Biomax 41: Süße Verführung

Ob Schokoriegel, Donuts oder andere süße Snacks – zucker- und fettreiche Lebensmittel sind aus unserem Alltag kaum wegzudenken. Sie sind lecker und praktisch, wir lieben sie als kleine Belohnung, schnellen Energiekick, Nervennahrung in stressigen Zeiten oder einfach als Genuss zwischendurch. Auch in vielen Fertigprodukten oder Fast Food stecken große Mengen an Zucker und Fett – ohne dass es uns bewusst ist. Warum aber können wir ausgerechnet solchen ungesunden Lebensmitteln kaum widerstehen?

Unser Körper verfügt über ausgeklügelte Mechanismen, um Energieverbrauch und -zufuhr auszutarieren. Die Schaltzentrale, die den Hunger kontrolliert, sitzt im Hypothalamus. Sie steht in engem Austausch mit dem Magen-Darm-Trakt, um von dort Signale über den Energiegehalt und die Nährstoffzusammensetzung der Nahrung zu empfangen. Trotz dieses raffinierten Systems passiert es immer wieder, dass die Energiebilanz aus dem Gleichgewicht gerät: Wir essen, obwohl Energie im Überfluss vorhanden ist. Wie es dazu kommt, untersuchen der Neurowissenschaftler Marc Tittgemeyer und sein Team am Kölner Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung. Im Fokus der Forscher steht die für uns unwiderstehliche Kombination „süß und fettig“. „Wir wollten herausfinden, warum wir ausgerechnet auf Fett und Zucker so stark reagieren“, sagt Tittgemeyer. Ist diese Vorliebe angeboren oder entsteht sie erst später im Leben, etwa infolge von bereits bestehendem Übergewicht? Oder ist unsere Lust auf Süßes und Fettiges womöglich erlernt? „Frühere Experimente mit Mäusen lieferten Hinweise darauf, dass eine energiereiche Ernährung zu einer Umprogrammierung bestimmter Schaltkreise im Gehirn führt und dadurch ein suchtartiges Verhalten hervorruft“, sagt Tittgemeyer. Ob solche Effekte, die an Tieren beobachtet wurden, auch auf Menschen übertragbar sind, war jedoch unklar. Die Max-Planck-Forschenden entwarfen daher ein Experiment, um das zu überprüfen.

Das Puddingexperiment

„Zucker und Fett sind typische Bestandteile von hochverarbeiteten Lebensmitteln“, sagt Marc Tittgemeyer. „Wir wollten daher herausfinden, wie sich der gewohnheitsmäßige Genuss solcher Nahrung auf unser Gehirn auswirkt.“ Die Forschenden luden dazu 49 normalgewichtige Personen zu einem achtwöchigen Experiment ein. Zu Beginn wurden die Teilnehmenden in zwei Gruppen eingeteilt: Eine Gruppe (A) aß zusätzlich zu ihrer normalen Ernährung jeden Tag zwei kleine, fett- und zuckerreiche Puddings. Die andere Gruppe (B) erhielt ebenfalls zwei Puddings, die weniger Fett und Zucker, dafür aber mehr Proteine enthielten  (Abb. A). Der Kaloriengehalt der Puddings war in beiden Gruppen gleich. Vor und während der acht Wochen wurden regelmäßig Gewicht und Stoffwechselparameter wie Insulinresistenz und Blutfettwerte der Teilnehmenden kontrolliert. An bestimmten Testtagen vor und während des Versuchs bekamen beide Gruppen zusätzlich einen süßen, fettreichen Milchshake serviert. Mittels funktioneller Magnetresonanztomografie  (fMRT, s. Kasten unten) maßen die Forschenden die Gehirnreaktionen ihrer Probandinnen und Probanden – einmal, während diese sich auf den Milchshake freuten und einmal, während sie ihn tranken. Dabei untersuchten sie verschiedene Hirnregionen, die mit dem dopaminergenen System in Verbindung stehen – jener Region im Mittelhirn, die für Antrieb und Motivation sorgt.

Nach Abschluss der Versuchsphase verglichen die Forschenden beide Gruppen: Bezüglich Gewicht und Stoffwechselparametern wie Blutzucker und Cholesterin fanden sie keine auffälligen Veränderungen. Die Ergebnisse der fMRT-Untersuchung fielen dagegen deutlich verschieden aus: Bei der Gruppe A, die den fett- und zuckerreichen Pudding bekommen hatte, waren beim Milchshake-Test die Gehirnreaktionen deutlich erhöht – und zwar sowohl während der Vorfreude als auch beim Verzehr des Milchshakes  (Abb. B). Anhand eines Fragebogens stellten die Forschenden außerdem fest, dass in dieser Gruppe die Vorliebe für fettarme Lebensmittel deutlich abgenommen hatte.

„Unsere Messungen der Gehirnaktivität zeigen, dass sich durch den gewohnheitsmäßigen Konsum von fett- und zuckerreichen Lebensmitteln unser Gehirn tatsächlich neu verdrahtet“, erklärt Marc Tittgemeyer  (s. BIOMAX 22 ^[2]) . Im Experiment wurde insbesondere das dopaminerge System aktiviert. „Durch diese antrainierten Veränderungen im Gehirn bevorzugen wir unbewusst weiterhin solche Lebensmittel, die viel Fett und Zucker enthalten.“ Eine wichtige Rolle spielt dabei das sogenannte assoziative Lernen, das ebenfalls dopaminabhängig ist: Es bewirkt beispielsweise, dass wir das an sich neutrale Logo unserer Lieblingskonditorei damit assoziieren, dort einmal einen leckeren Donut gegessen zu haben. Allein der Anblick des Logos bewirkt dann, dass wir erneut einen Donut kaufen, obwohl wir eigentlich satt sind. All das passiert unbewusst.

Einfach unwiderstehlich

Warum aber reagiert unser Gehirn ausgerechnet auf die Kombination „süß und fettig“ so stark? „Im Fall von Zucker und Fett sind zwei unterschiedliche Signalwege beteiligt, die dem Gehirn die Verfügbarkeit dieser Nährstoffe melden. Diese beiden Signalwege kommen im dopaminergen Mittelhirn zusammen und verstärken sich dort auf fatale Weise gegenseitig. Lebensmittel, die eine solch starke Reaktion hervorrufen, essen wir besonders gerne“, sagt Marc Tittgemeyer. „Ich bin süchtig nach dieser Schokolade!“ ist daher mehr als nur ein Spruch, denn die Kombination „süß und fettig“ kann regelrecht rauschhafte Wirkung erzeugen und suchtartiges Verhalten auslösen: Wir wollen immer mehr davon. Im Laufe der Zeit kommt es dadurch zu einer Toleranzverschiebung – ein Prozess, bei dem der Körper nach wiederholter Zufuhr bestimmter Substanzen seine Stoffwechselvorgänge anpasst. Die Folge ist, dass wir die Dosis steigern müssen, um denselben Genuss zu empfinden wie am Anfang.

Was das Puddingexperiment anbelangt, nehmen die Forschenden an, dass die Vorliebe für Süßes und Fettiges auch über das Ende der Studie hinaus anhält: „Im Gehirn werden neue Verbindungen geknüpft, die sich auch nicht so schnell wieder auflösen. So wird die Vorliebe für , süß und fettig‘ gewissermaßen auf der Festplatte des Gehirns eingebrannt“, erklärt Marc Tittgemeyer. „Es ist daher auch unheimlich schwierig, sich dagegen zu wehren.“ Der Forscher geht jedoch davon aus, dass sich die Präferenz auch wieder in die andere Richtung verschieben lässt, wenn man über einen längeren Zeitraum hinweg seine Ernährungsgewohnheiten konsequent verändert.

Unser Antrieb, Zucker und Fett zu konsumieren, ist also bereits in den Signalwegen unseres Körpers angelegt. Wenn wir diese Kombination immer wieder zu uns nehmen, verstärken wir das Verlangen danach. Die Lebensmittelindustrie macht sich diesen Gewöhnungseffekt gezielt zunutze: Durch die optimale Mischung von Zucker mit Fett, Salz und Geschmacksverstärkern werden Produkte so entwickelt, dass sie das dopaminergene System besonders stark aktivieren. Welchen Effekt das hat, zeigt die Studie eines US-Forscherteams: Zwanzig normalgewichtige Personen hatten zwei Wochen lang hochverarbeitete Nahrung und weitere zwei Wochen selbst gekochtes Essen mit demselben Kaloriengehalt bekommen. Sie durften essen, soviel sie wollten. Nach Ende der Studie zeigte sich, dass die Probandinnen und Probanden mehr von der hochverarbeiteten Nahrung gegessen und dadurch zugenommen hatten.

Gruß aus der Steinzeit

Aus evolutionärer Sicht ist es sinnvoll und sogar überlebenswichtig, dass wir auf Zucker und Fett so stark reagieren. Die Anziehungskraft von Zucker hat ihren Ursprung möglicherweise in der fruchtbasierten Ernährung von Menschenaffen: Je süßer die Frucht, desto mehr Kalorien und damit Energie liefert sie. Die Vorliebe für „süß und fettig“ wird womöglich sogar schon im Säuglingsalter geprägt und buchstäblich mit der Muttermilch aufgesogen. „In der Steinzeit waren Lebensmittel mit hohem Kaloriengehalt selten zu finden. Es war daher vernünftig, jede Gelegenheit zu nutzen, um sich für schlechte Zeiten zu wappnen. Unser Gehirn verfügt deshalb auch über verschiedene Mechanismen, die dafür sorgen, dass wir über die Sättigungsgrenze hinaus essen können“, erklärt Marc Tittgemeyer.

Die meiste Zeit der Menschheitsgeschichte ging das gut: Hochverarbeitete Lebensmittel mit einer sehr hohen Kaloriendichte kamen erst mit dem wirtschaftlichen Aufschwung der 1960er- und 1970er-Jahre auf den Markt. Noch vor 200 Jahren war Zucker ein Luxusgut, dass sich nur wohlhabende Menschen leisten konnten – ein seltener Genuss zu besonderen Gelegenheiten. Heute leben wir in einer Welt, in der Zucker allgegenwärtig ist: Unter etlichen unterschiedlichen Namen steckt er etwa als Saccharose, Fructose oder Glucose nicht nur in Süßigkeiten und Getränken, sondern in auch in Fast Food und Produkten wie Salatdressing, Ketchup, Gewürzgurken, Fruchtjoghurt oder Müsli. Solche verarbeiteten Lebensmittel können zum Problem werden: „Die Evolution hat Chips und Donuts nicht vorgesehen“, resümiert Marc Tittgemeyer. „Große Zuckermengen können nach längerer Exposition die neuronalen Schaltkreise dauerhaft verändern und dysfunktionales Verhalten fördern, das zu Stoffwechselstörungen und Übergewicht führt.“ Auch Normalgewichtige sind dabei betroffen, denn das Adipositas-Risiko kann bereits erhöht sein, wenn sich noch keine Veränderung im Körpergewicht zeigt. Ist erst einmal Übergewicht da, gerät man leicht in einen Teufelskreis: Je höher das Gewicht, desto resistenter wird der Stoffwechsel – mit der Folge, dass wir immer mehr essen. „Irgendwann deregulieren die Schaltkreise im Gehirn, und wir kommen nicht mehr dagegen an. Adipositas hat deshalb auch nichts mit Willensschwäche und Disziplinlosigkeit zu tun.“

Weltweit nehmen Übergewicht und Adipositas rasant zu. In Deutschland ist bereits jedes sechste Kind im Alter von drei bis 17 Jahren übergewichtig. Bei den Erwachsenen sind es zwei Drittel der Männer und die Hälfte der Frauen (BMI ≥ 25 kg/m2). Ein Viertel aller Erwachsenen gilt als adipös (BMI ≥ 30 kg/m2). Mögliche Folgen sind Karies, Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Fettleber, Arthrose und verschiedene Krebsarten. Schätzungsweise geht jeder achte Todesfall in Europa auf Übergewicht und Adipositas zurück.

Die Zuckerschwemme

Ein Grund für die steigenden Zahlen ist der chronisch hohe Zuckerkonsum: Die Weltgesundheitsorganisation WHO empfiehlt, dass freie Zucker maximal 10 Prozent (besser 5 Prozent) der Gesamtenergiezufuhr ausmachen sollten. Unter freien Zuckern versteht man Mono- und Disaccharide, die Lebensmitteln zugesetzt werden, plus natürlich vorkommende Zucker in Honig, Sirupen, Fruchtsäften und -konzentraten. Der natürliche, in frischem Obst und Gemüse oder Milch enthaltene Zucker zählt nicht dazu, weil dieser in eine Matrix aus Ballaststoffen „verpackt“ ist und daher langsamer aufgenommen wird. Bei einer Gesamtenergiezufuhr von 2000 kcal pro Tag für einen durchschnittlichen Erwachsenen entsprechen 10 Prozent einer Menge von 50 Gramm. Tatsächlich wird in Deutschland aber weit mehr Zucker konsumiert – am meisten von den 15 bis 24-Jährigen. Ein großer Anteil davon entfällt auf Fruchtsäfte, Nektare und Limonaden: 200 Milliliter eines solchen Getränks enthalten zwischen 20 und 34 Gramm Zucker.

Was lässt sich dagegen tun? Sind Süßstoffe wie Aspartam, Stevia oder Sucralose eine Lösung? Schließlich enthalten sie kaum oder keine Kalorien. Marc Tittgemeyer sieht solche Süßungsmittel kritisch. Ein Grund ist die sogenannte Antizipation – ein Signalweg, der den Nasen-Rachenraum mit dem Verdauungstrakt verbindet: „In Erwartung von Süßem schüttet die Bauspeicheldrüse Insulin aus, und die Leber beginnt mit der Lipolyse, sobald ich den ersten Bissen im Mund habe“, erklärt er. „Im Magen ist da noch gar nichts angekommen. Erwartet das Gehirn Zucker und der kommt nicht, sucht es nach Ausgleich und verlangt nach mehr.“ Süßstoffe helfen daher nicht, die Lust auf Süßes einzudämmen – im Gegenteil: Sie wirken sogar appetitanregend. Auch die Langzeitwirkung von Süßstoffen ist noch wenig erforscht. Andere Süßungsmittel wie Agavendicksaft oder Dattelsüße, die viel Fruktose enthalten, sind laut Marc Tittgemeyer ebenfalls kein sinnvoller Ersatz und sollten sparsam verwendet werden: „Fruktose wird in der Leber direkt in Fett umgewandelt und führt auch schnell zur Entwicklung von Diabetes.“

Wege aus der Zuckerfalle

Wie aber lässt sich der hohe Zuckerkonsum dann eindämmen? Wichtig sei eine umfassende Prävention von Anfang an: „Eltern sollten ihre Kinder und sich selbst gesund ernähren“, sagt Tittgemeyer. Eine aktuelle Studie deutet darauf hin, dass eine Zuckerreduktion in der Schwangerschaft und in den ersten beiden Lebensjahren hilft, bei Kindern das Risiko für chronische Krankheiten zu senken. Doch auch die Politik sei gefragt: Werbeverbote, ein Symbolsystem, um den Zuckergehalt von Lebensmitteln transparent zu machen oder die Einführung einer Zuckersteuer könnten helfen. Eine solche Steuer ist so angelegt, dass sie mit zunehmendem Zuckergehalt eines Produkts ansteigt. Das soll die Industrie dazu bewegen, ihre Rezepturen zu verändern. In vielen Ländern der Welt gibt es eine Zuckersteuer bereits, vor allem auf Softdrinks.

Unabhängig von politischen Entscheidungen liegt es an uns, wie wir mit Zucker umgehen. Da sich unser Stoffwechsel durch dauerhaft hohen Zuckerkonsum unbemerkt verändert und schleichend aus dem Lot gerät, ist Vorbeugung so wichtig: „Das heißt nicht, dass wir uns ständig in Verzicht üben müssen. Die Dosis macht das Gift“, sagt der Forscher, der selbst gerne ab und zu Süßes isst. „Süßigkeiten sollten daher etwas Besonderes bleiben.“ Er rät, sparsam mit Softdrinks, hochverarbeiteten Lebensmitteln und Fast Food umzugehen und stattdessen mehr selbst zu kochen und bewusst zu genießen.

 

Um die Gehirnaktivität der Personen während des Milkshake-Tests zu messen, verwendeten die Forschenden die sogenannte funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT). Mithilfe dieses Untersuchungsverfahrens lässt sich feststellen, welche Bereiche im Gehirn gerade besonders aktiv sind. Es beruht auf dem sogenannten BOLD-Kontrast (Blood Oxygen Level Dependent): Aktive Nervenzellen verbrauchen Energie und benötigen Sauerstoff. Wenn ein bestimmter Hirnbereich aktiv ist, fließt daher mehr sauerstoffreiches Blut dorthin. Da sauerstoffbeladenes Hämoglobin andere magnetische Eigenschaften hat als sauerstofffreies Hämoglobin, lässt sich dieser Blutfluss in einem starken Magnetfeld sichtbar machen. Der Computer verrechnet die verschiedenen Signale zu einem farbigen Bild  (Grundlagen zur MRT s. TECHMAX 33 ^[4]) . Die Abbildung zeigt eine Kopfspule, die Aufnahmen mit hoher Präzision ermöglicht.
Foto © Arne Sattler, MPIB

 

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Abbildungshinweise:
Titelbild: © istockphoto / CocoSan
Abb. A: © MPG
Abb. B: © MPI für Stoffwechselforschung
Kasten: © Arne Sattler, MPIB

Der Text wird unter CC BY-NC-SA 4.0 ^[5] veröffentlicht.

BIOMAX Ausgabe 41, März 2026; Text: Dr. C. Pietschmann, Dr. E. Maier; Redaktion: max-wissen-Team