Allulose in der menschlichen Ernährung: das Bekannte und das Unbekannte

Das Schicksal von aufgenommener Allulose

Bei Säugetieren nutzt Allulose im Wesentlichen dieselben Wege für die Aufnahme in den Körper, die Verteilung und die Ausscheidung wie diätetische Fruktose.

Die Absorption von Allulose aus dem Darm wird durch den GLUT5-Transporter in den apikalen Membranen der Epithelzellen vermittelt, während der Export durch die basolaterale Membran über GLUT2 erfolgt ^{(Referenz Kishida, Martinez und Iida7 )} .

Da es sich bei beiden Transportern um Uniporter handelt, die ein Gleichgewicht über die Membran vermitteln, wird die Transportrichtung ausschließlich durch den Konzentrationsgradienten bestimmt.

Für die Aufnahme von Fruktose im Darm scheint deren Stoffwechsel in den Epithelzellen wichtig zu sein, wobei Glukose und verschiedene organische Säuren in den Pfortaderkreislauf freigesetzt werden.

Dies wurde kürzlich bei Mäusen mit 13C-markierter Fruktose elegant nachgewiesen ^{(Referenz Jang, Hui und Lu8 )} .

Ähnlich wie beim Menschen ist die Aufnahmekapazität für Fruktose im Dünndarm von Mäusen begrenzt, was wahrscheinlich auf die im Vergleich zu SGLT1 – dem elektrogenen natriumgekoppelten GLUT für den massiven aufwärts gerichteten Transport von Glukose und Galaktose – geringe Dichte von GLUT5 in den apikalen Membranen zurückzuführen ist.

Eine begrenzte Fruktoseaufnahme verursacht intestinale Beschwerden, die mit osmotischer Diarrhö und Fermentation durch mikrobielle Gemeinschaften in den distalen Darmabschnitten einhergehen, was zu Gasbildung und Blähungen führt ^{(Referenz: Jones, Butler und Brooks9 )} .

Die Gasbildung (hauptsächlich Wasserstoff) lässt sich nach der Fruktoseaufnahme leicht in der Ausatemluft nachweisen, und bei vielen Konsumenten sind bei akuten Fruktosedosen von mehr als 25–50 g eine begrenzte Fruktoseabsorption sowie eine verstärkte Gasbildung festzustellen.

Die Malabsorption ist in den letzten Jahrzehnten aufgrund der erhöhten Fruktoseaufnahme aus Lebensmitteln und Getränken zu einem häufigen Problem geworden.

Wichtig ist, dass eine Fruktosemalabsorption durch die gleichzeitige Gabe von Glukose überwunden werden kann.

Dieser Effekt ist dosisabhängig, und eine Fruktosemalabsorption ist bei einem Fruktose-Glukose-Verhältnis mit einer Stöchiometrie von 1:1 nicht mehr nachweisbar ^{(Referenz Truswell, Seach und Thorburn10 )} .

Dieser Befund stimmt mit der Beobachtung überein, dass die Mehrheit der Patienten mit Fruktosemalabsorption beim Verzehr von Saccharose keine gastrointestinalen Beschwerden hat.

Die molekularen Mechanismen, die der Glukose-unterstützten Steigerung der intestinalen Fruktoseabsorption zugrunde liegen, sind noch nicht vollständig geklärt, es wurde jedoch vermutet, dass Glukose die Integration von GLUT2 in die apikale Membran ermöglicht, wodurch die Aufnahme von mehr Fruktose und Glukose erlaubt wird ^{(Referenz Kellett und Helliwell11 ,Referenz Röder, Geillinger und Zietek12 )} .

Derzeit ist auch nicht bekannt, ob Glukose die Absorption von Allulose durch denselben Mechanismus steigern kann.

Allulose zeigt, ähnlich wie Fruktose, eine begrenzte Absorptionskapazität, wobei Dosen von mehr als 0,4 g/kg Körpergewicht/Tag als ohne Darmbeschwerden verträglich identifiziert wurden ^{(Referenz: Han, Choi und Kim13 )} .

Das Ausmaß der gesamten intestinalen Absorption von Allulose wird auf etwa 70 % der oral verabreichten Dosis geschätzt ^{(Referenz Tsukamoto, Hossain und Yamaguchi14 ,Referenz Moura15 )} .

 Es muss noch bestimmt werden, ob weitere negative Nebenwirkungen der Allulose-Einnahme auftreten, wenn Allulose isoliert und nicht zusammen mit anderen diätetischen Posten (Lebensmittel oder Getränke), die Glukose oder Saccharose enthalten, verzehrt wird.

Ähnlich wie Fruktose hat sich Allulose als Vermittler der Sekretion von Glucagon-like Peptid 1 (GLP-1) aus enteroendokrinen L-Zellen von Ratten erwiesen.

Dieser Epithelzelltyp kommt im gesamten Darm vor, weist jedoch die höchste Dichte im Ileum und im Dickdarm auf.

GLP-1 verringert die Magenentleerungsgeschwindigkeit und ist neben seiner akuten Wirkung auf die glukoseabhängige Insulinproduktion für die Aufrechterhaltung der vitalen ß-Zellmasse in der Bauchspeicheldrüse verantwortlich.

Eine an C57BL/6-Mäusen durchgeführte Studie, in der Allulose in Dosen von 1 und 3 g/kg Körpergewicht intragastral verabreicht wurde, beschrieb eine erhöhte GLP-1-Sekretion und eine vorübergehende Verringerung der Nahrungsaufnahme, was nicht mehr beobachtet wurde, als Tiere ohne GLP-1-Rezeptoren verwendet wurden ^{(Referenz Hayakawa, Hira und Nakamura16 )} .

In einer anderen Studie an gesunden und fettleibig-diabetischen Tiermodellen löste Allulose ebenfalls eine GLP-1-Freisetzung aus, reduzierte die Nahrungsaufnahme und zeigte positive Auswirkungen auf die Glukosetoleranz ^{(Referenz Iwasaki, Sendo und Dezaki17 )} .

Es ist nicht bekannt, ob diese metabolische Aktivität der Allulose beim Menschen bei einer erwarteten täglichen Gesamtaufnahme von 10–30 g relevant ist.

Darüber hinaus weisen die Sekretion und die Wahrnehmung von Hormonen im Darm bemerkenswerte Unterschiede zwischen Nagetieren und Menschen auf.

Daher sind Humanstudien erforderlich, die spezifisch die Reaktion des Magen-Darm-Traktes auf Allulose untersuchen.

Da noch keine Humandaten zum Verbleib (d. h. zur Organverteilung) von absorbierter Allulose vorliegen, helfen die Ergebnisse von Tierversuchen und die Analogie zu Fruktose, den aktuellen Status der „bekannten“ Stoffe zu bestimmen und Schätzungen auf Basis der fehlenden Informationen zu ermöglichen.

Frühe Tierversuche an Ratten untersuchten den Verbleib von Allulose mit einem ¹⁴C-radioaktiven Tracer, der intravenös (i.v.) oder oral verabreicht wurde ^{(Referenznummer Whistler, Singh und Lake3 )} .

Die Radioaktivitätsrückgewinnung nach intravenöser Verabreichung zeigte, dass >95 % bereits nach 6 Stunden ausgeschieden und im Urin nachweisbar waren.

Im Gegensatz dazu verblieben 72 Stunden nach oraler Verabreichung etwa 40 % des Tracers im Kadaver, 37 % waren im Urin und 15 % als Kohlendioxid nachweisbar.

Letzteres deutet stark darauf hin, dass die Darmmikrobiota in der Lage ist, Allulose, die den Dickdarm erreicht, zu metabolisieren, wodurch CO2 freigesetzt wird, während 12 % des Tracers mit dem Stuhl ausgeschieden wurden.

In einer späteren Studie an Mäusen mit radioaktiv markierter Allulose wurde eine Autoradiographie verwendet, um die Tracer-retinierenden Organe zu identifizieren ^{(Referenz Tsukamoto, Hossain und Yamaguchi14 )} .

Nur in der Leber und der Harnblase zeigte sich 30 Minuten nach intravenöser Injektion eine signifikante Akkumulation. Die Analyse des Vollbluts zeigte eine schnelle Clearance mit einer Halbwertszeit von < 15 Minuten.

Als jedoch 7 Tage nach oraler Verabreichung von 100 mg Allulose pro Kilogramm Körpergewicht analysiert wurde, war sowohl in der Leber als auch im Darm (einschließlich Inhalt) noch etwas Tracer vorhanden.

Derzeit berichtet nur eine einzige Humanstudie über die postprandiale Plasmakonzentration von D-Allulose nach oraler Verabreichung einer Einzeldosis von 0,5 g/kg Körpergewicht ^{(Referenz Kuzawa, Ikeda und Kagaya18 )} .

Im Vergleich zur Gabe von Glukose und Fruktose erreichte der maximale Plasmaspiegel von Allulose fast 3 mM und stieg somit ähnlich wie bei Glukose an, während der Fruktosewert nur um etwa 300 µM stieg.

Während der Glukosespiegel bei 30 Minuten seinen Höhepunkt erreichte, erreichte der Allulosespiegel sein Maximum nach 1 Stunde, blieb jedoch über 6 Stunden über dem Nüchternniveau.

Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit dem signifikanten Stoffwechsel von Fruktose im Darm, der einen signifikanten Anstieg im peripheren Blut verhindert, während bei fehlendem Stoffwechsel der Allulosespiegel den Glukosespiegel nachahmt – obwohl Glukose aufgrund von Insulin schneller aus dem Blut entfernt werden kann als Allulose.

Die schnelle Clearance der Moleküle aus dem Blut erfolgt in den Nieren durch glomeruläre Filtration und anschließende Ausscheidung über den Urin. Die apikale Membran der proximalen Tubuluszellen der Niere enthält jedoch ebenfalls GLUT5, was bedeutet, dass immer ein gewisses Maß an Allulose im Nierengewebe zurückbleibt. Unter der Annahme, dass 50–70 % der im Darm absorbierten Allulosedosis schließlich im Urin erscheinen, ist der Urogenitaltrakt einer recht hohen Allulosekonzentration ausgesetzt.

Bei der Berechnung der durchschnittlichen Urinkonzentration von Allulose für eine Tagesdosis von 10–40 g aus angereicherten Lebensmitteln und Getränken kann der Allulosespiegel im Urin leicht 10 mM übersteigen.

Experten und Behörden haben den potenziellen Effekt auf Infektionen des Urogenitaltraktes als Sicherheitsbedenken geäußert, da er zusätzliches Substrat für Bakterien bietet.

Die Behandlung von Diabetikern mit SGLT2-Hemmern, die darauf abzielen, die Glukoseausscheidung in den Urin durch Blockierung der tubulären Reabsorption von gefilterter Glukose über SGLT2 zu erhöhen, hebt den Glukosespiegel jedoch ebenfalls über 10 mM ^{(Referenzliste und Whaley19 )} .

Dies wurde bereits in der frühen Phase der Entwicklung von SGLT2-Hemmern als potenzielles Risiko für die Begünstigung von Harnwegsinfektionen definiert.

Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse, die auf Langzeitbeobachtungen von Tausenden von Patienten basiert, fand jedoch keine Belege für einen solchen Anstieg der Häufigkeit von Harnwegsinfektionen ^{(Referenz: Dave, Schneeweiss und Kim20 )} .

 

Allulose und kommensale Darmmikroben

Da GLUT5 nur begrenzt Allulose transportieren kann, gelangen die Mengen, die im oberen Dünndarm nicht vollständig absorbiert werden, in den unteren Dünndarm und den Dickdarm, wo sie von den dort lebenden kommensalen Bakterien metabolisiert werden können.

Ein gewisses Maß an Verwertung wurde bereits in den erwähnten frühen Nagetierversuchen durch den Nachweis der CO2-Produktion aus markierter Allulose nahegelegt ^{(Referenznummer Whistler, Singh und Lake3 )} .

Systematischere Studien zur Verwertung/Fermentation von Allulose bei Ratten untersuchten die Dosisabhängigkeit bei der Verwendung von 10, 20 oder 30 % (w/w) Allulose in der Ernährung, gefolgt von einer Analyse der kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) im Blinddarminhalt.

Ein dosisabhängiger Anstieg der Konzentrationen von Acetat, Propionat und Butyrat wurde beobachtet ^{(Referenz Matsuo, Tanaka und Hashiguchi21 )} und dieses Profil war ähnlich zu anderen fermentierbaren Kohlenhydraten, einschließlich Fruktose oder Fruktanen. Obwohl SCFAs als vorteilhaft angesehen werden, haben Studien an Mäusen mit ¹³C-markierter Fruktose ^{(Referenz Zhao, Jang und Liu(22 )} gezeigt, dass Acetat als dominante kurzkettige Fettsäure der Dickdarmfermentation als Ausgangssubstrat für die Leber-Fettsäure-Synthase bei Nagetieren genutzt werden kann, was einer der Mechanismen sein könnte, durch den hohe Dosen von Fruktose bei Nagetieren und Menschen nicht-alkoholische Fettlebererkrankungen verursachen.

Dies würde jedoch darauf hindeuten, dass Allulose im Wesentlichen auch über das von kommensalen Bakterien produzierte Acetat eine Leberfett-Synthese verursachen könnte. Darüber hinaus befassen sich diese Studien auch mit dem energetischen Wert von Allulose.

Obwohl der Zucker in Säugetierzellen nicht metabolisiert wird, würde die Produktion von SCFA Energie für den Wirtsorganismus bereitstellen – ähnlich wie bei anderen fermentierbaren Substraten.

Für Allulose wurde jedoch eine geringere „Kalorienausbeute“ von etwa 0,4 kcal/g vorgeschlagen ^{(Referenz Moura15 )} , da nur ein Bruchteil der verabreichten Dosis den Dickdarm erreicht und zudem die Fermentationsgeschwindigkeit von Allulose beim Menschen weitaus geringer sein könnte als bei Nagetieren.

 Darauf deutet eine Studie hin, die die Analyse von Wasserstoffgas (H2) in der Ausatemluft als Indikator für die Fermentation nutzte, ähnlich wie beim Standard-Fruktose-Malabsorptionstest.

Bei der Verabreichung in drei Dosen von bis zu 0,33 g/kg Körpergewicht und im Vergleich zu gleichen Dosen von Fructooligosacchariden zeigte sich bei Allulose kein Anstieg des ausgeatmeten H2, _{während bei} Oligofructosen ein dosisabhängiger Anstieg zu beobachten war ^{(Referenz Iida, Hayashi und Yamada23 )} .

Die Autoren kamen daher zu dem Schluss, dass Allulose in vernünftigen Dosen (23 g für eine 70 kg schwere Person) keine signifikante Fermentation aufweist und somit keine Energie durch kurzkettige Fettsäuren (SCFA) liefert.

Darüber hinaus zeigten in vitro-Studien, bei denen 35 für das kommensale Mikrobiom typische Bakterienstämme verwendet wurden, keine signifikante Fermentation von Allulose, wenn diese 96 Stunden lang mit einer 0,5%igen D-Glukose- oder D-Allulose-Lösung inkubiert wurden, woraufhin die pH-Werte zur Messung der Produktion organischer Säuren aus den Substraten bestimmt wurden ^{(Referenz Iida, Hayashi und Yamada23 )} .

Es wurde kein signifikanter Anstieg der kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) im Stuhl bei Mäusen festgestellt, die 16 Wochen lang mit einer fettreichen Diät (40 Energieprozent Fett) gefüttert wurden und denen (mit oder ohne) 5 % ihres Körpergewichts an D-Allulose zugesetzt wurden ^{(Referenz Han, Park und Choi24 )} .

Die Mikrobiom-Analyse der Stuhlproben der Mäuse mittels 16S-rRNA-Gensequenzierung zeigte einige Veränderungen in der Zusammensetzung der Mikrobiota, diese korrelierten jedoch alle mit den Veränderungen des Körpergewichts der Tiere, sodass unklar blieb, ob Allulose einen direkten oder indirekten, gewichtsvermittelten Effekt auf das Mikrobiom hat.

