Hautalterung und Zucker – Was steckt dahinter?

Beim Thema Hautalterung sind einige vielleicht schon über „AGEs“ (advanced glycation end products) gestolpert. Während der Begriff vielleicht spontan erst einmal mit Elektrogeräten assoziiert wird, versteckt sich dahinter eigentlich eine Klasse von zuckerähnlichen Biomolekülen. Das Problem mit AGEs: Sie können unserer Haut sowie unserem Körper vor allem mit dem Altern zu schaffen machen.

Was also sind AGEs, welche Rolle spielen sie bei der Hautalterung und kann man vorbeugend etwas unternehmen? Genau darum geht es in diesem Beitrag!

Was sind advanced glycation end products (AGEs)?

AGE steht für “advanced glycation end product”. Dabei handelt es sich um eine heterogene Gruppe von Molekülen, von denen bisher zahlreiche Formen identifiziert wurden. Gemeinsam haben sie, dass sie durch den Prozess der Glykierung entstehen. Dies ist eine nicht-enzymatische Reaktion zwischen Zuckern bzw. Kohlenhydraten auf der einen Seite und Proteinen, Lipiden oder Nukleinsäuren auf der anderen.[1] Die Glykierung ist dabei nicht zu verwechseln mit der enzymatischen Reaktion der Glykolysierung.

AGEs können über die Nahrung aufgenommen oder vom Körper selbst produziert werden. Die körpereigene AGE-Produktion findet im Rahmen physiologischer Alterungsprozesse statt.[1] Sie ist aber bei bestimmten Erkrankungen, wie Diabetes, zusätzlich erhöht und spielt unter anderem bei chronischen Entzündungen und kardiovaskulären Erkrankungen eine wichtige Rolle.[2]

Sammeln sich AGEs in der Haut an, so ist das zunächst einmal ein normaler Prozess, der im Kontext der Hautalterung auftritt. Dies liegt daran, dass in der Haut einige langlebige Proteine eine zentrale Rolle spielen, die durch Glykation besonders häufig modifiziert werden. Besonders betroffen: die Kollagen-Typen I und IV, die sich nur etwa alle 10 Jahre komplett, und andere dermale langlebige Proteine wie Fibronektin. Glykiertes Kollagen tritt zumeist ab einem Alter von 20 Jahren auf und sammelt sich ab dann weiter an – Schätzungen zufolge ist im Alter von 80 Jahren 30-50 % des Kollagens durch AGEs modifiziert.[1]

So entstehen AGEs im Körper

AGEs entstehen im Körper durch einen komplizierten biochemischen Prozess. Kurz gesagt reagiert dabei Zucker – im Wesentlichen Fruktose, Glukose oder Galaktose – mit körpereigenen Strukturen [1]:

• Der erste Schritt ist noch umkehrbar (reversibel). Hierbei reagiert der Zucker mit einer Aminogruppe und es entsteht das sogenannte Amadori-Produkt.
• Amadori-Produkte können dann jedoch irreversibel mit weiteren Amino-Gruppen von Proteinen und Peptiden reagieren. Dabei bilden sich Verkettungen, die ihrerseits auch wieder sehr leicht verändert werden können. Die Folge: Es entsteht eine Vielzahl verschiedener AGEs.
• Übrigens: Oxidativer Stress und reaktive Sauerstoffspezies beschleunigen die Bildung von AGEs zusätzlich.

In vielen Zelltypen – darunter auch den Hautzellen – gibt es aber auch Enzyme, die AGEs abbauen können und so einer AGE-Ansammlung entgegenwirken.[1]

Warum sind AGEs schlecht für die Haut?

Wenn AGEs mit anderen Molekülen reagieren, können sie die Funktion dieser Moleküle stören. Das kann dazu führen, dass AGEs in zahlreiche wichtige physiologische Mechanismen der Zelle eingreifen, was im Endeffekt dem Körper schadet [1]:

• Häufig modifizieren AGEs Proteine des Bindegewebes, z. B. Kollagen. In der Haut übernimmt Kollagen eine Stützfunktion und ist wichtig für verschiedene zelluläre Funktionen, wie Migration, Differenzierung und Proliferation. Kommt es zur Glykierung von Kollagen durch AGEs, wird unter anderem der Abbau des Kollagens und dadurch die Bildung neuen funktionellen Kollagens gehemmt.
• Auch innerhalb der Zelle können zahlreiche Moleküle durch AGEs modifiziert werden. Darunter Proteine, die z. B. für Zellteilung verantwortlich sind, Wachstumsfaktoren, aber auch Lipide und die DNA. All diese Verbindungen können in der Folge durch Glykierung in ihrer Funktion gestört werden.
• Zusätzlich können AGEs auch an spezifische Rezeptoren – sogenannte RAGEs – binden. Damit wird eine Signalkaskade ausgelöst, die letztendlich zu Entzündungs-Reaktionen und oxidativem Stress führt – ein Teufelskreis, da der oxidative Stress wiederum die Bildung von AGEs begünstigt. In Hautzellen wurde gezeigt, dass RAGE die Zellbildung verringert und gleichzeitig das Absterben von Zellen begünstigt. Hierbei ist interessant, dass RAGE in Bereichen der Haut, die häufig UV-Strahlung ausgesetzt sind, vermehrt vorkommt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass AGEs die Haut und ihre Funktionen beeinflussen: Sie hemmen die Zellteilung und fördern das Absterben bestimmter Hautzellen, wirken entzündungsfördernd, vermindern unter anderem die Bildung und fördern den Abbau von Kollagen. Außerdem scheinen AGEs die Zellen empfindlicher gegenüber äußeren Einflüssen zu machen, z. B. durch eine verminderte Widerstandskraft gegen UVA-Strahlen.[1]

Schutz und Prävention vor AGEs: Die Ernährung spielt eine tragende Rolle

Neben Faktoren, die wir selber nicht beeinflussen können (z. B. genetische Faktoren und Alter), gibt es durchaus beeinflussbare externe Faktoren, welche die Bildung von AGEs begünstigen. Darunter prominent zwei Altbekannte beim Thema Hautalterung: UV-Strahlen und Rauchen. Beide beschleunigen die Ansammlung von AGEs in der Haut.[1]

Auch die Ernährung spielt eine zentrale Rolle: Studien legen nahe, dass die übermäßige Aufnahme von Zucker zur körpereigenen Bildung von AGEs beiträgt. Besonders kritisch ist dabei Fructose [3], die zum Beispiel oft in hohen Mengen in Softdrinks enthalten ist.

Ein weiterer entscheidender Aspekt sind bereits in der Nahrung enthaltene AGEs. Denn 10–30 % davon können über den Blutkreislauf aufgenommen werden. Das zeigt sich auch daran, dass die Menge der über die Nahrung aufgenommener AGEs direkt mit dem Level der AGEs im Blut korreliert.[4]

Je weniger AGEs über die Nahrung aufgenommen werden, desto positiver die gesundheitlichen Folgen: es kommt zu weniger Anzeichen von oxidativem Stress und Entzündungen.[2] Daher lohnt sich ein Blick auf den AGE-Gehalt verschiedener Lebensmittel. In der Nahrung kommen AGEs größtenteils in tierischen Lebensmitteln vor.

Lebensmittel mit hohem Gehalt an AGEs:

• In der Gruppe der tierischen Lebensmittel enthält Fleisch die meisten AGEs, gefolgt von Käse, Fisch und Eiern. Auch fettreiche Brotaufstriche, einschließlich Butter, Frischkäse, Margarine und Mayonnaise weisen hohe Werte an AGEs auf.
• In der Gruppe der pflanzlichen Lebensmittel enthalten lediglich Öle und Nüsse vergleichsweise hohe Mengen an AGEs.[4]
• Im Gegensatz dazu gehören Getreide, Hülsenfrüchte, Brot, Gemüse, Obst und Milch zu den Lebensmitteln mit den niedrigsten AGE-Werten, sofern sie nicht mit zugesetzten Fetten zubereitet werden.[4]
• Vorsicht daher auch bei trockenerhitzten verarbeiteten Lebensmitteln wie Crackern, Chips und Keksen, die vor allem durch Ihre Behandlung mit den oben genannten Stoffen (z. B. Butter) und starker Hitzeverarbeitung einen hohen Gehalt an AGEs aufweisen können.[4]
• Auch die Zubereitungsart von Nahrungsmitteln hat einen großen Einfluss auf den AGE-Gehalt, da das thermische Verarbeiten die AGEs zusätzlich vervielfältigt: Gebratene, gegrillte oder geröstete Lebensmittel enthalten üblicherweise weitaus höhere Mengen an AGEs als gekochte, gedünstete oder gedämpfte.[5,6]

Will man die Aufnahme von AGEs über die Nahrung reduzieren, empfehlen sich folgende Maßnahmen: Weniger gesättigte Fette, fettes Fleisch, Vollfett-Milchprodukte und stark verarbeitete Lebensmittel. Dafür mehr Hülsenfrüchte, Gemüse, Obst, fettarme Milchprodukte, Fisch oder Vollkornprodukte.

