Medizinische Anwendungen seltener Zucker: Das Potenzial von D-Allulose bei der Behandlung von Diabetes und Adipositas
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Quelle: Gycoforum 2. Juni 2025.
Kensaku Fukunaga:
Medizinische Anwendungen seltener Zucker: Das Potenzial von D-Allulose bei der Behandlung von Diabetes und Adipositas
Dr. Kensaku Fukunaga
Assistenzprofessor, Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel, Medizinische Fakultät, Universität Kagawa
Dr. Fukunaga absolvierte 2009 sein Studium an der Medizinischen Fakultät der Universität Kagawa und schloss 2018 seine vierjährige Doktorandenausbildung an der medizinischen Graduiertenschule der Universität Kagawa ab. Sein Fachgebiet ist die Endokrinologie und Stoffwechselmedizin, wobei er sowohl in der klinischen Praxis als auch in der Forschung tätig ist.
Seine Forschung konzentriert sich auf die klinische Anwendung seltener Zucker im Zusammenhang mit Fettgewebe, Adipositas und Glukosestoffwechsel; auf neue Behandlungsstrategien für Patienten mit Typ-2-Diabetes, die an einer metabolisch assoziierten Fettlebererkrankung (MASLD) leiden; auf die Identifizierung und Bewertung prädiktiver Faktoren für Zivilisationskrankheiten mittels Gesundheitsdaten; sowie auf die Umsetzung problemorientierter, erfahrungsbasierter Lernprogramme („Future Classroom“), die darauf abzielen, Zivilisationskrankheiten bei Kindern vorzubeugen. All diese Bemühungen sind auf klinische Forschung mit dem Ziel der gesellschaftlichen Umsetzung ausgerichtet.
Er ist zertifiziertes Mitglied des Verwaltungsrats der Japanischen Gesellschaft für Innere Medizin (JSIM), Mitglied der JSIM (FJSIM), ein von der JSIM für die Facharztausbildung ernannter Arzt, Diabetologe und beratender Diabetologe der Japanischen Diabetes-Gesellschaft, zertifizierter Endokrinologe und zugelassener endokrinologischer Ausbilder des Verwaltungsrats der Japanischen Gesellschaft für Endokrinologie sowie Betriebsarzt der Japanischen Ärztekammer.
Einführung
Diabetes und stoffwechselbedingte Störungen im Zusammenhang mit Adipositas stellen eine erhebliche globale Gesundheitsbelastung dar, was die Notwendigkeit innovativer therapeutischer Strategien unterstreicht.
Ein Eckpfeiler bei der Bewältigung dieser Erkrankungen ist die Änderung des Lebensstils, einschließlich Ernährung und körperlicher Betätigung.
Ein übermäßiger Zuckerkonsum, der durch moderne Essgewohnheiten vorangetrieben wird, ist mit einem zunehmenden Auftreten von Diabetes, Adipositas und Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden. (Referenz 1.)
Dies hat das Interesse an sichereren Zuckeralternativen geweckt.
Während künstliche Süßstoffe bereits auf ihre potenziellen Vorteile bei der Behandlung von Adipositas und Diabetes untersucht wurden (Ref 2.),
deuten einige Studien darauf hin, dass sie den Glukosestoffwechsel nachteilig beeinflussen können (Ref 3.), was eine sorgfältige Bewertung ihres Einsatzes erforderlich macht.
D-Allulose, ein natürlich vorkommender seltener Zucker, hat als vielversprechende Alternative Aufmerksamkeit erregt.
Unsere klinische Forschung deutet darauf hin, dass D-Allulose den Glukosestoffwechsel bei Patienten mit Typ-2-Diabetes verbessern kann.
Dieser Überblick fasst die aktuellen Erkenntnisse zu den Auswirkungen von D-Allulose auf Diabetes, Adipositas und Fettstoffwechsel zusammen und bewertet das Potenzial für deren klinische Anwendung.
2. Seltene Zucker und D-Allulose: Ein Überblick
2-1. Definition seltener Zucker
Seltene Zucker sind Monosaccharide und deren Derivate, die in der Natur nur in begrenzten Mengen vorkommen.
Die Forschung hat zahlreiche biologische Aktivitäten identifiziert, die mit diesen Zuckern assoziiert sind, was auf potenzielle gesundheitliche Vorteile hindeutet.
2-2. Eigenschaften von D-Allulose
D-Allulose ist ein seltener, kalorienarmer Zucker (0,4 kcal/g). Obwohl sie in den Blutkreislauf aufgenommen wird, wird der Großteil mit dem Urin ausgeschieden, wodurch ihre Rolle als Energiequelle minimiert wird (4).
Obwohl eine übermäßige Aufnahme zu leichten Magen-Darm-Beschwerden führen kann, liegt der maximale Wert ohne beobachtbare schädliche Wirkungen (NOAEL) bei 0,55 g/kg Körpergewicht pro Tag (5), was darauf hinweist, dass D-Allulose im Allgemeinen sicher ist, wenn sie innerhalb der empfohlenen Grenzen konsumiert wird.
3. Mechanismen der glykämischen und antiobesogenen Wirkungen von D-Allulose
3-1. Mechanismus der glykämischen Kontrolle
D-Allulose senkt den postprandialen Glukosespiegel über mehrere Pfade.
Im Dünndarm hemmt sie die Aktivität der α-Glucosidase, wodurch die Aufnahme von Glukose und Fruktose reduziert wird (6).
In der Leber steigert sie die Expression von Glukokinase, fördert die Glykogensynthese und hemmt gleichzeitig die Glukoneogenese und die Glukosefreisetzung der Leber, was zu einer verbesserten glykämischen Kontrolle führt (7).
Zudem kann D-Allulose die Insulinsensitivität verbessern und eine schützende Wirkung auf die β-Zellen der Bauchspeicheldrüse ausüben (8).
Diese Mechanismen deuten gemeinsam auf ihre vielfältige Rolle bei der Glukoseregulation hin.
3-2. Mechanismus der antiobesogenen Wirkungen
D-Allulose kann bei der Gewichtskontrolle helfen, indem sie den Appetit und den Energiestoffwechsel moduliert. Es wurde gezeigt, dass sie die Sekretion von Glucagon-like Peptid-1 (GLP-1) steigert, was den Appetit über eine afferente Vagus-Signalübertragung zum Hypothalamus reduziert.
Darüber hinaus deuten immer mehr Beweise darauf hin, dass D-Allulose die Umwandlung von weißem Fettgewebe in beiges Fettgewebe fördert, was mit einer erhöhten Thermogenese und Energieausgabe verbunden ist.
Dieser Beige-Effekt ist mit der Hochregulierung des Entkopplungsproteins 1 (UCP-1), einem Schlüsselregulator der mitochondrialen Wärmeproduktion, verbunden.
Diese Ergebnisse legen nahe, dass D-Allulose über mehrere Stoffwechselwege zur Fettreduktion beitragen kann, was weitere Untersuchungen rechtfertigt.
4. Wirkungen von D-Allulose beim Menschen
4-1. Einfluss auf den postprandialen Glukosespiegel bei gesunden Individuen und Prädiabetikern
Studien am Menschen haben gezeigt, dass D-Allulose den postprandialen Glukosespiegel sowohl bei gesunden Personen als auch bei Menschen mit eingeschränkter Glukosetoleranz senkt.
Bei gesunden Probanden reduziert D-Allulose dosisabhängig den postprandialen Glukosespiegel, während sie gleichzeitig die Insulinsekretion moduliert (10-12).
Bei Individuen mit eingeschränkter Glukosetoleranz (Prädiabetes) reduzierte die Einnahme von 5 g D-Allulose zu einer Testmahlzeit (425 kcal: 84,5 g Kohlenhydrate, 13,3 g Protein, 3,7 g Fett) den postprandialen Blutzuckerspiegel signifikant (13).
Diese Ergebnisse heben D-Allulose als potenzielle diätetische Intervention zur Verbesserung der Glukoseregulation hervor.
4-2. Wirkungen bei Patienten mit Typ-2-Diabetes: Ein neuer diätetischer Ansatz
Um ihren klinischen Nutzen zu bewerten, untersuchten wir, ob D-Allulose in die Diättherapie bei Diabetes integriert werden kann (14).
In unserer Studie verglichen wir eine konventionelle Diabetes-Diät – bei der die Kalorienzufuhr basierend auf Körpergewicht und körperlicher Aktivität berechnet wurde – mit einer modifizierten Diät, die 8,5 g D-Allulose pro Mahlzeit enthielt, bei gleicher Makronährstoff- und Kalorienzusammensetzung.
