Zuckerersatz und kardiovaskuläre Erkrankungen

 

• Zuckeraustauschstoff Erythrit steht in Zusammenhang mit erhöhtem Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen

 

• Süßungsmittelnutzung steigend, da Zuckerverbrauch reduziert werden soll

 

• Experten sehen keinen akuten Handlungsbedarf, fordern jedoch mehr Langzeitstudien zu potenziellen gesundheitlichen Auswirkungen

 

Erythrit (auch Erythritol oder E 968 genannt) ist als besonders gut verträglicher Zuckeraustauschstoff bekannt und wird häufig als kalorienfreie Zuckeralternative in energiereduzierten Lebensmitteln verwendet. Eine Studie mit deutscher Beteiligung stellt nun jedoch eine Verbindung zwischen dem Süßungsmittel und einem erhöhten Risko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, sowie einer gesteigerten Blutgerinnung her. Die Ergebnisse sind im Fachjournal „Nature Medicine“ erschienen (siehe Primärquelle).

Die Forschenden untersuchten die Blutproben einer Kohorte von 1157 Personen, die ein hohes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen hatten. Bei denjenigen, die über den Beobachtungszeitraum von drei Jahren eine schwerwiegende kardiovaskuläre Komplikation hatten, wie etwa einen Myokardinfarkt, stießen sie im Plasma auf eine gesteigerte Konzentration einiger sogenannter Zuckeralkohole (Polyole), darunter insbesondere der Zuckeraustauschstoff Erythrit. Diese zunächst qualitativen Annahmen bestätigten sich in weiteren Analysen zweier Validierungskohorten mit weiteren Personen, ebenfalls mit einer hohen Prävalenz von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Risikofaktoren, einschließlich Typ-2-Diabetes und Fettleibigkeit. Eine Kohorte stammte aus den USA und umfasst 2149 Probandinnen und Probanden, die zweite europäische Kohorte umfasst 833 Personen aus Deutschland. Weitere Untersuchungen ergaben, dass eine Zugabe von Erythrit zu Blut oder Blutplättchen zu einer beschleunigten Gerinnungsbildung führte. Zuletzt wurde eine prospektive Interventionsstudie mit acht gesunden Personen durchgeführt, die ein mit 30 Gramm Erythrit gesüßtes Getränk zu sich nahmen. Der Süßmittelgehalt dieses Getränks ist laut Studie vergleichbar mit einer Dose handelsüblichem künstlich gesüßten Getränk oder 500 Milliliter Diät-Eiscreme. Der Verzehr dieses Getränkes erhöhte den Erythritspiegel im Blut über einen Zeitraum von zwei Tage so sehr, dass er laut der Forschenden weit über der Schwelle lag, bei der zuvor signifikante Hinweise auf eine veränderte Blutplättchenaktivität beobachtet wurden.

Obwohl Erythrit in geringen Mengen vom Körper selbst produziert wird und in natürlichen Nahrungsmitteln, wie Früchten und fermentierten Lebensmitteln vorkommt, zählt es als Zusatzstoff und bedarf somit in Europa einer Zulassung. Bewertungen des Wissenschaftlichen Lebensmittelausschusses der Europäischen Union, sowie zuletzt im Jahre 2015 der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) ergaben keine gesundheitlichen Bedenken gegen die Verwendung von Erythrit [I] [II]. Bei Produkten, die zu mehr als zehn Prozent aus Zuckeralkoholen bestehen, muss lediglich darauf hingewiesen werden, dass sie bei übermäßigem Verzehr abführend wirken können [III]. Somit stellt Erythrit einen von derzeit acht in der EU zugelassenen Zuckeraustauschstoffe dar und darf bestimmten industriell gefertigten Lebensmitteln ohne Mengenbegrenzung zugesetzt werden [IV].

Sowohl Zuckeraustauschstoffe als auch Süßstoffe, wie beispielsweise Aspartam, kommen immer häufiger in Lebensmitteln zum Einsatz. Gerade vorerkrankten Personen werden sie oft als gesündere Zuckeralternative empfohlen. Dennoch gibt es bisher nur wenige Langzeitstudien zu ihrer Wirkung. Dabei spielt die Bewertung ihrer Sicherheit und Unbedenklichkeit eine erhebliche Rolle, wenn wie zuletzt wieder intensiv die Reduzierung von Zucker, etwa durch eine Zuckersteuer, diskutiert wird.

Das SMC hat Forschende dazu befragt wie der in der Studie gefundene Zusammenhang zwischen Erythrit und kardiovaskulären Komplikationen einzuordnen ist und welche Auswirkungen diese Erkenntnisse auf die Verwendung von Zuckeraustauschstoffen von sowohl vorerkrankten als auch gesunden Personen haben könnten.

 

• Dr. Stefan Kabisch, Studienarzt in der Klinik für Endokrinologie und Stoffwechselmedizin (Deutsches Zentrum für Diabetesforschung / DZD), Campus Benjamin Franklin (CBF), Charité – Universitätsmedizin Berlin

 

• Prof. Dr. Hans Hauner, Direktor des Else-Kröner-Fresenius-Zentrums für Ernährungsmedizin, Technische Universität München (TUM)

 

• Prof. Dr. Jürgen König, Leiter des Departments für Ernährungswissenschaften, Universität Wien, Österreich

 

• PD Dr. Anne Christin Meyer-Gerspach, Leiterin der Metabolen Forschungsgruppe, St. Clara Forschung, Basel, Schweiz
  und PD Dr. Bettina Wölnerhanssen, Ärztin und Leiterin der Forschungsabteilung, St. Clara Forschung, Basel, Schweiz

 

• Prof. Dr. Harald Schulze, Professor für Experimentelle Hämostaseologie, Julius-Maximilians-Universität Würzburg