Die Bildung von AGEs beeinflussen? – Potentielle Wirkstoffe

Mit dem Bekanntwerden des schädlichen Einflusses von AGEs bei Erkrankungen, aber auch während des Alterns, nahm auch das Interesse der Forscher:innen an möglichen Abwehrmechanismen zu. Die Suche begann nach Stoffen, welche die Bildung von AGEs reduzieren oder deren Abbau fördern können. Manche dieser Stoffe werden bereits in klinischen Studien getestet.[1]

Da die Bildung von AGEs von oxidativen Schritten abhängig ist, liegt ein hohes Augenmerk auf antioxidativen Nährstoffen und Vitaminen. Natürliche Antioxidanzien sind z. B. Vitamin C, Vitamin E und Niacinamid. Studien legen nahe, dass unter anderem grüner Tee, Vitamin C und Vitamin E die Glykierung von Kollagen inhibieren könnten. So konnte eine Supplementierung von Vitamin C in gesunden Testpersonen die Glykierung von Serumproteinen reduzieren.[1]

Auch Blaubeeren-Extrakt, welches die Bildung von AGEs inhibiert, und C-Xyloside, ein Stoff, der den Abbau von AGEs fördert, zeigen sich vielversprechend: Sie wurden für 12 Wochen bei Diabetes-Patientinnen getestet und obwohl keine signifikante Abnahme des AGE-Gehaltes der Haut nachgewiesen werden konnte, zeigten sich signifikante Verbesserungen im Bereich Hautfestigkeit, Falten und Hydration. Da aber kontrollierte Humanstudien, welche die Effekte dieser Anti-AGE-Strategien im Zusammenhang mit Hautalterung untersuchen, weitgehend fehlen, bleibt das Gegenstand zukünftiger Forschungsbemühungen.[1]

Fazit: AGEs und Hautalterung

AGEs sind zunächst einmal Teil des physiologischen Alterungsprozesses. Doch eine übermäßige Ansammlung kann problematisch sein und spielt auch bei der Hautalterung eine wichtige Rolle.

Studien zu Substanzen, die in der Lage sind gegen eine Ansammlung von AGEs zu wirken, sind derzeit noch wenig aussagekräftig. Hingegen ist die Datenlage zu den Auswirkungen von Ernährungs- und Lebensstilinterventionen auf den AGE-Gehalt sehr viel eindeutiger. Und so zeigt sich mal wieder – Hautalterung vorzubeugen geht weiter als bis zum nächsten Beautyprodukt. Wer zu einem geringen AGE-Gehalt im eigenen Körper beitragen will, kann dies durch den eigenen Lebenswandel tun: Sonnenschutz, Nicht-Rauchen und eine gesunde Ernährung mit wenigen tierischen und hochprozessierten Lebensmitteln.

Literaturangaben

[1] Gkogkolou P, Böhm M. Advanced glycation end products. Key players in skin aging? Dermato-Endocrinology 2012; 4(3): 259–270.

[2] Vlassara H et al. Protection against loss of innate defenses in adulthood by low advanced glycation end products (AGE) intake: role of the antiinflammatory AGE receptor-1. J Clin Endocrinol Metab 2009; 94(11): 4483–4491.

[3] Snelson M, Coughlan MT. Dietary Advanced Glycation End Products: Digestion, Metabolism and Modulation of Gut Microbial Ecology. Nutrients 2019; 11(2): 215.

[4] Uribarri J et al. Advanced Glycation End Products in Foods and a Practical Guide to Their Reduction in the Diet. J Am Diet Assoc. 2010; 110(6): 911–16.e12.

[5] O’Brien J, Morrissey PA. Nutritional and toxicological aspects of the Maillard browning reaction in foods. Crit Rev Food Sci Nutr 1989; 28(3): 211–248.

[6] Goldberg T et al. Advanced glycoxidation end products in commonly consumed foods. J Am Diet Assoc 2004; 104(8): 1287–1291.

care | Das „E“ in Hautpflege steht für Ernährung