Die mit D-Allulose angereicherte Diät zeigte bei Patienten mit Typ-2-Diabetes eine hervorragende Unterdrückung des postprandialen Glukosespiegels (Abbildung 1).
Diese Studie, die als erste ein kontinuierliches Glukosemonitoring (CGM) einsetzte, um den Einsatz von D-Allulose in der Diättherapie zu bewerten, unterstützt ihr Potenzial als innovative Ernährungsstrategie in der Diabetesbehandlung.
Abbildung 1. Einfluss einer D-Allulose-haltigen diabetischen Diät auf die Unterdrückung des postprandialen Blutzuckerspiegels
Diese Abbildung zeigt die Veränderung des Blutzuckerspiegels bei Patienten mit Typ-2-Diabetes nach dem Verzehr einer konventionellen diabetischen Diät (gestrichelte Linie) und einer D-Allulose-haltigen diabetischen Diät (durchgezogene Linie).
Die D-Allulose-haltige Diät reduzierte den postprandialen Blutzuckeranstieg nach dem Frühstück, Mittag- und Abendessen signifikant.
4-3. Die globale Diabeteslast und das Potenzial seltener Zucker in Asien
Die US-amerikanische Lebensmittelüberwachungsbehörde (FDA) hat D-Allulose den Status „Generally Recognized as Safe“ (GRAS) verliehen, was ihre Sicherheit als Lebensmittelzutat unterstreicht.
Die weltweite Diabetes-Prävalenz steigt, wobei in Asien ein besonders schnelles Wachstum zu verzeichnen ist.
In Malaysia beispielsweise steigt die Diabetes-Prävalenz stetig an.
Eine erhebliche Herausforderung stellt der Ramadan dar, während dessen muslimische Patienten von der Morgendämmerung bis zum Sonnenuntergang fasten (etwa 13 Stunden lang).
Dieser Fastenzeitraum birgt das Risiko für tagsüber auftretende Hypoglykämie, während das Iftar, die Mahlzeit nach Sonnenuntergang, oft zu einer übermäßigen Nahrungsaufnahme und einem erhöhten Risiko für postprandiale sowie nächtliche Hyperglykämie führt.
Um dieses Problem anzugehen, führten wir eine Studie an Patienten mit Typ-2-Diabetes während des Ramadan durch, in der wir den Einfluss von D-Allulose auf glykämische Schwankungen mittels CGM untersuchten (15).
Die Ergebnisse zeigten eine signifikante Reduktion der postprandialen Glukosespitzen und der inkrementellen Fläche unter der Glukosekurve (iAUC) nach dem Iftar.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass D-Allulose dazu beitragen kann, die glykämische Kontrolle während des Ramadan zu verbessern (Abbildung 2).
Diese Forschung unterstreicht das Potenzial von D-Allulose als neue diätetische Intervention in der Diabetesbehandlung, insbesondere in kulturell spezifischen Umgebungen, in denen durch Fasten induzierte glykämische Schwankungen ein erhebliches Gesundheitsrisiko darstellen.
Abbildung 2. Blutzuckersenkende Wirkung von D-Allulose nach dem Iftar
(a) D-Allulose reduzierte den postprandialen Spitzen-Blutzuckerspiegel nach dem Iftar.
(b) Die Zunahme der Fläche unter der Blutzuckerkurve (iAUC) wurde signifikant verringert.
5. Zukünftige Richtungen und Herausforderungen
D-Allulose stellt eine vielversprechende diätetische Strategie zur Behandlung von Diabetes und Adipositas dar, da sie in der Lage ist, den postprandialen Glukosespiegel zu senken, die GLP-1-Sekretion zu steigern und die Fettverbrennung zu fördern.
Als natürlicher, kalorienarmer Zucker, der potenzielle Stoffwechselvorteile bietet, entspricht sie den modernen Verbraucherpräferenzen für gesündere Alternativen.
Weitere klinische Forschung ist erforderlich, um ihre therapeutische Wirksamkeit zu validieren.
Strenge Studien zur Bewertung ihrer langfristigen metabolischen Auswirkungen werden entscheidend sein, um medizinische Anwendungen voranzutreiben und D-Allulose in evidenzbasierte Ernährungsstrategien zur Behandlung von Diabetes und Adipositas zu integrieren.
Referenzen
1. Imamura F, O'Connor L, Ye Z, Mursu J, Hayashino Y, Bhupathiraju SN et al. Consumption of sugar sweetened beverages, artificially sweetened beverages, and fruit juice and incidence of type 2 diabetes: systematic review, meta-analysis, and estimation of population attributable fraction. BMJ. 2015 Jul;351:h3576.
2. Gardner C, Wylie-Rosett J, Gidding SS, Steffen LM, Johnson RK, Reader D et al. Nonnutritive Sweeteners: Current Use and Health Perspectives: A Scientific Statement From the American Heart Association and the American Diabetes Association. Diabetes Care. 2012 Aug;35(8):1798–808.
3. Suez J, Cohen Y, Valdés-Mas R, Mor U, Dori-Bachash M, Federici S et al. Personalized microbiome-driven effects of non-nutritive sweeteners on human glucose tolerance. Cell. 2022 Sep;185(18):3307-3328.e19.
4. Tsukamoto I, Hossain A, Yamaguchi F, Hirata Y, Dong Y, Kamitori K et al. Intestinal absorption, organ distribution, and urinary excretion of the rare sugar D-psicose. Drug Des Devel Ther. 2014 Oct;8:1955–64.
5. Iida T. Estimation of the maximum no-observed-adverse-effect level of D-psicose in humans for induction of diarrhea. J Advd Food Ingred. 2007;10:15–19.
6. Hishiike T, Ogawa M, Hayakawa S, Nakajima D, O'Charoen S, Ooshima H et al. Transepithelial transport of the rare sugar D-psicose in the human intestine. J Agric Food Chem. 2013 Jul;61(30):7381–6.
7. Shintani T, Yamada T, Hayashi N, Iida T, Nagata Y, Ozaki N et al. Rare Sugar Syrup Containing d-Allulose but Not High-Fructose Corn Syrup Maintains Glucose Tolerance and Insulin Sensitivity Partly via Hepatic Glucokinase Translocation in Wistar Rats. J Agric Food Chem. 2017 Apr;65(13):2888–94.
8. Hossain A, Yamaguchi F, Hirose K, Matsunaga T, Sui L, Hirata Y et al. The rare sugar D-psicose prevents the progression and development of diabetes in the T2DM model, Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty rats. Drug Des Devel Ther. 2015 Jan;9:525–35.
9. Iwasaki Y, Sendo M, Dezaki K, Hira T, Sato T, Nakata M et al. GLP-1 release and vagal afferent activation mediate the beneficial metabolic and chronotherapeutic effects of D-allulose. Nat Commun. 2018 Jan;9(1):113.
10. Yuma T, Tokuda M, Nishimoto N, Yokoi H, Izumori K. Allulose for the attenuation of postprandial blood glucose in healthy humans: A systematic review and meta-analysis. PLoS One. 2023 Apr;18(4):e0281150.
11. Buranapin S, Kosachunhanan N, Waisayanand N, Yokoi H, Tokuda M. The co-ingestion of D-allulose with a sucrose beverage on glucose tolerance and insulin levels among healthy Thai volunteers. J Nutr Sci Vitaminol. 2024;70(3):203–9.
12. Franchi F, Yaranov DM, Rollini F, Rivas A, Rivas Rios J, Been L et al. Effect of D-allulose on glucose tolerance and insulin response to a standard oral sucrose load: results of a prospective, randomized, crossover study. BMJ Open Diabetes Res Care. 2021 Feb;9(1):e001939.
13. Hayashi N, Iida T, Yamada T, Okuma K, Takehara I, Yamamoto T et al. Study of the postprandial blood glucose-suppressing effect of D-psicose in borderline diabetes and the safety of long-term ingestion in normal humans. Biosci Biotechnol Biochem. 2010;74(3):510–9.
14. Fukunaga K, Yoshimura T, Imachi H, Kobayashi T, Saheki T, Sato S et al. Pilot Study of the Efficacy of a Diabetic Diet Containing the Rare Sugar D-Allulose in Patients with Type 2 Diabetes: A Prospective, Randomized, Single-Blind, Crossover Study. Nutrients. 2023 Jun;15(12):2802.
15. Japar S, Fukunaga K, Kobayashi T, Imachi H, Sato S, Saheki T et al. Pilot study on the effect of D-allulose on postprandial glucose levels in patients with type 2 diabetes during the Ramadan fast. Diabetol Metab Syndr. 2022 Jun;14(1):86.
