Ärzte Zeitung online, 29.07.2011

Aus Zucker wird Fett - und umgekehrt

JENA (eb). Zuviel Süßigkeiten werden bekanntlich im Körper in Fett umgewandelt. Umgekehrt geht's aber auch, melden jetzt Forscher aus Jena.

Aus Zucker wird Fett - und umgekehrt

Karamellbonbons: Der Zucker wird im Körper in Fett umgewandelt. Doch dies soll auch umgekehrt gehen, so das Ergebnis einer Studie aus Jena.

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Kann Fett in Zucker verwandelt werden, etwa in einer Zeit des Fastens oder längerer sportlicher Betätigung? Das sei seit etwa 100 Jahren eine viel diskutierte Frage in der Biochemie, erinnert die Universität Jena.

Die Antwort hat eine große medizinische, ernährungswissenschaftliche und sportphysiologische Bedeutung, da Gehirn und Erythrozyten Glukose als Energielieferant brauchen. Forscher der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben jetzt in einer Computersimulation nachgewiesen, dass aus Fett unter bestimmten Umständen auch Zucker werden kann (PLoS Computational Biology).

Fettsäuren in Glukose auf dem selben Weg wie bei der Umwandlung von Zucker in Fettsäuren zurück zu verwandeln, sei nicht möglich, da einige Reaktionen aus energetischen Gründen nur vom Zucker zum Fett verlaufen können.

"Dass es auch keinen anderen Weg im damals bekannten Teil des Metabolismus gibt, wurde in den 1950er Jahren durch mathematische Rechnungen gezeigt", wird der Bioinformatiker Professor Christoph Kaleta in der Uni-Mitteilung zitiert, einer der Autoren der jetzt veröffentlichten Studie.

"Dies gilt seit etwa 50 Jahren als biochemisches Lehrbuchwissen", ergänzt Professor Stefan Schuster, ebenfalls Bioinformatiker, der die aktuelle Forschung gemeinsam mit Kaleta und seinem Team durchgeführt hat.

Verborgene Wege des Stoffwechsels

An diesem vermeintlichen Paradigma hat das Jenaer Team gerüttelt. "Wenn man sich das Netz der Reaktionen im zentralen Stoffwechsel anschaut, gibt es trotzdem eine Route, die energetisch möglich sein müsste", so Kaleta.

Und Schuster ergänzt: "Gelegentlich gab es in der biochemischen Literatur bereits Hinweise, dass es doch Stoffwechselwege gibt, die Fettsäuren in Zucker umwandeln können, aber recht kompliziert sind."

Durch die modernen Verfahren der Biochemie, Genomsequenzierung und Bioinformatik sei es in den letzten Jahren möglich geworden, praktisch das gesamte Netz der biochemischen Reaktionen aus verschiedenen Organismen im Computer zu speichern und mit schnellen Algorithmen zu analysieren, so Schuster.

Azeton kann in Zucker umgewandelt werden

Dies haben die Bioinformatiker mit Unterstützung des Jenaer Ernährungswissenschaftlers Professor Michael Ristow getan. Ihr Ergebnis: Es gibt, zumindest prinzipiell, mehrere sehr verschlungene Wege, auf denen Menschen die Umwandlung von Fett in Zucker vollziehen können.

Eine Schlüsselrolle habe dabei Azeton, ein Abbauprodukt von Fett. "Es ist bekannt, dass Kinder nach Azeton riechen, wenn sie einige Zeit nichts gegessen haben", wird Kaleta zitiert.

"Bisher glaubten die meisten Forscher, dass das leicht flüchtige Azeton abgeatmet und über den Urin ausgeschieden wird. Die Ergebnisse unserer Computersimulationen deuten aber darauf hin, dass es teilweise - wenn auch langsam - in Zucker umgewandelt werden kann."

Diese Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung für das Verständnis, wie Menschen und Tiere längere Zeit ohne Zufuhr von Kohlenhydraten überleben können. Das ist zum Beispiel in der traditionellen Ernährung der Eskimos oder während des Winterschlafes von verschiedenen Säugetieren der Fall.

Dies müsse nun experimentell überprüft werden, heißt es in der universitären Mitteilung. "Im Fall einer positiven Bestätigung wird das Sportwissenschaftler - etwa in Hinblick auf optimale Ernährung bei Marathon-Läufen - sowie Diabetes- und viele andere Forscher interessieren", erwartet Kaleta, "und auch für die Entwicklung von optimalen Diäten bedeutsam sein".

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