Fruktose-Malabsorption

Kohlenhydrate machen mit etwa 55% den größten Bestandteil der Nahrung aus. Sie bestehen aus Zuckermolekülen, die Mehrfach-, Zweifach- und Einfachzucker eingeteilt werden. Die größeren Zucker werden durch Verdauungsenzyme in kleinere Moleküle zerlegt, da nur Einfachzucker (Monosaccharide) wie Glukose (Traubenzucker) und Fruktose (Fruchtzucker) aus dem Darm in den Körper aufgenommen werden können. So muß beispielsweise Haushaltszucker, der sich aus Fruktose und Glukose zusammensetzt, zuerst gespalten werden, bevor er aufgenommen werden kann. Die genauen molekularen Mechanismen dieser Aufnahme sind allerdings nur teilweise bekannt. Glukose wird vorwiegend über den Transporter SGLT1 aufgenommen. Welche Transporter Fruktose in den Körper transportieren, ist nicht eindeutig geklärt. Zahlreiche Studien zeigten, daß hierbei GLUT5 eine entscheidende Rolle spielt. Zur Bedeutung weiterer Transporter wie GLUT2, GLUT7 und GLUT9 für den Fruktosetransport aus dem Darm gibt es widersprüchliche Daten.

Bei der Milchzuckerunverträglichkeit (Laktoseintoleranz) fehlt das Enzym Laktase, das Milchzucker (bestehend aus Galaktose und Glukose) spaltet. Klinisch äußert sich dies in Durchfall, Blähungen und Bauchschmerzen. Ähnliche Beschwerden können auch bei Aufnahme hoher Fruktosemengen auftreten. Im Gegensatz zur Laktoseintoleranz besteht bei der Fruktosemalabsorption kein Enzymmangel, sondern vermutlich ein gestörter Transport aufgrund eines verminderten oder fehlgefalteten Proteins im Darm. Die Ursache der Fruktosemalabsorption ist bislang unbekannt.

Um die molekulare Grundlage der Fruktosemalabsorption aufzuklären, untersucht unsere Arbeitsgruppe bekannte und mögliche Fruktosetransporter auf Veränderungen in der Erbsubstanz. In zusätzlichen Forschungsansätzen stellen wir von Personen mit Fruktosemalabsorption Darm-Organoide her, um Fruktosetransport und Menge der entsprechenden Transporter zu untersuchen.

In einem systematischen Ansatz bringen wir normale wie auch genetisch veränderte Fruktosetransporter in Eizellen des Frosches Xenopus laevis oder NIH-3T3-Zellen ein. Anschließend setzen wir die Zellen radioaktiv markierten Zuckern aus um den Transport zu untersuchen. So unterscheiden sich z.B. GLUT5 und GLUT7 trotz großer Ähnlichkeit stark in den Transportfähigkeiten. Um zu klären, was genau den Fruktosetransport ermöglicht, wurden mehr als 100 verschiedene chimäre Transporter konstruiert, die zu Teilen aus GLUT5 und GLUT7 bestehen. Mittels dieses Ansatzes konnten wir Regionen und einzelne Aminosäuren ermitteln, die wesentlich für die Fruktosetransportfähigkeit des GLUT5 sind.

• Prof. Hannelore Daniel (TUM, München)
• Prof. Iris Antes (TUM, München)