich dieser Mechanismen bewusst zu sein und Strategien zu entwickeln, um dem Verlangen nach Zucker entgegenzuwirken.
Die negativen Auswirkungen von Zucker auf das Gehirn
Eine Ernährung, die viel Zucker enthält, kann die kognitiven Funktionen und das Erinnerungsvermögen beeinträchtigen. Zucker kann die Synapsen im Gehirn verlangsamen oder blockieren und das Gehirn resistent für das Hormon Insulin machen, das für die Verarbeitung von Erinnerungen im Hippocampus benötigt wird. Langfristig erhöhter Zuckerkonsum kann sogar das Risiko für Alzheimer erhöhen.
Der Insulinspiegel: Vom Hoch zum Tief
Der Verzehr von zuckerhaltigen Lebensmitteln führt zu einem schnellen Anstieg des Blutzuckerspiegels und einer erhöhten Dopaminausschüttung, was zunächst ein Hochgefühl und einen Energieschub verursacht. Da der Körper jedoch oft mehr Insulin ausschüttet als benötigt, folgt nach dem Zuckerhoch ein Leistungstief, das zu Müdigkeit, Unkonzentriertheit und Reizbarkeit führen kann.
Alternativen zu Zucker für mehr mentale Leistungsfähigkeit
Um den Blutzuckerspiegel stabil zu halten und die mentale Leistungsfähigkeit zu verbessern, ist es ratsam, auf protein- und ballaststoffreiche Lebensmittel zurückzugreifen, die sich auch als Snack in der Mittagspause eignen. Auch Salat oder Apfel sind eine gesunde Alternative zu Keksen. Bei der Wahl der Lebensmittel sollten Sie sich ausschließlich auf Kohlenhydrate aus Vollkornprodukte oder Hülsenfrüchte sowie fettigen Fisch zurückgreifen.
Wer gänzlich auf Kohlenhydrate verzichten möchte, kann eine ketogene Ernährung in Betracht ziehen, bei der in der Leber Ketonkörper gebildet werden, die eine ideale Energiequelle für das Gehirn sind. Zu den wichtigsten Nährstoffen, um das Gedächtnis zu steigern, zählen alle Lebensmittel der Kategorie BRAINFOOD, die viel Vitamin E und Omega-3-Fettsäuren enthalten, wie beispielsweise Nüsse, Oliven, Fisch und Avocados.
Die Rolle des Insulinspiegels im Körper
Insulin ist ein Hormon, das in der Bauchspeicheldrüse gebildet wird und eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Blutzuckerspiegels spielt. Es sorgt dafür, dass Glukose aus dem Blut in die Zellen transportiert wird, wo sie zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Störungen in diesem System können zu Übergewicht und zu Diabetes mellitus führen.
Insulin wirkt nicht nur auf Muskel- und Fettgewebe, sondern auch auf das Gehirn. In den Gehirnzellen regt Insulin die Bildung von Neurobotenstoffen an, die unter anderem wichtig für Gedächtnis, Entspannung und Gehirnaktivität sind. Außerdem scheint Insulin den Dopaminspiegel im Gehirn zu senken, der unter anderem für Belohnungsprozesse und kognitive Funktionen verantwortlich ist.
Insulinresistenz: Ein Teufelskreis aus erhöhtem Insulin und Blutzucker
Eine Insulinresistenz liegt vor, wenn der Körper zwar ausreichend Insulin produziert, dessen Wirkung jedoch vermindert ist. Die Zellen nehmen weniger Glukose auf, der Blutzucker bleibt hoch. Der Körper reagiert auf die Insulinresistenz, indem er versucht, die Resistenz mit einer gesteigerten Insulinausschüttung auszugleichen.
Ein ungesunder Lebensstil sowie Übergewicht und eine genetische Veranlagung erhöhen das Risiko, eine Insulinresistenz zu entwickeln. Diese steht im Verdacht, in direktem Zusammenhang mit der Entstehung von Krebserkrankungen im Magen-Darm-Trakt und Gebärmutterkrebs zu stehen. Insulin regt die Zellteilung an - und kann somit auch das Wachstum von Krebszellen begünstigen.
Ernährung und Bewegung bei Typ-2-Diabetes
Auch wenn die Diagnose Typ-2-Diabetes vorliegt, können Betroffene durch Anpassung ihres Lebensstils ihren Blutzuckerwert senken und dadurch im besten Fall sogar ohne Medikamente auskommen. Hierfür ist es in erster Linie wichtig, sich mit den Inhaltsstoffen von Lebensmitteln auseinanderzusetzen - vor allem mit den enthaltenen Kohlenhydraten. Stattdessen ist es ratsam, auf ballaststoffreiche Lebensmittel zu setzen wie Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte, Gemüse und Obst. Die Kombination mit pflanzlichen Fetten und Eiweiß bewirkt zudem, dass der Blutzucker nur langsam ansteigt und weniger hohe Werte erreicht.
Auch regelmäßige Bewegung kann dabei unterstützen, den Blutzuckerspiegel zu senken. Das liegt daran, dass die Körperzellen unter körperlicher Belastung für kurze Zeit wieder besser auf Insulin ansprechen und somit mehr Zucker aus dem Blut aufnehmen können.
Die Rolle des Darmmikrobioms bei der Zuckersucht
Bestimmte Darmbakterien lieben Zucker und sorgen dafür, dass wir Heißhunger auf Süßes haben. Sie senden Signale an unser Gehirn, um mehr Nachschub zu fordern. Wissenschaftler haben entdeckt, dass spezielle Rezeptoren in den Zellen der Darmschleimhaut, die sogenannten Ffar4-Rezeptoren, eine Verbindung zu unserer Vorliebe für Zucker haben. Bei Mäusen und Menschen mit Diabetes ist die Anzahl dieser Rezeptoren im Darm geringer, was zu höherem Blutzucker und mehr Verlangen nach Zucker führt. Das Bakterium Bacteroides vulgatus produziert Pantothensäure (Vitamin B5), die den Zuckerhunger reduziert, besonders bei Mäusen, denen der Ffar4-Rezeptor fehlt.