In einer kontrollierten Rattenstudie schwächt die langfristige Einnahme von Cola die Anzahl der Immunzellen

Auch ohne sichtbare Gewichtszunahme oder Glukoseveränderungen löste der Langzeitkonsum von Cola in einem kontrollierten Tiermodell messbare Veränderungen bei Darmbakterien, immunbezogenen Indizes und Organbiomarkern aus, was neue Fragen über die systemischen Wirkungen gesüßter Getränke aufwirft.

In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Grenzen in der ErnährungForscher untersuchten die Auswirkungen eines langfristigen Ersatzes von Trinkwasser durch zuckergesüßte oder zuckerfreie Cola auf die Darmmikrobiota, den Immunstatus und die Organfunktion bei Ratten.

Täglicher Limonadenkonsum und gesundheitliche Bedenken

Was passiert, wenn jemand jeden Tag Limonade statt Wasser trinkt? Viele Menschen überschreiten ihre empfohlene tägliche Zuckerzufuhr durch zuckerhaltige Getränke. Darüber hinaus enthalten „zuckerfreie“ oder „Diät“-Limonaden künstliche Süßstoffe anstelle von zugesetztem Zucker, was einige Verbraucher zu der Annahme verleitet, dass es sich um harmlose Alternativen handelt.

Die Forschung hat sowohl mit Zucker gesüßte als auch künstlich gesüßte Getränke mit Stoffwechselstörungen, einem Ungleichgewicht der Mikrobiota und einer Immunschwäche in Verbindung gebracht. Allerdings bleibt unklar, ob der vollständige Ersatz von Wasser durch zuckergesüßte oder zuckerfreie Cola die allgemeine Gesundheit über einen längeren Zeitraum beeinträchtigt.

Achtwöchiges Cola-Ersatz-Rattenmodell

Die Studie umfasste 24 Sprague-Dawley-Ratten (männlich und weiblich, im Alter von 6–8 Wochen), die zufällig drei Gruppen zugeteilt wurden (n = 8 pro Gruppe): Wasser, zuckerhaltige Cola und Diät-Cola. Jede Gruppe erhielt acht Wochen lang gereinigtes Wasser, mit Zucker gesüßte Cola oder Diät-Cola als einzige Flüssigkeitsquelle, was einen vollständigen Ersatz und keine teilweise Ergänzung darstellte. Alle Tiere hatten freien Zugang zu Standard-Laborfutter und wurden unter kontrollierten Temperaturbedingungen gehalten.

Körpergewicht, Körperlänge und Body-Mass-Index wurden gemessen. Die Thymus- und Milzindizes wurden als Organgewicht im Verhältnis zum Körpergewicht berechnet. Nach dem Eingriff wurden unter Narkose Blutproben entnommen. Ein Blutanalysegerät mit fünf Klassifizierungen maß hämatologische Parameter, einschließlich der Anzahl weißer Blutkörperchen.

Biochemische Serummarker, einschließlich Gesamtprotein, Albumin, Alaninaminotransferase (ALT), Aspartataminotransferase (AST), Blutharnstoffstickstoff (BUN), Kreatinin, Triglyceride, Gesamtcholesterin, Lipoprotein hoher Dichte und Lipoprotein niedriger Dichte, wurden mit einem automatischen biochemischen Analysegerät analysiert.

Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota wurde durch 16S-ribosomale Ribonukleinsäure (rRNA)-Gensequenzierung der V3–V4-Region unter Verwendung der Illumina NovaSeq 6000-Plattform bewertet. Amplikon-Sequenzvarianten wurden über den Divisive Amplicon Denoising Algorithm 2 (DADA2) im Rahmen von Quantitative Insights into Microbial Ecology 2 (QIIME 2) generiert. Es wurden Diversitätsanalysen, lineare Diskriminanzanalyse-Effektgrößen (LEfSe) und Korrelationsanalysen durchgeführt.

Stoffwechselstabilität trotz zugrunde liegender physiologischer Veränderungen

Nach acht Wochen ausschließlichem Konsum von Cola wurden zwischen den Gruppen keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf Körpergewicht, Körperlänge, Body-Mass-Index, Blutzucker oder Lipidprofile beobachtet. Oberflächlich betrachtet wirkten die Tiere metabolisch stabil.

Allerdings wiesen beide Cola-Gruppen eine deutlich verringerte Anzahl weißer Blutkörperchen auf, was auf Leukopenie und veränderte Immunzellprofile hindeutet. Die mit Zucker gesüßte Cola-Gruppe zeigte einen verringerten Thymusindex und eine vergrößerte Milz, was auf eine Thymusatrophie und Splenomegalie hindeutet. Diese Ergebnisse könnten auf Veränderungen der Immunregulation zurückzuführen sein, obwohl Entzündungsmarker nicht direkt gemessen wurden.