 

Statements

Dr. Stefan Kabisch

Studienarzt in der Klinik für Endokrinologie und Stoffwechselmedizin (Deutsches Zentrum für Diabetesforschung / DZD), Campus Benjamin Franklin (CBF), Charité – Universitätsmedizin Berlin

„Die Studie kombiniert Daten aus mehreren Beobachtungsstudien (Kohorten) mit verschiedenen Laboranalysen zum möglichen Mechanismus der gefundenen Assoziation. Hohe Erythritspiegel standen in statistischer Beziehung mit einem höheren Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die typischerweise durch Störungen der Blutgerinnung begleitet sind. Dieses Ergebnis kann – wie viele andere ähnliche Resultate zu anderen Süßstoffen, rotem Fleisch oder selbst Zucker – zu weiten Teilen auf Scheinkorrelationen und Störgrößen beruhen. Typischerweise sind Personen mit hohem Konsum von Zuckerersatzstoffen adipöser, metabolisch kränker und haben einen insgesamt ungesünderen Lebensstil. All diese Faktoren könnten dann die eigentlichen Ursachen für das höhere kardiovaskuläre Risiko sein, während Erythrit ‚nur zufällig‘ miterhöht ist.“

„Aber: Im in-vitro- sowie in-vivo-Modell (Maus und Mensch) konnte in dieser Arbeit bei kleinen Fallzahlen und bei sehr hoher Erythrit-Dosis gezeigt werden, dass die Erythrit-Zufuhr tatsächlich bestimmte Gerinnungsprozesse stimuliert. Das untermauert eine tatsächlich kausale Rolle von Erythrit jenseits der reinen statistischen Assoziation.“

Auf die Frage inwiefern sich die in der Studie gemessenen erhöhten Erythrit-Werte tatsächlich auf die Ernährung zurückführen lassen:
„Der gemessene Erythrit-Spiegel resultiert aus der Nahrungszufuhr (vor allem dem gezielt zugefügten Süßungsmittel, aber auch geringfügigen natürlichen Quellen) sowie aus der körpereigenen Produktion. Letztere hängt von verschiedenen Bedingungen ab, erreicht aber nicht die Mengen, die durch gesüßte Lebensmittel erzielt werden können. Die in den Zell-, Tier- und Humanexperimenten der Publikation eingesetzte Dosis ist im Vergleich zu den gemessenen Spiegeln der Kohorten äußerst hoch und somit von den meisten Menschen nicht durch die Ernährung erreichbar.“

„Die untersuchten Kohorten waren Hochrisikokohorten, was für die Demonstration des beobachteten Zusammenhangs hilfreich ist. Für gesündere Menschen ist der Risikozusammenhang sehr wahrscheinlich geringer; eine höhere Dosis und/oder ein längerer Konsumzeitraum sind dann notwendig, um ein ähnlich starkes statistisches Ergebnis zu erreichen. Der im Labor untersuchte Mechanismus der Wirkung von Erythrit auf das Gerinnungssystem wurde aber an gesunden Personen getestet und zeigte dennoch die auffällige Reaktion der Blutplättchen. Im Prinzip ist das Risiko also wahrscheinlich für alle Menschen generalisierbar.“

„Allerdings zeigt in allen drei Kohorten nur das oberste Quartil das signifikant erhöhte Herz-Kreislauf-Risiko. Dreiviertel der untersuchten Probanden hatten ein vergleichbar normales Risiko. Die Erythrit-Spiegel dieser 75 Prozent liegen in allen Kohorten bis circa 6 Mikromol, erst das oberste Quartil erreicht Spiegel bis 46 Mikromol (USA) beziehungsweise 137 Mikromol (Deutschland) (Gemeint ist die ‚European Cohort’, welche aus Patientendaten aus der Charité – Universitätsmedizin Berlin besteht; Anm. d. Red.). Die experimentelle Erythrit-Dosis (Zellen, Versuchstiere, Menschen) mit starken Effekten lag mit 45 bis 290 Mikromol in diesem Extrembereich. Die notwendige Dosis für einen Effekt auf das statistische Herzrisiko beziehungsweise eine Wirkung auf das Gerinnungssystem ist also möglicherweise so hoch, dass die meisten Menschen sie auch mit dem heute üblichen Ernährungsmuster und der verfügbaren Produktpalette nicht erreichen.“

„Die Laborexperimente der Studie deuten darauf hin, dass Erythrit in extremer Dosis direkt an den Blutplättchen die Gerinnungsempfindlichkeit steigert. Langfristige Wirkungen einer niedrigeren Dosis lassen sich mit den Experimenten nicht beurteilen. Auch ob andere in der typischen Nahrung enthaltenen Stoffe diesen Effekt unter natürlichen Bedingungen aufheben, kann das Experiment nicht beantworten. Pures Erythrit mag diese Gerinnungssteigerung auslösen, Erythrit als Teil einer komplexen Ernährung vielleicht nicht. Spannend wäre noch der Vergleich mit anderen Zuckeralkoholen gewesen, die ebenfalls breit angewendet werden (zum Beispiel Sorbit), beziehungsweise die in der Beobachtungsstudie ebenfalls signifikante Befunde im Kohortendatensatz lieferten, wie zum Beispiel Xylit.“

