IV.21.

21. Künstliche Süßstoffe

Künstliche Süßstoffe sparen Kalorien, doch bei manchen Menschen formen sie die Darmbakterien um und verschlechtern die Blutzuckerverarbeitung – der Preis ist also nicht immer null.

Die süße Illusion – was null Kalorien Ihren Darm kosten können

Künstliche Süßstoffe sparen vielleicht Kalorien, aber sie haben einen mikrobiellen Preis.

Anekdote

1879 arbeitete ein Chemiker namens Constantin Fahlberg spät in seinem Labor an der Johns Hopkins University, als ihm beim Abendessen – ohne sich die Hände gewaschen zu haben – auffiel, dass alles, was er berührte, außerordentlich süß schmeckte. Er verfolgte die Quelle zurück an seinen Labortisch und identifizierte eine Verbindung, die er während eines Experiments mit Steinkohlenteerderivaten versehentlich verschüttet hatte. Er nannte sie Saccharin. Sie war drei- bis fünfhundertmal süßer als Zucker, hatte keinen Brennwert und passierte den Körper unverändert. Über ein Jahrhundert lang galt gerade diese letzte Eigenschaft als ihr entscheidender Vorteil: Weil sie nicht verstoffwechselt wurde, war sie inert. 2015 veröffentlichte ein Team um Eran Segal und Eran Elinav am Weizmann-Institut in Nature eine Arbeit, die zeigte, dass Saccharin, Sucralose und Aspartam die Zusammensetzung der Darmmikrobiota bei Mäusen verändern und bei einem Teil der menschlichen Versuchspersonen eine Glukoseintoleranz auslösen können – über mikrobielle Veränderungen, nicht über eine direkte Stoffwechselwirkung. Die Verbindung wurde tatsächlich nicht vom Wirt verstoffwechselt. Sie wurde von der Mikrobiota verstoffwechselt. Fahlbergs zufällige Entdeckung hatte 136 Jahre lang menschliche Därme passiert, bevor jemand auf die Frage kam, was unterwegs mit ihr geschieht.

Nach den Mausexperimenten von Suez aus dem Jahr 2015 blieb die zentrale Einschränkung der Süßstoffforschung jahrelang das Fehlen einer ausreichend großen randomisierten Studie am Menschen. Diese Lücke wurde 2022 weitgehend geschlossen, als Jotham Suez, Eran Elinav und Kollegen am Weizmann-Institut in Cell eine Studie mit 120 gesunden Erwachsenen veröffentlichten, die zuvor keine künstlichen Süßstoffe regelmäßig konsumiert hatten. Die Teilnehmenden wurden randomisiert einem von vier Süßstoffen – Saccharin, Sucralose, Aspartam oder Stevia – in Dosen unterhalb der duldbaren täglichen Aufnahmemenge oder einer von zwei Kontrollgruppen zugeteilt. Darmmikrobiota und Glukoseantworten wurden zu Studienbeginn, während der zweiwöchigen Intervention und nach einer Nachbeobachtungsphase gemessen. [162] Die Befunde bestätigten, dass die individuellen Reaktionen der Mikrobiota stark variierten – zufällig waren sie jedoch nicht. Saccharin und Sucralose erzeugten die deutlichsten Verschiebungen der Mikrobiota-Zusammensetzung und waren bei einem Teil der Teilnehmenden auch mit einer beeinträchtigten Glukosetoleranz assoziiert. Stevia und Aspartam zeigten geringere und weniger konsistente Mikrobiota-Effekte, doch Veränderungen waren weiterhin nachweisbar. Entscheidend war: Das Mikrobiota-Profil vor jeder Intervention sagte mit angemessener Genauigkeit voraus, welche Personen auf einen bestimmten Süßstoff mit einer Glukoseantwort reagieren würden. Die Mikrobiota reagierte nicht bloß auf Süßstoffe – sie war durch die vorherige Ernährungsgeschichte so vorkonfiguriert, dass sie bei verschiedenen Menschen unterschiedlich reagierte. [163] Ein wesentlicher methodischer Fortschritt dieser Studie war die personalisierte Mikrobiota-Profilierung zur Vorhersage der Wirtsendpunkte, womit das aus der Mausarbeit von 2015 hervorgegangene Konzept bestätigt wurde. Die Studie zeigte zudem, dass regulatorische Sicherheitsbewertungen auf Basis der klassischen Toxikologie – die Kanzerogenität, Organtoxizität und direkte Stoffwechselwirkungen prüfen – nicht darauf ausgelegt waren, mikrobiotavermittelte Effekte auf den Glukosestoffwechsel zu erfassen. Die Studie plädierte nicht für ein Verbot von Süßstoffen. Sie zeigte, dass deren Stoffwechselfolgen davon abhängen, wer sie konsumiert, und dass die Zusammensetzung der Darmmikrobiota eine relevante Größe ist, die die klinische Praxis in ihre Süßstoffempfehlungen noch nicht einbezogen hatte. [164]

