Aldolase-B-Gen (hereditäre Fruktoseintoleranz): der Weg im Körper

Aldolase-B-Gen (hereditäre Fruktoseintoleranz) ist Teil des Weges „Fruktoseaufnahme“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von Aldolase-B-Gen (hereditäre Fruktoseintoleranz) ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: DHAP und Glycerinaldehyd — Spaltung durch Aldolase B. Die Aldolase B spaltet Fruktose-1-phosphat in Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) und Glycerinaldehyd. Ihre Bauanleitung liegt im Gen ALDOB; Varianten, die das Enzym stark verändern, lassen Fruktose-1-phosphat in der Zelle liegen. Quelle 8

Kurz erklärt

Fruktose ist ein Einfachzucker aus Früchten und Haushaltszucker. Dünndarm und Leber nehmen sie über Transporter auf und bauen sie zu Glukose und anderen Stoffen um; was den Dickdarm erreicht, vergären Bakterien unter Bildung von Wasserstoff. Dort bindet sie osmotisch Wasser.

12 Stationen · 8 Quellen

Grafik seitlich wischen

Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

Fruktose im Dünndarm → In die Darmzelle GLUT5 Der Transporter GLUT5 lässt Fruktose in die Zellen der Dünndarmwand. Er arbeitet ohne Energieverbrauch, dem Gefälle folgend; seine Menge richtet sich nach dem Angebot an Fruktose. Ist er ausgelastet, bleibt Fruktose im Darm. Quelle 1, 6↑ liefert GLUT5 ist der Engpass der Aufnahme: Er transportiert nur dem Konzentrationsgefälle folgend und nur so viel, wie Transporter in der Darmwand sitzen. Fruktose im Darm regt im Tiermodell die Bildung weiterer GLUT5 an. in Studien beobachtet Quelle 1, 6
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist die Kapazität von GLUT5 überschritten, bleibt zusätzliche Fruktose im Darmlumen; dort hält sie osmotisch Wasser zurück und gelangt in den Dickdarm.

zu wenig — Sitzen wenig GLUT5 in der Darmwand, wird schon eine kleinere Menge Fruktose nicht vollständig aufgenommen; der Rest wandert weiter in den Dickdarm.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 6
In die Darmzelle → Umbau in der Darmzelle Aldolase B · ATP Ein Teil der Fruktose wird schon in der Darmzelle umgebaut: über Fruktokinase und Aldolase B entstehen Glukose, Laktat und andere kleine Säuren. Dabei verbraucht die Fruktokinase ATP. Quelle 2↑ liefert Die Darmzelle setzt Fruktose über Fruktokinase und Aldolase B selbst um und gibt Glukose und Laktat ins Blut ab. In Versuchen an Mäusen fängt sie kleine Mengen so weitgehend ab, bevor sie die Leber erreichen. in Studien beobachtet Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt mehr Fruktose an, als die Darmzelle umsetzen kann, gelangt der Überschuss unverändert über die Pfortader zur Leber und in den Dickdarm; so ist es im Tiermodell beschrieben.

zu wenig — Kommt wenig Fruktose in der Darmzelle an, setzt sie fast alles selbst um, und kaum unveränderte Fruktose erreicht die Leber.

in Studien beobachtet · Quelle 2
Umbau in der Darmzelle → Über die Pfortader GLUT2 Was nicht umgebaut wurde, verlässt die Darmzelle über GLUT2 und erreicht mit dem Pfortaderblut die Leber. Die Leber nimmt einen großen Teil davon auf. Quelle 1, 2↑ liefert GLUT2 an der dem Blut zugewandten Seite gibt Fruktose und die in der Zelle gebildete Glukose ins Pfortaderblut ab. So gelangt beides zuerst zur Leber, die einen großen Teil davon aus dem Blut aufnimmt. gesicherte Physiologie Quelle 1, 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Gibt die Darmzelle viel Fruktose über GLUT2 ab, steigt ihre Menge im Pfortaderblut, und die Leber muss mehr davon umsetzen.