„Die Publikation ist ein wichtiger, ja überfälliger Impuls dafür, auch bereits zugelassene Nahrungsmittel-Zusatzstoffe wie Süßungsmittel intensiver zu beforschen und dabei jenseits von reinen Beobachtungsdaten auch mechanistische Experimente im Zellmodell, an Versuchstieren und mit menschlichen Probanden einzubeziehen. Eine eindeutige Bewertung von Substanzen, die natürlicherweise nicht in relevanter Dosis Teil einer gesunden Ernährung sind, ist nur in der Gesamtschau solcher komplexen Studien möglich. Für isolierte Substanzen wie Süßungsmittel sind randomisierte Langzeitinterventionsstudien, wie sie sonst in der Medikamentenentwicklung üblich sind, durchaus auch realistisch umsetzbar. Mit komplexen Ernährungsmustern sind derartige Studien kaum denkbar, auch lassen sie sich nicht verblinden. Bei Süßungsmitteln ginge das aber und wäre sehr zu begrüßen. Bislang sind Interventionsstudien aber gerade für Zuckeralkohole sehr, sehr rar.“

„Für eine Warnung vor Zuckerersatzstoffen ist es zu früh. Der Wechsel zurück zum Zucker ist vermutlich nicht der gesündere Weg.“

„Süße Lebensmittel sind für die Konsumenten attraktiv, da sie preiswert, energiereich und appetitlich sind. Durch regulatorische Obergrenzen beim Zusatz von Süßungsmitteln beziehungsweise durch Steuern hierauf lässt sich der Zuckerkonsum reduzieren, wenn die Käuferschaft nicht auf andere Bezugsquellen (zum Beispiel im nahen Ausland) zurückgreifen kann. Bei flächendeckender Anwendung (deutschlandweit, europaweit), wären diese Instrumente vermutlich sehr wirksam. Zweifellos wird die Industrie mit Zuckerersatzstoffen gegensteuern, deren Konsum wird steigen. Erythrit lässt sich in größeren Mengen ohne Verdauungsbeschwerden verzehren, bei Xylit oder Sorbit gelingt das meist nicht. Hochpotente Süßstoffe können die Süße ersetzen, aber ersetzen aufgrund der winzigen Bedarfsmenge nicht die kristalline Struktur von Zucker, sind also für bestimmte Anwendungen, wie zum Beispiel Backwaren, weniger geeignet. Das langfristige Public-Health-Outcome aus diesen Entwicklungen lässt sich nicht vorhersagen.“

Prof. Dr. Hans Hauner

Direktor des Else-Kröner-Fresenius-Zentrums für Ernährungsmedizin, Technische Universität München (TUM)

„Zuckerersatzstoffe haben in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erhalten und werden zunehmend auch in der menschlichen Ernährung genutzt. Der Hauptgrund dafür ist, dass wir heute wissen, dass ein hoher Zuckerkonsum, vor allem über zuckergesüßte Getränke und zuckerreiche Lebensmittel, Krankheiten wie Karies, Adipositas, Typ-2-Diabetes und kardiovaskuläre Krankheiten fördert. Dies hat dazu geführt, dass Ernährungs-Fachgesellschaften, darunter auch die Deutsche Gesellschaft für Ernährung, und die WHO seit Jahren eine Reduzierung des Zuckerkonsums empfehlen. In rund 50 Ländern weltweit gibt es inzwischen eine ‚Zuckersteuer‘, meist auf zuckergesüßte Getränke. Daher sucht die Ernährungswirtschaft schon seit einiger Zeit nach Zuckeralternativen, die den gleichen angenehmen Genuss bieten, aber möglichst wenig Energie enthalten.“

„Inzwischen sind verschiedene Süßstoffe und Zuckeraustauschstoffe von der FDA (USA) und der EFSA (EU) zugelassen und werden von der Ernährungsindustrie zunehmend als Zuckerersatz beziehungsweise Süßungsmittel eingesetzt. Dazu gehören Zuckeralkohole, die auch als ‚Füllstoff‘ Zucker gut ersetzen können (im Gegensatz zu den klassischen Süßstoffen wie Saccharin oder ähnliche). Erythrit gehört zu den Zuckeralkoholen mit einer Süßkraft von etwa 50 bis 70 Prozent der von Kochzucker (Saccharose). Erythrit wird im Dünndarm gut resorbiert (zu etwa 90 Prozent) und ist auch in größeren Mengen gut verträglich, ohne Darmbeschwerden hervorzurufen, was bei anderen Zuckeralkoholen oder der Fruktose die Zufuhr einschränkt. Erythrit wird vom menschlichen Körper kaum metabolisiert und fast vollständig über die Nieren ausgeschieden, sodass die Substanz fast kalorienfrei ist. Damit eignet sich Erythrit gut als Zuckerersatz in hochverarbeiteten Lebensmitteln und Getränken. Dies erklärt, warum Erythrit immer häufiger verwendet wird. Erythrit kommt in geringen Mengen in verschiedenen natürlichen Lebensmitteln, vor allem Obstarten, vor, die zugesetzten Mengen sind aber ungleich größer und führen zu vielfach höheren Konzentrationen im Blut, wie auch in dieser Studie gezeigt wurde, in Übereinstimmung mit bereits publizierten Daten.“

„Der interessante Ansatz dieser Arbeit ist, dass die Autoren zunächst hypothesenfrei nach Metaboliten im Blut gesucht haben, die in einer Hochrisikokohorte über einen dreijährigen Beobachtungszeitraum Menschen mit einem kardiovaskulären Ereignis (MACE; major adverse cardiac event) von denen ohne ein solches Ereignis unterscheiden. Mit Hilfe der hoch-empfindlichen, aber nur semiquantitativen GC-MS-Methode (Analytisches Verfahren durch Kopplung von Gas-Chromatographie mit Massenspektrometrie; Anm. d. Red.) wurden verschiedene Polyole identifiziert. Der Zuckeralkohol Erythrit war der ‚Topkandidat‘ und wurde weiter analysiert. Die Autoren, darunter ein Team der Charité, konnten dann in ihrer ‚Entdeckungs-Kohorte‘ einen Zusammenhang zwischen den Erythrit-Konzentrationen und dem Auftreten von kardiovaskulären Ereignissen zeigen. In zwei ‚Bestätigungs‘ -Kohorten (aus den USA und Europa) von älteren Menschen mit einem hohen Risiko für, beziehungsweise bei bereits nachgewiesenen Herz-Kreislauf-Krankheiten konnte dieser Zusammenhang bestätigt werden. In diesem Kontext ist erwähnenswert, dass in den letzten Jahren bereits andere und größere Kohortenstudien einen Zusammenhang zwischen dem Konsum von Getränken, die statt mit Zucker, mit Süßstoffen oder kalorienfreien Zuckerersatzstoffen gesüßt waren, und einem erhöhten Auftreten von Schlaganfall und anderen kardiovaskulären Ereignissen gefunden hatten.“

