Was machen Limos mit meinem Gehirn?

Ahh, ein heißer Sommertag, genussvoll faulenzen am See mit einem guten Buch und einer kalten Limo in der Hand. Am besten noch mit etwas Koffein, damit man den Mittag nicht nur im Halbschlaf verbringt. Obwohl man sich einen entspannten Tag machen will, wirft man einen Blick auf die Zutatenliste: Wasser, okay ist schon mal gut; Zucker mmh.., Aroma, Sodium Benzoat,… Koffein und nochmal Aroma.

Zucker in der Limo und im Gehirn

Als erstes denkt man an den enthaltenen Zucker. Klar, übermäßiger Zuckerkonsum ist schädlich. Er kann Karies verursachen, macht dick und kann dazu beitragen, an Diabetes zu erkranken. Laut der WHO Richtlinien aus dem Jahr 2015 grenzt man bereits mit einer Dose Limo an das Limit der maximal empfohlenen Tagesmenge an Zucker von 25-50g.

Gewöhnlicher Haushaltszucker, oder Succrose, besteht aus Glucose und Fruktose und wird meistens zum Süßen solcher Getränke verwendet. Glucose ist der Energielieferant für die grauen Zellen, welche im Vergleich zu anderen Körperzellen ziemlich viel Energie benötigen. Der Körper kann aus mehrkettigen Kohlenhydraten, wie sie etwa in Brot stecken, Glucose spalten und verstoffwechseln und so alle Zellen des Körpers damit versorgen. Zucker aktiviert das Belohnungszentrum im Gehirn und verlangt nach mehr. Ein praktischer Mechanismus, den die Evolution hervorgebracht hat, als Nahrung nicht im Überfluss vorhanden war. Jedoch kann Zucker süchtig machen. Bisher nur bei Nagern beobachtet, zeigen Ratten Entzugserscheinungen ähnlich zu denen einer Opioid-Abhängigkeit.
Einige Gehirnstrukturen für Belohnung reagieren auf Zucker ähnlich wie auf Drogen. Daher liegt die Vermutung nahe, dass es einen Zusammenhang gibt, psychische und physische Suchtverhalten durch Zucker zu entwickeln.

Ebenfalls werden kognitive Beeinträchtigungen mit Zucker in Verbindung gebracht. So zeigten Mäuse ein schlechteres Erinnerungsvermögen, verglichen mit der Kontrollgruppe. Schulkinder zeigten verschlechterte Leistungen in non-verbalen Tests und ältere Menschen hatten ein erhöhtes Risiko für kognitive Beeinträchtigungen und Demenz. Bei übermäßigem Konsum von Zucker fanden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler heraus, dass das Risiko eine psychische Erkrankung zu entwickeln erhöht war. Gerade bei Männern stellte sich in einer mehrjährigen Untersuchung heraus, dass diejenigen, die mehr als 60 Gramm Zucker durch Snacks oder Softdrinks am Tag aufnahmen, ein mehr als 20% erhöhtes Risiko hatten, psychisch zu erkranken.

Süßstoffe

„Okay, dann trinke ich halt Cola Light!“, denke ich mir. Wenn es doch nur so einfach wäre…

Auch Süßstoffe stehen im Verdacht gesundheitsschädlich zu sein. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bringen den Konsum von künstlichen Süßungsmitteln mit Alzheimer und Schlaganfällen in Zusammenhang. Dazu wurden zwei Gruppen untersucht. Die erste Gruppe mit knapp 2900 und eine zweite mit 1500 Teilnehmerinnen und Teilnehmern wurde befragt, wie ihre Trinkgewohnheiten aussähen. Nach 10 Jahren wurde untersucht, wie viele der Teilnehmenden der ersten Gruppe einen Schlaganfall erlitten hatten und wie viele der Teilnehmenden der zweiten Gruppe Alzheimer entwickelten. Dabei wurden unter anderem verschiedene Faktoren berücksichtigt, wie beispielsweise, ob es unter den Personen Raucherinnen und Raucher gab und welches Geschlecht sie haben. Es zeigte sich, dass das Risiko einen ischämischen Schlaganfall oder Alzheimer zu bekommen in beiden Gruppen um knapp 3% gestiegen war.

Neben Zucker enthalten die meisten Softdrinks Zusatzstoffe, die das Getränk konservieren. Beispielsweise Sodium Benzoat, deklariert als E211. Erhöhter Konsum bei Kindern könnte zu Aufmerksamkeitsstörungen führen. Bei Mäusen zeigte sich, dass Sodium Benzoat das Erinnerungsvermögen beeinträchtigen und oxidativen Stress (welcher Zellschäden hervorrufen kann) in Gehirnzellen erhöhen könnte.

Koffein und seine Wirkung

Als nächstes auf der Zutatenliste: Koffein. Der gewohnte und gewünschte Effekt soll uns wach und leistungsfähiger machen. Aber wie funktioniert das? In Versuchen mit Ratten, die Koffein verabreicht bekamen, zeigten diese erhöhte Konzentrationen von Glutamat, GABA und Dopamin im Gehirn. GABA ist ein Botenstoff im Gehirn, der die Erregbarkeit von Nervenzellen verringert.
Glutamat wiederum, ebenfalls ein Botenstoff oder Neurotransmitter, wirkt erregend auf Nervenzellen.
Außerdem zeigte sich, dass ein für den Stoffwechsel essentielles Enzym, Glucose-6-Phosphat Dehydrogenase (G-6-PDH), ebenfalls in höherer Konzentration auftritt. G-6-PDH ist wichtig für das Zellwachstum, die Entwicklung, Abläufe innerhalb der Zelle und den Glucose-Stoffwechsel.
Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass Koffein den Zellstoffwechsel anregen könnte. Wenn dieses Enzym vermehrt vorliegt, kann mehr Glucose umgesetzt werden und uns so leistungsfähiger machen.

Bildgebende Verfahren im menschlichen Gehirn konnten zeigen, dass intravenös verabreichtes Koffein Rezeptoren oder „Andockstellen“ der Nervenzellen im Gehirn blockiert. Das gibt Aufschluss darüber, dass es weitere Mechanismen gibt, die von Koffein beeinflusst werden und die anregenden Effekte hervorrufen können.  Diese Andockstellen, in diesem Fall A1-Adenosin-Rezeptoren, sind dann für Adenosin unzugänglich, die normalerweise die Aktivität einer Nervenzelle hemmen. Das bedeutet, dass die „blockierten“ Zellen aktivert werden.
Bei zwei bis drei Tassen Kaffee, eine moderate Dosis im Alltag, werden etwa 50% dieser Rezeptoren blockiert. Interessanterweise geschieht das mitunter im Assoziationscortex, der Bereich, der dafür zuständig ist, komplexe Assoziationsprozesse zu bewältigen.

Jedoch kann zu viel Koffein, konsumiert in kurzer Zeit, bekanntlich negative Wirkungen haben. Dazu zählen Herzrasen, kalter Schweiß, Angespanntheit und gestörtes Schlafverhalten. Koffeinkonsum zwischen 100-400 mg kann Nervosität und genereller Unruhe verursachen. Kinder und Jugendliche, die regulär Cola oder Energydrinks zu sich nehmen, zeigen Probleme beim Durchschlafen und sind angespannter bzw. ängstlicher als Jugendliche, die kein Koffein zu sich nehmen.

Fazit

Was ist das Fazit? Nie wieder eine Limo? Das kann jede und jeder für sich selbst entscheiden. Etwas weniger Zucker kann jedoch nicht schaden. Die WHO empfiehlt den Zuckerkonsum zu reduzieren. Etwa 5-10 % des Energiebedarfs dürfe man mit Zucker decken. Zudem sei gesagt, dass man Versuche die nur an Tieren stattgefunden haben, nicht eins zu eins auf den Menschen übertragen kann. Sie geben aber Anhaltspunkte von denen weitere Forschung ausgehen kann. Von einer Cola ab und zu wird man nicht gleich dement oder zuckersüchtig. Aber ein Wasser mit etwas Zitronensaft und Eiswürfeln tut’s auch. Cheers!

Quellen

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Faris MAE, Jahrami H, Al-Hilali MM, Chehyber NJ, Ali SO, Shahda SD, Obaid RS. Energy drink
consumption is associated with reduced sleep quality among college students: a cross-sectional study. Nutr Diet. 2017 Jul;74(3):268-274. doi: 10.1111/1747-0080.12289. Epub 2016 Jun 9. PMID: 28731611.

Pase, M. P., Himali, J. J., Beiser, A. S., Aparicio, H. J., Satizabal, C. L., Vasan, R. S., … Jacques, P. F. (2017). Sugar- and Artificially Sweetened Beverages and the Risks of Incident Stroke and Dementia. Stroke, 48(5), 1139–1146. doi:10.1161/strokeaha.116.016027

Elmenhorst, D., Meyer, P. T., Matusch, A., Winz, O. H., & Bauer, A. (2012). Caffeine Occupancy of Human Cerebral A1 Adenosine Receptors: In Vivo Quantification with 18F-CPFPX and PET.

Journal of Nuclear Medicine, 53(11), 1723–1729. doi:10.2967/jnumed.112.105114
Medica Medizin. Wo Koffein im menschlichen Gehirn wirkt.

Wang, G.-J. (2018). Impact of sugar on the body  brain  and behavior. Frontiers in Bioscience, 23(12), 2255–2266. doi:10.2741/4704

M. (05.09.2017) ERNÄHRUNG: Was Zucker mit unserem Gehirn anstellt. Luzerner Zeitung. https://www.luzernerzeitung.ch/schweiz/ernaehrung-was-zucker-mit-unserem-gehirn-anstellt-ld.82483

Owolabi, J. O., Olatunji, S. Y., & Olanrewaju, A. J. (2017). Caffeine and Cannabis Effects on Vital Neurotransmitters and Enzymes in the Brain Tissue of Juvenile Experimental Rats. Annals of Neurosciences, 24(2), 65–73. doi:10.1159/000475895

WHO (4 March 2015) WHO calls on countries to reduce sugars intake among adults and children. https://www.who.int/news/item/04-03-2015-who-calls-on-countries-to-reduce-sugars-intake-among-adults-and-children

ESFA erklärt Risikobewertung. Koffein.
https://www.efsa.europa.eu/sites/default/files/corporate_publications/files/efsaexplainscaffe


Veröffentlicht von

Mein Name ist Ina Mayländer und studiere zurzeit Neurowissenschaften im Masterprogramm an der Universität zu Köln. Während meines Bachelorstudiums der Biowissenschaften in Heidelberg, habe ich meine Begeisterung für das Gehirn finden dürfen. Ich möchte das Geschehen in der Wissenschaft um das hoch komplexe Organ verständlich an interessierte Leser weitergeben.

2 Kommentare

  1. Nun, was das Getränk bei Hitze angeht, so halte ich Mischgetränke ( 75% Mineralwasser + 25 % “Geschmack”, selbst irgendeine Cola ) für eine akzeptable Art, Flüssigkeit zuzuführen und das Wasser “nicht so trocken” schmecken zu lassen.
    Das andere Problem sehe ich aber auch in der Verdauung, wenn diese gefordert wird, sei es durch feste oder flüssige Nahrung inklusive Triggerstoffe ), so wird der Organismus erst mal alles daran setzen, genug Blut in die Verdauung zu pumpen und daher bei Muskeln und Gehirn sparen. Das betrifft auch die die Blutmenge, die das Schwitzwasser in die Haut transportieren muss, also ist das “gepflegte Nickerchen” bei Hitze und nach Kalorienzufuhr aus physiologischer Sicht erste Wahl.

  2. Yup. vielen Dank, sehr informativ, so : ‘Jedoch kann zu viel Koffein, konsumiert in kurzer Zeit, bekanntlich negative Wirkungen haben. Dazu zählen Herzrasen, kalter Schweiß, Angespanntheit und gestörtes Schlafverhalten [Hervorhebung : Dr. Webbaer].’ kann der Schreiber dieser Zeilen qua persönlicher Erfahrung bestätigen.
    Dr. W fährt sich gelegentlich auch mit Zucker angereichertes Leitungswasser zu und, auf Anraten einer seiner Söhne, ganz gelegentlich, auch “Red Bull”.
    “Coca-Cola” dagegen hat er in jungen Jahren ca. zwei Liter am Tag getrunken, abär schon lange abbestellt, Kaffee bleibt ein Problem.
    Andere sog. Kulturdrogen sind womöglich noch gefährlicher.
    Mit freundlichen Grüßen
    Dr. Webbaer

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