Künstliche Süßstoffe werden häufig gewählt, um die Zuckerzufuhr zu senken und Kalorien zu steuern. Für viele Menschen ist das sinnvoll. Doch Nahrung liefert mehr als Energie. Auch die Darmmikrobiota reagiert auf Ernährungssignale, und einige künstliche Süßstoffe können mit diesem Ökosystem interagieren. Saccharin, Sucralose, Aspartam und Acesulfam-K sind weit verbreitet, und ihre Wirkungen auf die Mikrobiota wurden in Tierversuchen und kleinen Humanstudien untersucht [164].

Experimentelle Studien zeigen, dass bestimmte Süßstoffe, insbesondere Saccharin, Zusammensetzung und Stoffwechselaktivität der Mikrobiota verändern können. Bei manchen Personen waren diese Veränderungen mit einer verringerten Glukosetoleranz assoziiert. Andere Studien fanden jedoch wenig oder keinen Effekt, und viele Teilnehmende zeigen trotz Exposition eine stabile Mikrobiota. Die Reaktionen scheinen von der Ausgangsmikrobiota, der Ernährungsqualität und der Dosis abzuhängen, was die uneinheitlichen Ergebnisse zwischen den Studien erklärt [162] [164].

Künstliche Süßstoffe können auch den mikrobiellen Stoffwechsel beeinflussen und nicht bloß die Bakterienzahlen. In experimentellen Ansätzen wurden Veränderungen der Produktion kurzkettiger Fettsäuren oder der kohlenhydratverarbeitenden Stoffwechselwege beschrieben. Diese mikrobiellen Produkte helfen, Immunantworten, die Integrität der Darmbarriere und die Signalgebung zwischen Darm und Nervensystem zu regulieren. Die klinische Bedeutung dieser Verschiebungen wird noch geklärt [39].

Es ist wichtig, Toxikologie und Mikrobiotaforschung zu unterscheiden. Zugelassene Süßstoffe gelten bei den empfohlenen Aufnahmemengen als sicher. Die derzeitigen Bedenken betreffen langfristige metabolische und mikrobielle Wirkungen, die schwer zu untersuchen sind und sich zwischen Personen unterscheiden können. Große, gut kontrollierte Humanstudien sind weiterhin begrenzt.

Süßungsmittel natürlichen Ursprungs wie Steviaextrakte und Zuckeralkohole werden oft als neutral wahrgenommen. Die verfügbare Evidenz legt nahe, dass einige von ihnen in experimentellen Studien geringere Mikrobiota-Effekte haben als Saccharin, doch die Daten sind begrenzt und dosisabhängig. Zuckeralkohole können im Dickdarm fermentiert werden und bei empfindlichen Personen Blähungen verursachen, was mikrobielle Aktivität und nicht Toxizität widerspiegelt.

In der klinischen Praxis können künstliche Süßstoffe helfen, die Zuckerzufuhr zu senken, besonders im Diabetesmanagement. Probleme sind wahrscheinlicher, wenn sie häufig anstelle von Wasser oder unverarbeiteten Lebensmitteln konsumiert werden. Die Ernährungsqualität – Ballaststoffzufuhr, pflanzliche Vielfalt und der Verarbeitungsgrad insgesamt – beeinflusst die Zusammensetzung der Mikrobiota stärker und besser belegt als Süßstoffe allein.