Die Gruppe mit zuckerfreiem Cola zeigte im Vergleich zur Kontrollgruppe keine statistisch signifikante Verringerung des Thymusindex, zeigte jedoch erhöhte ALT- und AST-Werte, was auf eine Leberbelastung im Vergleich zur Gruppe mit zuckerhaltigem Cola hindeutet.

Unterschiede in den renalen und biochemischen Markern zwischen Getränken

Die mit Zucker gesüßte Cola-Gruppe zeigte deutlich erhöhte BUN-Werte, was auf eine Nierenbelastung hindeutet, während die Kreatininwerte unverändert blieben. Beide Cola-Gruppen wiesen verringerte Gesamtproteinspiegel im Serum auf, was auf eine systemische physiologische Belastung schließen lässt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass potenzielle Gesundheitsrisiken über den Zuckergehalt allein hinausgehen können.

Darmmikrobiota-Dysbiose und Diversitätsverschiebungen

Die Analyse der Darmmikrobiota ergab eine erhebliche Dysbiose in beiden Cola-Gruppen. Das operative Clustering taxonomischer Einheiten zeigte, dass die Gruppe der mit Zucker gesüßten Cola im Vergleich zu den Wasserkontrollen deutlich mehr einzigartige Einheiten aufwies, was auf eine ausgeprägte mikrobielle Störung hinweist. Die Alpha-Diversitätsindizes, darunter der Abundance-based Coverage Estimator (ACE), die Chao1-, Shannon- und Simpson-Indizes, waren in den Cola-Gruppen deutlich höher, insbesondere in der mit Zucker gesüßten Gruppe.

Auf Stammebene zeigten beide Cola-Gruppen eine verringerte relative Häufigkeit von Firmicutes und Proteobacteria und eine erhöhte Häufigkeit von Bacteroidota und Desulfobacterota. Das Firmicutes/Bacteroidota-Verhältnis ging deutlich zurück.

Auf Gattungsebene reduzierte zuckergesüßte Cola die nützlichen Taxa deutlich, darunter nicht klassifizierte Lachnospiraceae, die Lachnospiraceae-Gruppe NK4A136, Ligilactobacillus, Lactobacillus und Quinella. Zuckerfreie Cola führte zu milderen Reduktionen.

Die LEfSe-Analyse identifizierte 25 diskriminierende Taxa in der mit Zucker gesüßten Gruppe, was auf eine umfassende Umstrukturierung der Mikrobiota hinweist. Die Koabundanz-Netzwerkanalyse ergab komplexe mikrobielle Interaktionen rund um Lactobacillus und Romboutsia.

Korrelationen zwischen Mikrobiota, Immunindizes und Organmarkern

Korrelationsanalysen zeigten, dass die Häufigkeit des Stammes Bacteroidota positiv mit dem Milzindex und den BUN-Werten und negativ mit dem Thymusindex korrelierte. Im Gegensatz dazu zeigten nicht klassifizierte Lactobacillus schützende Korrelationen, die positiv mit dem Thymusindex und negativ mit dem Milzindex und den BUN-Werten assoziiert waren.

Diese Ergebnisse liefern korrelative Beweise für einen Zusammenhang zwischen Mikrobiota-Verschiebungen und Immun- und Nierenmarkern, belegen jedoch keinen Kausalzusammenhang.

Auswirkungen auf die Immunfunktion und die öffentliche Gesundheit

Das Ersetzen von Wasser durch zuckergesüßte oder zuckerfreie Cola über einen Zeitraum von acht Wochen führte bei Ratten zu signifikanten Veränderungen der immunbezogenen Indizes, der Zusammensetzung der Darmmikrobiota und der organassoziierten biochemischen Marker, selbst wenn weder Körpergewichts- noch Glukoseveränderungen auftraten.

Mit Zucker gesüßte Cola hatte stärkere Auswirkungen auf die Nieren und das Immunsystem, während zuckerfreies Cola stärkere Leberenzymerhöhungen aufwies. Diese Ergebnisse legen nahe, dass Diätgetränke in diesem Tiermodell physiologisch nicht neutral sind und unterstreichen eine mögliche Rolle der Darmmikrobiota bei der Vermittlung systemischer Reaktionen.

Aus Sicht der öffentlichen Gesundheit kann der regelmäßige Konsum von Cola, unabhängig vom Zuckergehalt, die Immun- und Organfunktion beeinflussen. Aufgrund der Artenunterschiede und der kontrollierten Versuchsbedingungen der Studie sollte die Extrapolation auf den Menschen jedoch mit Vorsicht erfolgen.

Quellen: