Fruktose: Wirkung, Abbau und klinische Relevanz

Fruktose, auch Fruchtzucker genannt, ist ein Monosaccharid, das natürlicherweise in Obst, Honig und vielen Gemüsesorten vorkommt. Sie ist Bestandteil der Saccharose, die in zahlreichen Lebensmitteln vorkommt.Aufgrund ihres süßen Geschmacks wird Fruktose häufig als Süßungsmittel eingesetzt. Für den Menschen spielt sie vor allem als Energiequelle eine wichtige Rolle, beispielsweise in der Leber oder in den Spermienzellen. Neben ihrer physiologischen Bedeutung ist Fruktose auch klinisch relevant, insbesondere im Zusammenhang mit der Fruktoseintoleranz. Dieser Artikel behandelt die Definition, Wirkung, Funktion und den Abbau der Fruktose sowie ihre klinische Bedeutung.

Fruktose – Definition

Fruktose ist ein Monosaccharid und auch bekannt als Fruchtzucker. Er ist Bestandteil der Saccharose (Haushaltszucker) und kommt in vielen Nahrungsmitteln vor. Im Organismus spielt Fruktose besonders als Energielieferant für Spermienzellen eine Rolle.

Fruktose – Wirkung und Funktion

Nach Aufnahme über die Nahrung wird Fruktose im Darm resorbiert. Sie dient primär als Energiequelle, da sie in den Stoffwechsel eingeschleust werden kann. In den meisten Geweben spielt Glukose die dominierende Rolle, wohingegen Fruktose vor allem in der Leber verstoffwechselt wird.

In extrahepatischen Geweben phosphoryliert die Hexokinase die Fruktose, welche dann als Fructose-6-phosphat in die Glykolyse eintritt. Dies tut die Hexokinase allerdings nur in geringem Umfang. Allerdings ist dies nur in geringem Umfang möglich, da das Enzym Hexokinase eine deutlich höhere Affinität zu Glukose besitzt.

[INFOBOX_3 icon=”fa fa-info-circle” heading=”Hexokinase” text=’Die Hexokinase kann sowohl Glukose als auch Fruktose phosphorylieren. Ihre Affinität zu Glukose ist jedoch deutlich höher, sodass sie Fruktose nur in geringem Umfang umsetzt. Für den Fruktoseabbau ist daher vor allem die Fruktokinase der Leber von Bedeutung.

Besondere Bedeutung hat Fruktose in den Spermienzellen, wo sie als Substrat für die Energieversorgung dient. Hier wird sie nicht aus der Nahrung bezogen, sondern über den Polyolweg aus Glukose gebildet:

• Aldosereduktase: Reduziert Glukose zu Sorbitol
• Sorbitdehydrogenase: Oxidiert Sorbitol zu Fruktose

Fruktose hat im menschlichen Organismus verschiedene Wirkungen, die sowohl kurzfristig als auch langfristig bedeutsam sind. Der Fruchtzucker wird insulinunabhängig in die Zellen aufgenommen und hat daher nur einen geringen direkten Einfluss auf den Blutzuckerspiegel. Sie führt zu einem niedrigeren glykämischen Index als Glukose, wodurch nach dem Verzehr der Blutzucker weniger stark und langsamer ansteigt,

Auf den Fettstoffwechsel wirkt der Fruchtzucker ebenfalls, da aus ihr in der Leber Zwischenprodukte aus entstehen, die als Ausgangsstoffe für die Fettsynthese dienen. Ein übermäßiger Konsum kann so zur Fettleber und zu erhöhten Triglyzeridspiegeln führen.

Fruktose stimuliert die Ausschüttung von Insulin und Leptin (Sättigungshormon) deutlich schwächer als Glukose, wodurch das Sättigungsgefühl weniger stark angeregt wird und so möglicherweise eine übermäßige Kalorienaufnahme begünstigt wird.

Fruktose – Abbau

In den Leberzellen erfolgt der Abbau der Fruktose. Zunächst gelangt sie über den Nebenweg in die Glykolyse: Sie wird durch die Fruktokinase Fruktose-1-Phosphat phosphoryliert und dann durch die Aldolase B in Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) und Glycerinaldehyd gespalten. Die Phosphorylierung der Fruktose erfolgt ATP-abhängig.

Durch den Verbrauch von ATP beim Abbau, ist eine vermehrte Bildung von Harnsäure möglich, was das Risiko für Gicht erhöhen kann.

DHAP geht direkt in die Glykolyse über, wobei die Triosekinase Glycerinaldehyd  zu Glycerinaldehyd-3-Phosphat phosphoryliert, welches dann ebenfalls in die Glykolyse eintritt.

Fruktose – Klinische Relevanz

Bei der hereditären Fruktoseintoleranz liegt ein Mangel der Aldolase B vor. Folglich häuft sich Fruktose-1-Phosphat, wodurch die Glykogenolyse gehemmt wird. Außerdem steht weniger anorganisches Phosphat für die Synthese des ATP (Adenosintriphosphat) zur Verfügung und die Glukoneogenese ist unterdrückt.

[INFOBOX_3 icon=”fa fa-info-circle” heading=”Aldolase” text=’Die Aldolase ist ein Enzym der Glykolyse, das Fruktose-1,6-bisphosphat spaltet. Es hat verschiedene Isoenzyme, die sich in ihrem Vorkommen und der Substratspezifität unterscheiden. Die Aldolase A kommt vor allem in der Skelettmuskulatur und in Erythrozyten vor, während die Aldolase B vor allem in der Leber und zusätzlich in der Niere und im Dünndarm vorkommt. Die Aldolase B kann zudem nicht nur Fructose-1,6-bisphosphat spalten, sondern auch Fruktose-1-Phosphat und ist damit zusätzlich für den Fruktoseabbau zuständig.

Folgen sind Hypoglykämien, das Auftreten einer metabolischen Azidose und Erbrechen. Die Symptome sind erstmals bemerkbar, wenn der Säugling von der Muttermilch auf Flaschenmilch umgestellt wird, die häufig Saccharose und damit auch Fruktose enthält.

Bei der sogenannten Fruktosemalabsorption liegt ein Defekt des Fruktosetransporters GLUT5 im Darm vor, wodurch es zur verminderten Fruktoseaufnahme kommt und Blähungen und Diarrhoen (Durchfälle) auftreten.