„Die Autoren haben dann versucht, den zugrunde liegenden Mechanismus aufzuschlüsseln und konnten zeigen, dass es in-vitro mit steigender Konzentration von Erythrit zu einer Aggregation von humanen Thrombozyten kommt, die den entscheidenden Mechanismus für Thrombusbildung und Gefäßverschluss darstellt. Dies wurde zusätzlich durch ein Tierexperiment an Mäusen nach Gabe von Erythrit bestätigt. Damit liegt ein umfangreicher und eindrucksvoller Datensatz vor, der aus klinischer Perspektive brisant und ernst zu nehmen ist. Es sind aber viele Fragen offen und sollten zügig geklärt werden, bevor weitreichende Schlussfolgerungen gezogen werden können. Es ist zunächst wünschenswert, dass andere Kohorten, vor allem auch mit jüngeren und gesünderen Personen, auf diesen Zusammenhang überprüft werden. Wichtig ist auch die Klärung der Frage, ab welchen Mengen von Erythrit und/oder anderen Zuckerersatzstoffen ein solcher schädlicher Effekt auftritt. Dies ist sicher schwer zu ermitteln, da die Mengen an Erythrit in gesüßten Lebensmitteln nicht deklariert sind und die Zufuhr von Erythrit über Ernährungserhebungen nur sehr schwer und grob zu erfassen sein dürfte. Die einmalige Bestimmung von Erythrit im Blut ist wenig repräsentativ für eine langfristige Exposition, auf die es wahrscheinlich ankommt. Diese und weitere Fragen zu dieser Thematik bedeuten eine gewaltige Herausforderung für die Wissenschaft, was sicherlich Jahre beanspruchen wird, bevor darüber hoffentlich Klarheit herrscht.“

„Was kann aus heutiger Sicht in Kenntnis der Ergebnisse dieser neuen Studie und anderer Befunde zu diesem Thema geraten werden? Die Antwort ist relativ trivial: ein mäßiger Konsum von Zucker (Saccharose) von weniger als fünf bis zehn Prozent der Gesamtenergiezufuhr, also 25 bis 50 Gramm Zucker täglich für einen erwachsenen Menschen, ist akzeptabel und unbedenklich. Bei der Verwendung von Zuckerersatzstoffen, welcher Art auch immer, haben wir zwar viele und teilweise widersprüchliche Kurzzeitbefunde, wissen aber sehr wenig über mögliche Langzeitfolgen, nicht nur mit Blick auf Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Krankheiten, sondern auch auf das Krebsrisiko. Aber auch hier gilt derzeit, dass ein moderater Verzehr damit gesüßter Lebensmittel und Getränke nicht ‚toxisch‘ ist. Gerade neue Studien machen immer deutlicher, dass hochverarbeitete Lebensmittel diverse Gesundheitsrisiken beinhalten können. Damit landen wir schnell bei der wenig aufregenden, aber wirklich gut belegten Empfehlung für eine pflanzlich betonte und wenig verarbeitete Ernährung gemäß den ‚Zehn Regeln der Deutschen Gesellschaft für Ernährung‘ [1]. Damit ist ein großer Gewinn an Lebensqualität und Gesundheit gesichert. Gleichwohl sind wir heute mit einem schnell wachsenden Angebot von ‚Lebensmittelinnovationen‘ mit vielen Gesundheitsversprechen konfrontiert, die offenkundig mit Erfolg ihre Zielgruppen erreichen, sodass eine kritische Begleitung durch unabhängige Wissenschaft und eine verantwortungsvolle Ernährungspolitik mehr denn je unverzichtbar sind.“

Prof. Dr. Jürgen König

Leiter des Departments für Ernährungswissenschaften, Universität Wien

„Die Studie basiert auf einer Kohorte und kann somit keinen kausalen Zusammenhang zwischen der Aufnahme an Erythrit und dem Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen herstellen, sondern lediglich sogenannte Assoziationen. Ein Zusammenhang oder eine Assoziation mit anderen ‚Zuckerersatzstoffen‘ – korrekterweise heißt das Süßungsmittel – lässt sich aus der Studie nicht herstellen.“

Auf die Frage, inwiefern sich die in der Studie gemessenen erhöhten Erythrit-Werte tatsächlich auf die Ernährung zurückführen lassen:
„Es scheint mir sehr unwahrscheinlich zu sein, dass die endogene Produktion von Erythritol zu Plasmakonzentrationen in der gleichen Größenordnung wie durch die Aufnahme über die Ernährung führt. Also ja, die erhöhten Erythritol-Werte sind zumindest zum Großteil auf die Ernährung zurückzuführen.“

„Eine Übertragbarkeit auf die allgemeine Bevölkerung ist aufgrund des Studiendesigns nicht gegeben. Die Autoren weisen zurecht darauf hin, dass es weiterer (Langzeit-)Studien bedarf, um die Sicherheit von Erythritol zu bewerten. Möglicherweise sind die Assoziationen auch dadurch zustande gekommen, dass Personen, die in der Kohorte untersucht wurden, kein erhöhtes Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen haben, weil sie Erythritol konsumiert haben, sondern umgekehrt, mehr Erythritol konsumieren, weil sie aufgrund ihrer Erkrankung mehr Erythritol konsumierten, um ihren Konsum an Zucker zu reduzieren (sogenannte reverse causality).“

Auf die Frage, welcher Mechanismus für die beschleunigte Gerinnungsbildung ursächlich sein könnte:
„Der genaue Mechanismus dieser Wirkung ist nicht klar. Offensichtlich beeinflusst Erythritol den Calcium-Einstrom in Blutplättchen sowie die ADP-stimulierte Expression von P-Selectin (ein Protein, das an der Zelladhäsion beteiligt ist) an der Zelloberfläche und die Aktivierung von Glykoprotein α2β3 (ein Protein, das für die Plättchenfunktion erforderlich ist). Ob diese Mechanismen auch direkt auf den Menschen übertragbar sind, lässt sich derzeit nicht sagen, aufgrund der Studienergebnisse scheint jedenfalls die Möglichkeit dazu zu bestehen.“

Auf die Frage, inwiefern sich die Ergebnisse auf die Verwendungssicherheit auswirken:
„Ob die für die Sicherheitsbewertung von Zusatzstoffen zuständigen Behörden – in Europa ist das die EFSA – aufgrund der Studienergebnisse erneut mit der Bewertung von Erythritol auseinandersetzt, ist schwer abzuschätzen, die Ergebnisse werden aber bei einer eventuellen Neubewertung sicher zu berücksichtigen sein.“

„Die bereits existierenden staatlichen Initiativen zur Zuckerreduzierung – ähnlich der Zuckersteuer für Softdrinks in Großbritannien – oder die Verwendung diverser Verpackungskennzeichnungen, wie dem Nutri-Score oder ähnliche, haben bereits jetzt dazu geführt, dass die Reduktion von Zucker in Softdrinks durch die Verwendung von Süßstoffen erreicht wird. Als Süßungsmittel in Softdrinks spielt Erythritol aber nur eine untergeordnete Rolle; Erythritol ist nur bis zu einer Menge von 1,6 Prozent als Geschmacksverstärker in Softdrinks zugelassen.“

PD Dr. Anne Christin Meyer-Gerspach

Ernährungswissenschaftlerin und Leiterin der Metabolen Forschungsgruppe, Universität Basel

PD Dr. Bettina Wölnerhanssen

Ärztin und Leiterin der Forschungsabteilung, St. Clara Forschung, Basel, Schweiz

PD Dr. Anne Christin Meyer-Gerspach:

„Die vorliegende Arbeit von Witkowski und Kollegen beinhaltet wichtige, neue Daten, welche die Grundlage zu potenziell klinisch relevanten Informationen liefern. Es wird in der Arbeit ein Zusammenhang zwischen der Erythritmenge im Blut und dem Risiko an einer kardiovaskulären Erkrankung zu erleiden aufgezeigt. Die Autoren postulieren, dass als Mechanismus Veränderungen im Gerinnungssystem verantwortlich sein könnten. Ist Erythrit deshalb im Langzeitgebrauch schädlich? Wie die Autoren festhalten, ist dies unklar und es braucht Langzeitdaten aus prospektiven, kontrollierten Studien, um die Frage zu beantworten.“

„Folgende Punkte sind unklar und sollten noch weiter vertieft untersucht werden: Erstens konnte in der vorliegenden Arbeit nicht zwischen endogener Synthese (Eigenproduktion) von Erythrit und dem Konsum von Erythrit unterschieden werden. Erythrit kann vom Körper selbst hergestellt werden, zum Beispiel wenn der Blutzucker hoch ist. Damit versucht der Körper den Zucker rasch abzubauen. Ein zu hoher Blutzuckerspiegel kommt bei Übergewicht und bei Diabetikern vor, aber auch bei Menschen, die viel Zucker konsumieren. Hoher Zuckerkonsum ist mitverantwortlich für ein erhöhtes Herzinfarktrisiko. Eine erhöhte Erythritkonzentration im Blut kann also Folge von hoher Eigenproduktion sein und wird nicht exklusiv bei entsprechendem Konsum von Erythrit beobachtet.“

„Zweitens waren in der vorliegenden Studie erhöhte Erythritwerte im Blut mit einem erhöhten Herzinfarktrisiko assoziiert. Ein direkter kausaler Zusammenhang zwischen dem Konsum von Erythrit und einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Komplikationen konnte aber nicht aufgezeigt werden. Eine Unterscheidung zwischen Eigenproduktion von Erythrit im Körper oder aber Nahrungskonsum von Erythrit war nicht möglich. Die Studienautoren kommentieren dies mit dem Satz in der Diskussion ‚We speculate that erythritol levels in both validation cohorts originate from a combination of ingestion and endogenous production‘. Das zeigt das Dilemma auf: Es ist unklar wieviel Erythrit die Menschen in der Studie überhaupt konsumiert haben. Damit stellen sich folgende Fragen: Produzieren Personen mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko vermehrt Erythrit aus konsumiertem Zucker? Ist die endogene Erythritproduktion durch eine genetische Disposition gesteuert?“

„Ein Hinweis liefert eine vor wenigen Jahren publizierte Studie [2], bei welcher 30 Jahre alte Blutproben analysiert wurden – also aus einer Zeitperiode, als noch kein Erythrit in Lebensmitteln verwendet wurde. Bei dieser Studie waren erhöhte Erythritwerte mit einem erhöhten Risiko von Herzinfarkten verbunden. Möglicherweise hatten diese Menschen also einen erhöhten Blutzuckerspiegel – was bekanntermaßen zu erhöhtem Herzinfarktrisiko führt – und der erhöhte Erythritspiegel war ein Nebenbefund ohne direkte klinische Bedeutung [3].“

Auf die Frage, wie übertragbar die Daten auf die allgemeine Bevölkerung ohne hohe Prävalenz für kardiovaskuläre Risikofaktoren sind:
„Die Aussagekraft der verschiedenen Studien bezogen auf die Gesamtbevölkerung ist schwierig. In der ersten Studie wurden bei einer Risikogruppe das Vorhandensein von Erythrit im Blut mit dem Vorhandensein von kardiovaskulären Komplikationen korreliert. Es handelt sich also um eine Population mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko, das heißt, die Aussage kann nicht ohne Weiteres auf die ‚Normalbevölkerung’ übertragen werden. Bei der zweiten Studie handelt es sich um in-vitro Versuche, sowie in-vivo Tierversuche deren Aussagekraft beziehungsweise deren Übertragung auf den Menschen limitiert ist. In der dritten Studie wurden acht Probanden untersucht und dabei die Konzentrationen von Erythrit im Blut nach Einnahme von Erythrit gemessen, nicht aber die Gerinnungsfunktion untersucht. Deutlich aussagekräftiger wäre die Untersuchung des Gerinnungssystems bei gesunden Probanden oder bei Patienten zu untersuchen nach akuter und nach chronischer Einnahme von Erythrit.“

PD Dr. Bettina Wölnerhanssen:

„Die vorliegende Arbeit beinhaltet wichtige Ansatzpunkte und zeigt einmal mehr, dass es dringend prospektive, kontrollierte Studien benötigt, welche die Auswirkungen einzelner Süßsubstanzen über einen längeren Zeitraum untersuchen. Dass Zucker eine direkt gefäßschädigende Wirkung hat - ähnlich wie bei Tabakkonsum - ist bekannt. Bezüglich Zuckeralternativen gibt es aber noch einige offene Fragen. Bei verschiedenen künstlichen Süßstoffen wurde in Beobachtungsstudien ein möglicher Zusammenhang mit erhöhtem Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen beschrieben. Dabei wurden Patienten mit kardiovaskulären Problemen nach ihrem Süßstoffkonsum befragt und mit gesunden Personen verglichen. Durch Beobachtungsstudien ist aber nie der Beweis eines kausalen Zusammenhangs möglich.“

Auf die Frage, inwiefern eine Reduktion von Zucker in Lebensmitteln mit Süßstoffen ersetzt wird und welche potenziellen Folgen das haben könnte:
„Die Zuckerreduktion ist aus medizinischer Sicht dringend notwendig. Idealerweise wird der Konsum an süß schmeckenden Substanzen reduziert und der Zuckersatz durch Zuckeralternativen limitiert. Getränke mit Zuckeralternativen sollten nicht als Ersatz für zuckerhaltige Getränke empfohlen werden und Wasser sollte weiterhin die Hauptquelle der Flüssigkeitsaufnahme sein.“

Prof. Dr. Harald Schulze

Professor für Experimentelle Hämostaseologie, Julius-Maximilians-Universität Würzburg

„Erythrit (oder Erythritol) ist ein Polyalkohol mit einem C4-Grundkörper und gehört zu den Zuckeralkoholen. Er wird in sehr geringen Mengen vom Körper selbst durch einen Nebenarm im Stoffwechsel gebildet. In der Natur kommt er in Obst und Pilzen vor und wird industriell durch einen Fermentierungsprozess gebildet.“

„Erythrit hat einen süßen Grundgeschmack, der bei circa 50 bis 80 Prozent der Süße von handelsüblichem Rohrzucker liegt. Der menschliche Körper nimmt Erythrit über den Dünndarm auf, kann Erythrit aber quasi nicht verstoffwechseln und scheidet ihn fast vollständig über die Niere aus. Sein glykämischer Index liegt somit bei null, mit sehr geringer Insulinwirkung, allerdings einen Effekt auf gastrische Leerung durch die Stimulation der Ausschüttung von gastrischen Peptiden. Durch diese Eigenschaften gehört Erythrit mit zu den Zuckerersatzstoffen und ist in den USA und in Europa zugelassen, wobei durch die natürliche Basis die Zugabe als Bestandteil nicht deklariert werden muss. Erythrit wurde so insbesondere für Menschen mit Diabetes, Adipositas oder auch kardiovaskulären Erkrankungen als idealer Ersatzstoff zu zuckerhaltigen Lebensmitteln empfohlen. Interessanterweise ist die zugrundeliegende Basis an kontrollierten Studien sehr gering, viele Annahmen basieren auf Tiermodellen, zumeist an Ratten.“

„Die vorliegende Studie in ‚Nature Medicine’ versucht diese Lücke zu schließen. Die Publikation besteht aus einem klinisch-retrospektiven Teil, der auf drei Kohorten basiert sowie aus einem experimentellen Teil, in dem der Effekt von Erythrit auf die in-vitro-Thrombozytenfunktion im Vordergrund steht. Ich halte das Thema für sehr wichtig, gerade weil die Kohorten-basierte Datenlage sehr gering ist und auch wissenschaftlich für sehr interessant, allerdings habe ich durchaus Bedenken beim Design der Studie und vor allem bei den gezogenen Schlussfolgerungen.“