zu wenig — Fließt wenig Fruktose über GLUT2 ab, erreicht die Leber vor allem das, was die Darmzelle schon zu Glukose und Laktat umgebaut hat.

in Studien beobachtet · Quelle 1, 2
Über die Pfortader → In der Leber Fruktokinase · ATP Die Fruktokinase hängt unter ATP-Verbrauch ein Phosphat an. Die Aldolase B zerlegt das Molekül in zwei Bruchstücke mit je drei Kohlenstoffen, die in Glykolyse und Zuckerneubildung eingehen. Bei großem Angebot dienen sie auch der Fettbildung. Quelle 3↕ beides, je nach Menge Die Fruktokinase arbeitet schnell, ohne Bremse durch Rückkopplung, und verbraucht dabei ATP. Die Bruchstücke speisen Glykolyse und Zuckerneubildung; bei großem Angebot dienen sie auch als Baustein der Fettbildung in der Leber. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Fruktose rasch an, verbraucht die Fruktokinase ATP schneller, als es nachgebildet wird; der Abbau der Adenin-Bausteine liefert dann mehr Harnsäure, und ChREBP schaltet Gene der Fettbildung an.

zu wenig — Kommt wenig Fruktose in der Leber an, gehen die Bruchstücke vollständig in Glykolyse und Zuckerneubildung ein, und die Fruktokinase verbraucht kaum ATP.

in Studien beobachtet · Quelle 3
Fruktose im Dickdarm → Kurzkettige Fettsäuren Darmbakterien Bakterien des Dickdarms vergären die Fruktose. Dabei entstehen kurzkettige Fettsäuren wie Acetat, Propionat und Butyrat, die die Darmschleimhaut aufnimmt. Butyrat ist Brennstoff der Dickdarmzellen. Quelle 4↑ liefert Die kurzkettigen Fettsäuren sind Energiequelle der Darmschleimhaut; Butyrat ist der bevorzugte Brennstoff der Dickdarmzellen. Acetat und Propionat gelangen über das Blut zur Leber und zu anderen Geweben. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Entstehen rasch viele Säuren, sinkt der pH im Dickdarm; das verschiebt, welche Bakterien wachsen und welche Gärprodukte entstehen.

zu wenig — Entstehen wenig kurzkettige Fettsäuren, steht den Dickdarmzellen weniger Butyrat als Brennstoff zur Verfügung.

in Studien beobachtet · Quelle 4
Fruktose im Dickdarm → Wasserstoff (H₂) Hydrogenasen Bei der Vergärung bleiben Elektronen übrig. Bakterielle Enzyme, die Hydrogenasen, geben sie an Protonen ab; dabei entsteht Wasserstoffgas. Nur wenn er abfließt, läuft die Gärung weiter. Quelle 4↕ beides, je nach Menge Hydrogenasen entsorgen überschüssige Elektronen der Gärung als Wasserstoff. Nur wenn H₂ abfließt – zu Methan, Sulfid, Acetat oder ins Blut –, kann die Vergärung weiterlaufen; sammelt es sich an, bremst es sie. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Wasserstoff im Darm, hemmt er die Hydrogenasen und verlangsamt die Gärung; mehr Elektronen gehen dann in stärker reduzierte Produkte wie Laktat oder Ethanol.

zu wenig — Entsteht wenig Wasserstoff oder verbrauchen Methan bildende und Sulfat reduzierende Mikroben ihn rasch, bleibt wenig H₂ für Blut und Atemluft.

gesicherte Physiologie · Quelle 4, 5
Wasserstoff (H₂) → Methan Archaeen · Kohlendioxid Bei einem Teil der Menschen leben im Darm Archaeen, die Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan umsetzen. Dann findet sich weniger Wasserstoff und mehr Methan. Dabei verbrauchen sie Wasserstoff. Quelle 4, 5↓ zehrt Methan bildende Archaeen verbrauchen vier Moleküle Wasserstoff je Molekül Methan. Sie entziehen dem Darm so Wasserstoff und halten die Vergärung in Gang; das Methan wird zum Teil abgeatmet. gesicherte Physiologie Quelle 4, 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Sind viele Archaeen aktiv, wird ein großer Teil des Wasserstoffs zu Methan; in der Atemluft erscheint dann wenig H₂ und mehr Methan.

zu wenig — Sind kaum Archaeen da, bleibt der Wasserstoff als H₂ erhalten oder wird von anderen Mikroben zu Sulfid oder Acetat umgesetzt.

gesicherte Physiologie · Quelle 4, 5
Wasserstoff (H₂) → H₂ im Blut Ein Teil des Wasserstoffs tritt durch die Darmwand ins Blut über. Menschliche Zellen bilden selbst keinen Wasserstoff; er stammt ausschließlich von Mikroorganismen. Im Körper wird er nicht weiter umgesetzt. Quelle 4, 5↑ liefert Das Blut nimmt Wasserstoff aus dem Darm auf und trägt ihn zur Lunge. Im Körper wird er nicht weiter umgesetzt; so bildet er ab, wie viel davon im Darm entsteht und nicht von Mikroben verbraucht wird. gesicherte Physiologie Quelle 4, 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Entsteht viel Wasserstoff im Darm, tritt mehr davon ins Blut über, und die Menge in der Atemluft steigt mit.

zu wenig — Entsteht wenig Wasserstoff oder verbrauchen Mikroben ihn schon im Darm, gelangt wenig davon ins Blut.

gesicherte Physiologie · Quelle 4, 5
H₂ im Blut → H₂ in der Atemluft Das Blut bringt den Wasserstoff zur Lunge, wo er in die Atemluft übertritt. Deshalb lässt sich in der Ausatemluft verfolgen, wie viel Zucker im Dickdarm vergoren wurde. Die Lunge entfernt ihn so aus dem Körper. Quelle 5↓ zehrt Die Lunge gibt den Wasserstoff mit der Ausatemluft ab und entfernt ihn so aus dem Körper. Weil er nur aus der Vergärung stammt, zeigt sein Verlauf nach Fruktose, wann und wie viel Zucker den Dickdarm erreicht. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Erreicht viel Fruktose den Dickdarm, steigt H₂ in der Ausatemluft nach der Belastung deutlich an.

zu wenig — Wird die Fruktose im Dünndarm aufgenommen oder der Wasserstoff von Archaeen zu Methan umgesetzt, bleibt H₂ in der Ausatemluft niedrig; deshalb wird Methan oft mitgemessen.

gesicherte Physiologie · Quelle 5
In der Leber → DHAP und Glycerinaldehyd Aldolase B Die Aldolase B spaltet Fruktose-1-phosphat in Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) und Glycerinaldehyd. Ihre Bauanleitung liegt im Gen ALDOB; Varianten, die das Enzym stark verändern, lassen Fruktose-1-phosphat in der Zelle liegen. Quelle 8↑ liefert Die beiden Bruchstücke mit je drei Kohlenstoffen gehen in Glykolyse, Zuckerneubildung oder Fettbildung ein. Mit der Spaltung wird auch das in Fruktose-1-phosphat gebundene Phosphat für die Zelle wieder nutzbar. gesicherte Physiologie Quelle 8, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Arbeitet die Aldolase B voll, fließen die Bruchstücke rasch ab; bei großem Fruktoseangebot speisen sie verstärkt die Fettbildung in der Leber.

zu wenig — Arbeitet die Aldolase B kaum, staut sich Fruktose-1-phosphat und bindet Phosphat; ATP wird knapp, und Glykogenabbau und Zuckerneubildung in der Leber werden gehemmt.