Dieselben Autoren berichteten unter Verwendung derselben Diäten und desselben Studiendesigns (wahrscheinlich aus derselben Studie stammend) über identische Mikrobiomveränderungen, jedoch waren die Auswirkungen auf die SCFA-Spiegel unterschiedlich ^{(Referenz Han, Yoon und Choi25 )} .

Diese teilweise identischen Daten wurden in drei Studien präsentiert und wurden bereits identifiziert (PubPeer: https://pubpeer.com/publications/1C5ADDF6BF9F4E555B598F39AE9B5A ).

 

Zusammenfassung

Die aktuelle Wissensbasis über das Schicksal von nicht absorbierter Allulose bei Nagetieren und Menschen reicht nicht aus, um Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, ob der regelmäßige Verzehr größerer Mengen an Allulose aus angereicherten Produkten einen signifikanten Einfluss auf die Zusammensetzung der Mikrobiota oder das Metabolitenspektrum im Dickdarm hätte.

 

Allulose und pathogene Bakterien

Es wurden Sicherheitsbedenken hinsichtlich des Allulosekonsums geäußert, da Berichte darauf hindeuteten, dass Allulose ein Substrat für potenziell schädliche Bakterien darstellen könnte ^{(Referenz Blin, Passet und Touchon26 )} .

Der Verzehr von Allulose könnte diesen Bakterien somit einen Wachstumsvorteil verschaffen und das Auftreten und/oder die Schwere einer Infektion erhöhen ^{(Referenz Martin, Cao und Wu27 )} .

Ein ähnliches Szenario wurde zuvor für ein anderes Kohlenhydrat, Trehalose, vorgeschlagen. Medizinisch relevante Stämme von Clostridioides difficile, einem opportunistischen Erreger, der vor allem bei älteren, hospitalisierten Patienten nach einer Antibiotikatherapie Kolitis verursacht, metabolisierten Trehalose ^{(Referenz Collins, Robinson und Danhof28 )} .

Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde die Verwendung von Trehalose beim Menschen im Hinblick auf eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber C. difficile-Infektionen sowie die Förderung von Kolonisation und symptomatischen Infektionen in Frage gestellt.

Spätere Studien konnten jedoch in einem Maus-Infektionsmodell weder eine Trehalose-induzierte C. difficile-Toxinproduktion noch einen schwereren Krankheitsverlauf bestätigen, und das Vorhandensein des Trehalose-Gen-Clusters in C. difficile-Isolaten war in einer großen menschlichen Kohorte nicht mit ungünstigen Ergebnissen assoziiert ^{(Referenz Eyre, Didelot und Buckley29 ,Referenz Saund, Rao und Young30 )} .

Daher erhöht die Fähigkeit von Bakterien, einen Nährstoff abzubauen, nicht zwangsläufig das Infektionsrisiko bei Personen, die dem Nährstoff ausgesetzt sind.

Ebenso wurde die Fähigkeit zum Allulose-Metabolismus bei Umwelt- und klinischen Isolaten nachgewiesen, die zum Klebsiella pneumoniae-Artenkomplex gehören und mit einem Verwertungs-Gen-Cluster assoziiert sind ^{(Referenz Blin, Passet und Touchon26 ,Referenz Wyres, Lam und Holt31 )} .

Bemerkenswerterweise ist K. pneumoniae in der Lage, ein breites Spektrum von über 100 verschiedenen Kohlenstoffquellen zu nutzen, und die detaillierte Funktion und Spezifität der acht Gene, die in dem die Verwertung ermöglichenden Operon kodiert sind, sind für Allulose noch nicht bestimmt worden.

Auch wurde die Alluloseverwertung nicht mit einer erhöhten Expression von Virulenzfaktoren in Verbindung gebracht. Vielmehr wird angenommen, dass sie einen wettbewerbsfähigen metabolischen Vorteil bietet und somit ein schnelleres Wachstum in ihrer ökologischen Nische oder am Infektionsort ermöglicht.

K. pneumoniae ist ein häufiger Bestandteil der menschlichen enteralen Mikrobiota, und die Kolonisation allein ist nicht mit ungünstigen Ergebnissen verbunden.

Obwohl K. pneumoniae bei gesunden Personen Infektionen wie Harnwegsinfektionen verursachen kann, treten die meisten K. pneumoniae-Infektionen bei Personen mit Grunderkrankungen und auf der Intensivstation behandelten Personen auf ^{(Referenz Martin und Bachman32 )} .

Unter solchen Umständen spielen jedoch Eigenschaften von K. pneumoniae wie schnelles Wachstum, die Fähigkeit, Resistenzen gegen fast alle Antibiotika zu entwickeln, und Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen eine kritische Rolle ^{(Referenz Chen, Mathema und Chavda33 )} .

Dennoch lässt sich nicht ausschließen, dass die renale Ausscheidung und die erhöhte Urinkonzentration von Allulose das lokale Wachstum und Infektionen der Harnwege begünstigen ^{(Referenz Tsukamoto, Hossain und Yamaguchi14 ) . Neuerdings wurden, insbesondere in der asiatisch-pazifischen Region,}K. pneumoniae-verursachte, ambulant erworbene Leberabszesse auch bei Fehlen von Grunderkrankungen und bei scheinbar immunkompetenten Personen beschrieben ^{(Referenz Russo und Marr34 )} .

Die zugrunde liegenden Mechanismen sind noch nicht identifiziert. Der Allulosekonsum, der in einigen Ländern der Region bereits seit Jahren erhältlich ist, konnte jedoch bisher nicht mit diesen Infektionen in Verbindung gebracht werden.

Durch Vergleich von K. pneumoniae-Isolaten von infizierten und kolonisierten hospitalisierten Patienten fanden Martin RM et al. ^{(Referenz Martin und Bachman32 )} unter den Isolaten von infizierten Personen eine Überrepräsentation von allulose-verwertungsklasster-positiven und vermutlich allulose-verwertungskompetenten Stämmen im Vergleich zu kolonisierten Personen.

Es wurde auch beobachtet, dass in Gegenwart von Allulose ein Bakterienwachstum stattfand und dieses Wachstum von einer funktionellen Permease abhing, die dem Import von Allulose dient. Schließlich wurde bei Verwendung einer gleichzeitigen Infektion mit einem permeasekompetenten und einem permeasedefizienten K. pneumoniae-Stamm in einem kompetitiven Lungeninfektionsmodell ein leicht erhöhtes Organwachstum der permeasekompetenten Bakterien beobachtet ^{(Referenz Martin, Cao und Wu27 )} .

Auf Grundlage dieser Ergebnisse und ähnlich wie im oben genannten Trehalose/ C. difficile-Beispiel wurde vorgeschlagen, dass Allulosekonsum die Kolonisation fördern und die Anfälligkeit gegenüber K. pneumoniae-Infektionen erhöhen könnte.

Wichtige Fragen bleiben jedoch bestehen. Erstens ist die Spezifität der Gene für die Alluloseverwertung innerhalb des Operons offiziell nicht bewiesen, und die Konzentration von Allulose in verschiedenen Körperteilen ist im Wesentlichen unbekannt.

Darüber hinaus bedarf die Menge an K. pneumoniae innerhalb der Darmmikrobiota nach oralem Allulosekonsum, aber bei Fehlen anderer Selektionsfaktoren wie einer Antibiotikatherapie, weiterer Untersuchungen, da sie ein potenzielles Reservoir für spätere Infektionen darstellt.

Hinsichtlich der Infektion könnten Harnwegsinfektionen aufgrund der renalen Ausscheidung von Allulose von besonderem Interesse sein ^{(Referenz Tsukamoto, Hossain und Yamaguchi14 ,Referenz Iida, Hayashi und Yamada23 )} .

Eine erhöhte Kohlenhydratkonzentration im Urin erhöht jedoch nicht zwangsläufig das Infektionsrisiko.

Die durch eine Behandlung mit SGLT-2-Hemmern erhöhte renale Glukoseausscheidung führte nicht zu einer Zunahme der Häufigkeit von Harnwegsinfektionen ^{(Referenz Dave, Schneeweiss und Kim20 )} .

Schließlich muss der vorgeschlagene Vorteil des Allulose-Metabolismus für K. pneumoniae bei Vorhandensein von Glukose und anderen Kohlenhydraten während der Infektion systemischer Körperstellen bewiesen werden.

Bemerkenswert ist, dass K. pneumoniae einen weitreichenden Metabolismus zeigt und sein Wachstum in Gegenwart von Glukose weitaus schneller war als bei ähnlicher Allulosekonzentration ^{(Referenz Martin, Cao und Wu27 )} .

 

Allulose und allgemeine Auswirkungen auf die metabolische Gesundheit

Die meisten veröffentlichten Studien zu Allulose konzentrierten sich auf ihre vermeintlichen gesundheitlichen Vorteile als Zuckeraustauschstoff mit vernachlässigbarem Energiewert. Sowohl bei Nagetier- als auch bei Humanstudien wurden die Auswirkungen von Allulose auf die kurzfristige metabolische Reaktion, wie z. B. die Insulinfreisetzung und die glykämische Kontrolle, untersucht, in mittelfristigen Studien wurden das Gewichtsmanagement und Biomarker für Krankheiten analysiert. Wir konzentrieren uns auf Humanstudien, da fast alle Studien an Nagetieren Allulose in Dosen verabreichten, die beim Menschen aufgrund von Magen-Darm-Beschwerden und Nebenwirkungen bei Allulosedosen über 30 g (basierend auf der allometrischen Dosierung) nicht verabreicht werden können.

Zur Beurteilung der Auswirkungen von Allulose auf glykämische Parameter wurden als Reaktion auf einen oralen Glukosetoleranztest mit 75 g D-Glukose oder definierten Testmahlzeiten zahlreiche Studien an gesunden Probanden sowie Personen mit Prädiabetes oder manifestem Typ-2-Diabetes durchgeführt.

In einer kürzlich in Kanada durchgeführten Studie wurden 0, 5 oder 10 g Allulose zu 75 g Glukose gegeben, wobei Fruktose als Vergleichssubstanz diente, und gesunden Personen verabreicht. Die höchste Allulosedosis hatte keinen Einfluss auf die AUC-Werte der Glukoseprofile ^{(Referenz Noronha, Braunstein und Glenn35 )} .

Dieselben Forscher führten eine ähnliche Studie an Personen mit Typ-2-Diabetes durch, stellten hier jedoch nur eine geringe Auswirkung von Allulose auf die glykämische Kontrolle fest, während der Insulinspiegel unverändert blieb ^{(Referenz Braunstein, Jarvis und Noronha36 )} .

In einer Studie jedoch, in der gesunden Personen anstelle von Glukose 75 g Maltodextrin in An- oder Abwesenheit von 2,5, 5 oder 7,5 g Allulose verabreicht wurden, wurde bei den beiden höheren Allulosedosen eine signifikante Verringerung der AUC von Blutzucker- und Insulinspiegel beobachtet ^{(Referenz Iida, Kishimoto und Yoshikawa37 ) .}

^{Dieser Effekt wurde mit einer möglichen Hemmung der} α-Glukosidase der Allulose-Schleimhaut erklärt, was jedoch nicht experimentell nachgewiesen wurde.

Eine kürzlich durchgeführte Studie an gesunden europäischen Freiwilligen untersuchte die Auswirkungen von Allulose in verschiedenen Dosierungen vor dem Hintergrund einer 50-g-Saccharose-Testlösung, wobei eine signifikante Verringerung der Plasmaglukosespitzenwerte nach 30 Minuten bei der Einnahme der höchsten Allulosedosen von 7,5 und 10 g zusammen mit Saccharose beobachtet wurde ^{(Referenz Franchi, Yaranov und Rollini38 )} .

Eine Metaanalyse, die Daten aus drei in Asien durchgeführten Humanstudien zu den Auswirkungen von Allulose auf die glykämische Kontrolle zusammenfasste, kam jedoch zu dem Schluss, dass Allulose keinerlei positive Wirkung zeigte ^{(Referenz Noronha, Braunstein und Blanco Mejia39 )} .

Es wurde gezeigt, dass Allulose das Körpergewicht und die Körperfettreserven in zahlreichen Tiermodellen reduziert, die bei diätetisch oder genetisch induzierter Adipositas bei Tieren mit Neigung zu Fettleibigkeit und Diabetes eingesetzt wurden.

Im Gegensatz zu diesen Untersuchungen an Nagetieren gibt es nur sehr wenige Studien, die die Auswirkungen auf den Menschen bewertet haben.

Eine signifikante Gewichtsabnahme, einhergehend mit einer entsprechenden Abnahme der durch CT-Scans gemessenen Fettmasse, wurde bei übergewichtigen oder fettleibigen gesunden Freiwilligen beobachtet, die 12 Wochen lang zweimal täglich 4 g oder 7 g Allulose in Form von Testgetränken erhielten ^{(Referenz Han, Kwon und Yu40 )} .

Als Placebo wurde ein mit Sucralose gesüßtes Getränk serviert. Der Effekt von D-Allulose auf das Körpergewicht war jedoch moderat, wobei der BMI in der Hochdosisgruppe um 0,38 kg/m2 im Vergleich zur Placebogruppe sank.

Blutfettmarker (Lipoproteine), Marker der glykämischen Kontrolle (HbA1c, Nüchternglukose und Insulin, HOMA-IR) und andere Biomarker zeigten keine signifikanten Veränderungen.

Dies bestätigt erneut, dass die Auswirkungen von Allulose beim Menschen weniger wahrscheinlich sind als jene, die bei Nagetieren gezeigt wurden, denen in der Regel unrealistisch hohe Allulosedosen verabreicht werden.

In einer kleinen klinischen Studie an Menschen mit gestörtem Glukosestoffwechsel wurde ein Anstieg des Gesamt- und LDL-Cholesterinspiegels nach 12-wöchiger Einnahme von täglich 15 g D-Allulose beobachtet ^{.Referenz Tanaka, Kanasak und Hayashi41 )} .

In einer späteren randomisierten, kontrollierten Studie an 90 Personen mit moderat erhöhtem LDL-Cholesterinspiegel wurde die Wirkung eines langfristigen D-Allulose-Konsums über 48 Wochen untersucht.

Die Teilnehmer wurden in eine Hochdosis-D-Allulose- (15 g/Tag), eine Niedrigdosis-D-Allulose- (5 g/Tag) und eine Placebo-Untergruppe eingeteilt. Es wurden keine signifikanten Veränderungen des Gesamt- und LDL-Cholesterinspiegels beobachtet, und der langfristige D-Allulose-Konsum veränderte keine anderen etablierten kardiovaskulären Risikofaktoren.

Über eine bescheidene Verbesserung der Leberenzymaktivität und des Fettleber-Scores wurde berichtet.

Obwohl keine anthropometrischen Daten vorgelegt wurden, erwähnen die Autoren, dass die Veränderungen klinisch nicht signifikant waren ^{(Referenz Tanaka, Kanasak und Hayashi41 )} .

Aufgrund der Struktur und Resorption von D-Allulose bestand von Beginn der Humanstudien an Interesse an der Verträglichkeit von D-Allulose. In einer kürzlich durchgeführten systematischen Analyse untersuchten Han et al. die dosisabhängige gastrointestinale Verträglichkeit von D-Allulose ^{(Referenz Han, Kwon und Yu40 )} .

Als die D-Allulose-Dosis schrittweise erhöht wurde, wurden bei einer Dosis von 0,5 g/kg Körpergewicht schwerer Durchfall und andere gastrointestinale Symptome beobachtet. Daher empfahlen die Autoren eine maximale Einzeldosis von 0,4 g/kg Körpergewicht und eine maximale tägliche Gesamtdosis von 0,9 g/kg Körpergewicht für D-Allulose.

 Dieser Aspekt wurde auch in der Langzeitstudie von Tanaka et al. berücksichtigt, in der die Autoren keinen signifikanten Unterschied beim Auftreten von Nebenwirkungen zwischen der Placebogruppe und den D-Allulose-Gruppen berichteten ^{(Referenz Tanaka, Kanasak und Hayashi41 )} .

 

Zusammenfassung