„Aus der Studie kann aus meiner Sicht kein unmittelbarer Zusammenhang zwischen dem Konsum von Zuckerersatzstoffen (wie Erythrit) und einem erhöhten Risiko für schwere kardiale Komplikationen gezogen werden, wobei der Titel der Studie dies auch nicht unmittelbar impliziert. Die zugrundeliegende ‚Discovery cohort‘ und die beiden danach rekrutierten Kohorten in den USA und in Europa sind ja bereits durch Patienten gekennzeichnet, die bereits ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko aufweisen. Diese Kohorte wurde stratifiziert, ob es innerhalb von drei Jahren zu einem ‚Major Adverse Cardiovascular Event‘ (MACE) kommt oder nicht. Die aufgeführten Endpunkte sind Tod, Myokardinfarkt und Schlaganfall. Entsprechende Vergleichskohorten (Alter, BMI et cetera) ohne erhöhtes Risiko gibt es nicht. Dieses ist vielleicht die größte Schwäche im klinischen Teil dieser Studie. Ein weiterer Kritikpunkt ergibt sich aus der Identifikation von Erythrit aus der ‚Discovery cohort‘: hier wurde eine Metabolom-Studie durchgeführt, bei der viele Polyalkohole unter den differenziell hochgeregelten Substanzen sind. Die Daten sind interessant, wenn auch vielleicht nicht vollständig angegeben, sie sind aber nur korrelativ. Zudem kann so nicht gezeigt werden, ob alle und gegebenenfalls welche der erhöhten Zuckeralkohole hier eine Rolle spielen.“

„Die erhöhten Erythritol-Spiegel lassen sich ohne Vergleichswerte nicht auf die unmittelbare Einnahme Erythrit-haltiger Lebensmittel zurückführen. Die eigenen Daten der Studie (Abbildung 5) zeigen, dass exogen zugeführtes Erythrit bis zu zwei Tage nachweisbar ist; hier wäre also die Frage, wann die für die Metabolom-Studie erforderliche Blutprobe genau abgenommen worden ist und was die Probanden vorher konsumiert hatten.“

„Der Studie fehlt eine Kontrollkohorte ohne Risiko. Zudem ist insbesondere der Endpunkt ‚Tod‘, aber auch MI (Myorkardinfarkt; Anm. d. Red.) und Apoplex (umgangssprachlich für Schlaganfall, Hirninfarkt oder Hirnschlag; Anm. D. Red.) ohne den Nachweis, dass ein kardiovaskuläres Ereignis ursächlich war, problematisch, da Störgrößen hier nicht ausreichend berücksichtigt worden sind. In diesem Sinne ist es tatsächlich zunächst eine ‚Discovery cohort‘ gewesen. Die Übertragung auf zwei weitere Kohorten in den USA und in Europa (im wesentlichen Deutschland, soweit ich das sehe), hätte zur Analyse von Störgrößen beitragen können. Hier ist aber das Studiendesign durch sehr unterschiedliche Fallzahlen nicht geeignet, um Ursachen für Unterschiede zu identifizieren. Als Beispiel sei die Q4-Kurve aus der Europa-Kohorte im Vergleich zu den anderen beiden Kohorten erwähnt, die hier im Dreijahres ‚event free survival‘ einen Wert von 55 Prozent statt 80 Prozent aufweist.“

„Der zweite Teil dieser Studie untersucht den Einfluss von exogen zugeführtem Erythritol auf die Thrombozytenfunktion in einer Reihe von im Feld grundsätzlich etablierten in-vitro-Modellen. Zur Klärung sei darauf verwiesen, dass es keine Daten zur Gerinnung (Aktivierung der Gerinnungskaskade beziehungsweise Gerinnselbildung) gibt, sondern sich alle Experimente nur auf die Thrombozytenfunktion selbst oder die Bildung on Thromben beziehen. Es gibt auch keine Vollblut-Daten; in allen Experimenten wurde die Antikoagulanz Citrat (Gerinnungshemmer; Anm. d. Red.) hinzugegeben. Es sind hier leider auch in den Zusatz-Daten keine Rohdaten wie zum Beispiel Kurven aus der Durchfluss-Zytometrie angegeben, so dass die Generierung der Messwerte nicht weiter nachvollzogen werden kann.“

„Die dargestellten Ergebnisse sind – unter den oben ausgeführten Kautelen – grundsätzlich interessant und auch insgesamt kohärent. Eine Vorstimulation von Blut mit Erythritol führt zu einer erhöhten Aktivierung von Thrombozyten, nachgewiesen durch zwei Agonisten und drei Methoden (Impedanz-Aggregometrie, Durchflusszytometrie, Calcium-Messungen). Die Darstellung der Messwerte konnten ich aus dem Text nicht ganz nachvollziehen (relativer Bezug zur Vehikel-Kontrolle ist dann nicht auf ‚1‘). In der Flusskammer konnte eine erhöhte Adhäsion festgestellt werden. Die in Abbildung 4b verwendeten Daten aus einem Mausmodell zeigen insofern einen Bruch auf, als dass eine Übertragbarkeit der humanen Daten auf die Maus an sich, in dieser Studie bislang nicht gezeigt worden ist und einfach angenommen wird – man hätte die Experimente aus Abbildung 3 auch in Mausblut zeigen können/müssen. Die verwendete Verletzung (Stärke und Dauer) ist so angelegt, dass die Gefäße eher spät zugehen (um einen beschleunigten Verschluss besser nachweisen zu können), Daten mit höheren/niedrigeren Scherraten fehlen ebenso wie weitere Thrombosemodelle (mesenterielle Arteriolen, Abdominalaorta) mit anderen Verletzungsarten (mechanisch versus chemisch (hier: durch FeCl₃)), die im Feld üblich sind.“

„Die hier beobachteten Ergebnisse sind rein deskriptiv und korrelativ, einen ursächlichen Zusammenhang gibt es nicht, da dies vom Studiendesign her nicht angelegt ist. Der Mechanismus, der zu einer Hyperreaktivität der Thrombozyten führt, wird nicht näher untersucht. Eine Übertragung auf den Konsum Erythrit-haltiger Produkte kann so nicht gezogen werden.“