Der gelegentliche Gebrauch künstlicher Süßstoffe schadet den meisten Menschen wahrscheinlich nicht. Dennoch ist es nicht für jeden neutral, sich täglich auf sie als Süßungsquelle zu stützen. Mäßigung und Ernährungsvielfalt bleiben der sicherste Weg und unterstützen sowohl die Stoffwechselgesundheit als auch die Stabilität des Darmökosystems.

Praktische Strategien für sicherere Süße

In der klinischen Beobachtung halten Menschen, die süßen Geschmack als gelegentlichen Bestandteil und nicht als tägliche Gewohnheit behandeln, tendenziell stabilere Essmuster und ein stabileres Mikrobiota-Gleichgewicht. Light-Getränke und "zuckerfreie" Snacks werden meist besser vertragen, wenn sie gelegentlich statt routinemäßig konsumiert werden.
Zu verstehen, wo Süßstoffe in der Ernährung auftauchen, deckt oft eine verborgene Exposition auf. Sie finden sich nicht nur in Light-Limonaden, sondern auch in Joghurts, Proteinpulvern, Kaugummi, Saucen und kalorienarmen Snacks, sodass die kumulative Zufuhr höher ausfallen kann als erwartet.
Unverarbeitete Lebensmittel mit natürlicher Süße – Obst, fermentierte Milchprodukte, Nüsse oder Gewürze wie Zimt – fügen sich leichter in eine mikrobiotafreundliche Ernährung ein. Sie liefern Ballaststoffe und Polyphenole, die nützliche Bakterien verstoffwechseln können.
Getränke gewohnheitsmäßig zu süßen, kann die Vorliebe für intensive Süße aufrechterhalten. Wird die Süße schrittweise verringert, passt sich die Geschmackswahrnehmung häufig an, und der Rückgriff auf Zucker wie auf künstliche Süßstoffe nimmt in der Regel ab.
Wenn Süßstoffe medizinisch sinnvoll sind – etwa im Diabetesmanagement –, begrenzt der Gebrauch kleiner Mengen und der Wechsel zwischen Produkten tendenziell die dauerhafte Exposition gegenüber einer einzigen Verbindung. Dieses Vorgehen trägt der beobachteten Variabilität der Mikrobiota-Reaktionen Rechnung.
Die Gesamtqualität der Ernährung bleibt der bestimmende Faktor. Eine ausreichende Ballaststoffzufuhr, pflanzliche Vielfalt, fermentierte Lebensmittel, regelmäßiger Schlaf und körperliche Aktivität wirken stärker und konsistenter auf die Zusammensetzung der Mikrobiota als Süßstoffe allein.

Mikrobiota-Wirkungen

Für bestimmte künstliche Süßstoffe (besonders Saccharin in experimentellen Studien) wurde gezeigt, dass sie Zusammensetzung und Stoffwechselaktivität der Mikrobiota bei Tieren und bei einigen menschlichen Versuchspersonen verändern, doch die Effekte sind uneinheitlich und hängen stark von der Ausgangsmikrobiota, der Dosis und der Gesamternährung ab [162] [164].
Zu den beobachteten Mikrobiota-Verschiebungen können Veränderungen bei Bakterien gehören, die kurzkettige Fettsäuren bilden (z. B. Faecalibacterium prausnitzii, Roseburia spp.), sowie in experimentellen Ansätzen eine gelegentliche Ausbreitung von Taxa innerhalb der Pseudomonadota (früher Proteobacteria); diese Befunde spiegeln Dysbiosemuster wider, sind aber keine spezifischen Krankheitsmarker [164].
Künstliche Süßstoffe können eher mikrobielle Stoffwechselwege als bloß die Bakterienzahlen beeinflussen und dabei Fermentationsmuster, den Gallensäurestoffwechsel oder aus Tryptophan abgeleitete Metaboliten verändern, die an der Immunregulation, der Barrierefunktion des Darms und der Darm-Hirn-Signalgebung beteiligt sind [39].
Bei einem Teil der Personen wurden mikrobiotavermittelte Veränderungen mit einer veränderten Glukosetoleranz assoziiert, doch viele kontrollierte Humanstudien zeigen minimale oder keine Effekte, was auf eine ausgeprägte interindividuelle Variabilität hindeutet [162].
Die derzeitige Evidenz zeigt beim Menschen keine durchgängig verringerte mikrobielle Vielfalt, auch wenn kleine Studien nach hochdosierter Exposition Verschiebungen der Zusammensetzung berichten.
Süßstoffe können die mukosale Immunsignalgebung indirekt über von der Mikrobiota gebildete Metaboliten und Wechselwirkungen mit dem Epithel beeinflussen; eine direkte Verursachung chronischer Entzündungen beim Menschen ist jedoch nicht belegt.
Auch nicht-bakterielle Bestandteile der Mikrobiota können auf Ernährungsmuster reagieren: Pilzpopulationen (Candida, Saccharomyces), Bakteriophagen oder archaeale Methanbildner (Methanobrevibacter smithii) können sich bei ernährungsbedingter Dysbiose verschieben, wobei die spezifischen Zusammenhänge mit Süßstoffen unklar bleiben.
Mikrobiota-Veränderungen im Zusammenhang mit der Süßstoffzufuhr erscheinen reversibel, wenn sich die Ernährungsqualität verbessert, die Ballaststoffzufuhr steigt und die Exposition gegenüber ultraverarbeiteten Lebensmitteln abnimmt [24].

Patientenanleitung

Begrenzen Sie Light-Limonaden und "zuckerfreie" Snacks auf den gelegentlichen Gebrauch.
Prüfen Sie die Etiketten; achten Sie auf den wiederholten Einsatz von Aspartam, Sucralose, Saccharin oder Acesulfam-K.
Süßen Sie Speisen nach Möglichkeit mit ganzen Früchten.
Verringern Sie die Süße in Kaffee, Tee und Desserts schrittweise.
Wählen Sie für den Alltag Wasser, Mineralwasser oder ungesüßten Tee.
Halten Sie die Ballaststoffzufuhr hoch (Gemüse, Hülsenfrüchte, Vollkorn), um die Stabilität der Mikrobiota zu unterstützen.
Bauen Sie regelmäßig fermentierte Lebensmittel ein (Joghurt, Kefir, Sauerkraut).
Protokollieren Sie Ihre Süßstoffzufuhr eine Woche lang, um Muster zu erkennen.
Wenn Süßstoffe zur Diabeteskontrolle nötig sind, verwenden Sie kleine Mengen und wechseln Sie die Produkte.
Besprechen Sie den Verlauf beim nächsten Termin und passen Sie ihn gemeinsam an.

Klinische Perle

Saccharin, Sucralose und Aspartam verändern in kontrollierten Humanstudien die Zusammensetzung der Darmmikroben und beeinträchtigen die Glukosetoleranz (Suez et al., 2022, Cell). Diese Effekte sind mikrobiotaabhängig und individuell unterschiedlich. Das aus Stevia gewonnene Rebaudiosid A weist in den verfügbaren Humanstudien das neutralste Mikrobiomprofil auf und ist der bevorzugte alternative Süßstoff für FMT-Patientinnen und -Patienten.

Literatur

[24] Sonnenburg JL, Bäckhed F. Diet–microbiota interactions as moderators of human metabolism. Nature. 2016. Link

[39] Koh A, De Vadder F, Kovatcheva-Datchary P, Bäckhed F. From Dietary Fiber to Host Physiology: Short-Chain Fatty Acids as Key Bacterial Metabolites. Cell. 2016. Link

[162] Suez J, Cohen Y, Valdés-Mas R et al. Personalized microbiome-driven effects of non-nutritive sweeteners on human glucose tolerance. Cell. 2022. Link

[163] Zmora N, Suez J, Elinav E. You are what you eat: diet, health and the gut microbiota. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2019. Link

[164] Ruiz-Ojeda FJ, Plaza-Díaz J, Sáez-Lara MJ, Gil A. Effects of Sweeteners on the Gut Microbiota: A Review of Experimental Studies and Clinical Trials. Adv Nutr. 2019. Link