„Offensichtlicherweise hätte man die Thrombozyten-Tests mit dem Blut der COSETTE-Gesundspender-Kohorte (Acht Personen, die Erythrit-haltiges Getränk konsumiert hatten; Anm. d. Red.), die aktiv Erythrit zu sich geführt hat und deutlich erhöhte Spiegel aufweist, durchführen können. Hier wäre nicht nur ein Verlauf möglich gewesen, sondern auch eine sinnvolle Vergleichskohorte. Die hier gezeigten Veränderungen in der Thrombozytenfunktion und in der Thrombusbildung (Adhäsion in der Flusskammer; Mausmodell) lassen sich somit nur korrelativ mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse zusammenbringen, einen experimentell ursächlichen Nachweis gibt es nicht. Erythrit könnte hier auch keine Rolle spielen, die einzig relevanten Daten kommen hier aus dem Tiermodell.“

„Die Stärke dieser Studie liegt aus meiner Sicht daran, eine Tür aufzustoßen, dass solche Studien (mit großer Fallzahl) notwendig sind, um die kurz- und langfristige Rolle von Zuckerersatzstoffen besser zu verstehen. Oft sind vordergründige und kurzfristige Verbesserungen mit langfristigen Problemen und Risiken assoziiert. Folgestudien, die sich an diese Studie anschließen – mit besser kontrollierten Kohorten – beziehungsweise Fall-Kontroll-Studien bieten eine Chance, die kurz- und langfristigen Auswirkungen von Zuckerersatzstoffen beim Menschen besser zu verstehen.“

„Erythrit ist in den USA und in Europa als Inhaltsstoff in Lebensmitteln zugelassen. Die Fragen ergeben sich aus der Kennzeichnungspflicht: wenn hier nur insgesamt ‚mit Süßungsmittel(n)‘ steht, dann wird es schwer festzustellen, ob Erythrit einen eigenen Effekt durch die direkte Zugabe hat oder ob es ein Metabolit ist, der durch die Ernährung anderer Zucker kommt. Inwieweit diese sich ineinander umwandeln, ist auch nur sehr unzureichend geklärt. Diese Studie kann – trotz all ihrer methodischen Schwächen aus meiner Sicht – dazu beitragen, die Zahl an kontrolliert prospektiven Studien so zu erhöhen, damit wir ein besseres Verständnis von Zuckerersatzstoffen beim Gesunden und beim Patienten haben. Die Entwicklung neuer, komplexer Insuline, Dauer-Blutzucker-Messungen und Insulinpumpen hat das Leben von Patienten mit Diabetes schon sehr verändert und erlaubt oft eine recht ‚normale‘ Ernährung. Wie man diese Fortschritte mit neuen Zuckerersatzstoffen kombinieren will, bleibt dann eine Frage der Zukunft.“

Angaben zu möglichen Interessenkonflikten

Dr. Stefan Kabisch: „Ich arbeite als Studienarzt für das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung in der Klinik für Endokrinologie und Stoffwechselmedizin der Charité Berlin, der auch einige der Autorinnen und Autoren der Studie angehören. Ich selbst bin jedoch nicht an dieser Studie beteiligt. Neben Fördergeldern aus öffentlichen Quellen erhält meine Arbeitsgruppe projektbezogene Zuwendungen aus der Lebensmittelindustrie.“

Prof. Dr. Hans Hauner: „Mitglied im wissenschaftlichen Präsidium der DGE, Mitglied in Leitlinienkommissionen, Mitglied in einem wissenschaftlichen Advisory Board der Savanna AG zum Thema Allulose. Ich besitze keine Aktien von Unternehmen der Ernährungsindustrie.“

Prof. Dr. Jürgen König: „Ich war an der Sicherheitsbewertung von Erythritol bei der EFSA beteiligt.“

PD Dr. Bettina Wölnerhanssen: „Es liegen keine Interessenkonflikte vor.“

PD Dr. Anne Christin Meyer-Gerspach: „Es liegen keine Interessenkonflikte vor.“

Prof. Dr. Harald Schulze: „Ich habe keinerlei Interessenkonflikte."

Primärquelle

Witkowski M et al. (2023): The artificial sweetener erythritol and cardiovascular event risk. Nature Medicine. DOI: 10.1038/s41591-023-02223-9.

Weiterführende Recherchequellen

Mazi TA et al. (2023): Erythritol: An In-Depth Discussion of Its Potential to Be a Beneficial Dietary Component. Nutrients. DOI: 10.3390/nu15010204.

Europäische Kommission. Sugars and Sweeteners. Stand: 08.04.2021

Literaturstellen, die von den Experten zitiert wurden

[1] Deutsche Gesellschaft für Ernährung: Vollwertig essen und trinken nach den 10 Regeln der DGE. Zuletzt aktualisiert am 29.08.2017.

[2] Wang Z et al. (2019): Metabolomic Pattern Predicts Incident Coronary Heart Disease: Findings From the Atherosclerosis Risk in Communities Study. Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. DOI: 10.1161/ATVBAHA.118.312236.

[3] Wölnerhanssen BK et al. (2019): Letter Regarding Article, “Metabolomic Pattern Predicts Incident Coronary Heart Disease”. Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. DOI: 10.1161/ATVBAHA.119.313009.

Literaturstellen, die vom SMC zitiert wurden

[I] European Comission. Scientific Committee on Food (24.03.2003): Opinion of the Scientific Committee on Food on Erythritol.

[II] EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources (2015): Scientific Opinion on the safety of the proposed extension of use of erythritol E 968) as a food additive. EFSA Journal. DOI: 10.2903/j.efsa.2015.4033.

[III] Bundesinstitut für Risikobewertung (01.07.2014): Bewertung von Süßstoffen und Zuckeraustauschstoffen. Hintergrundinformation Nr. 025/2014.

[IV] Bundeszentrum für Ernährung. Süßungsmittel. Stand: 26.10.2022.