gesicherte Physiologie · Quelle 8, 3

Weitere Stationen

Fruktose im Dünndarm — aus Frucht- und Rohrzucker Fruktose ist ein Einfachzucker. Sie kommt frei in Früchten vor und steckt im Haushaltszucker, den das Enzym Saccharase an der Darmwand in Glukose und Fruktose zerlegt. Sie ist der Ausgangsstoff aller folgenden Schritte. Quelle 1↑ liefert Fruktose ist der Ausgangsstoff des ganzen Wegs. Aus Haushaltszucker wird sie erst durch die Saccharase frei; kommt sie zusammen mit Glukose an, nimmt der Dünndarm sie leichter auf als freie Fruktose allein. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt mehr Fruktose an, als GLUT5 aufnehmen kann, bleibt der Rest im Darminhalt; er hält osmotisch Wasser zurück und wandert weiter in den Dickdarm.

zu wenig — Kommt wenig Fruktose an, nimmt der Dünndarm sie nahezu vollständig auf, und kaum etwas davon erreicht den Dickdarm.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Fruktose im Dickdarm — nicht aufgenommener Teil Was der Dünndarm nicht aufnimmt, wandert weiter in den Dickdarm. Wie viel das ist, hängt von der Menge und von der übrigen Zusammensetzung der Mahlzeit ab. Dort zieht sie osmotisch Wasser ins Darmlumen. Quelle 1↕ beides, je nach Menge Fruktose, die den Dickdarm erreicht, ist osmotisch wirksam: Sie zieht Wasser ins Darmlumen. Zugleich ist sie Nahrung für die Darmbakterien, die sie zu Fettsäuren und Gasen vergären. gesicherte Physiologie Quelle 1, 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Erreicht viel Fruktose den Dickdarm, zieht sie mehr Wasser ins Darmlumen, und die Bakterien bilden mehr Gas und Säuren; der Darminhalt wird flüssiger und nimmt an Volumen zu.

zu wenig — Erreicht wenig Fruktose den Dickdarm, vergären die Bakterien vor allem andere unverdaute Kohlenhydrate.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 4

Cofaktoren dieses Weges

Magnesium — Bildet mit ATP den Mg-ATP-Komplex, den die Fruktokinase als Phosphatquelle nutzt; ohne Mg-ATP stockt der Umsatz Quelle 7, 3Im ORY-Katalog als Laborwert: Magnesium
ATP (Adenosintriphosphat) — Liefert der Fruktokinase die Phosphatgruppe für Fruktose-1-phosphat; rascher Umsatz verbraucht ATP Quelle 3
Niacin (NAD⁺) — NAD⁺ und NADH sind Elektronenträger beim Umbau der Bruchstücke zu Laktat und Glukose; NADH wird dabei wieder zu NAD⁺ Quelle 2, 3Im ORY-Katalog als Laborwert: NAD⁺ (Nicotinamidadenindinukleotid)
Eisen — Metallzentrum bakterieller Hydrogenasen, die bei der Vergärung Wasserstoff bilden; so fließen Elektronen ab Quelle 4

Quellen

Ferraris RP, Choe JY, Patel CR. Intestinal Absorption of Fructose. Annu Rev Nutr 2018 · PubMed 29751733
Jang C, Hui S, Lu W et al. The Small Intestine Converts Dietary Fructose into Glucose and Organic Acids. Cell Metab 2018 · PubMed 29414685
Iizuka K. Recent Progress on Fructose Metabolism-Chrebp, Fructolysis, and Polyol Pathway. Nutrients 2023 · PubMed 37049617
Carbonero F, Benefiel AC, Gaskins HR. Contributions of the microbial hydrogen economy to colonic homeostasis. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2012 · PubMed 22585131
Rezaie A, Buresi M, Lembo A et al. Hydrogen and Methane-Based Breath Testing in Gastrointestinal Disorders: The North American Consensus. Am J Gastroenterol 2017 · PubMed 28323273
Douard V, Ferraris RP. Regulation of the fructose transporter GLUT5 in health and disease. Am J Physiol Endocrinol Metab 2008 · PubMed 18398011
de Baaij JH, Hoenderop JG, Bindels RJ. Magnesium in man: implications for health and disease. Physiol Rev 2015 · PubMed 25540137
Bouteldja N, Timson DJ. The biochemical basis of hereditary fructose intolerance. J Inherit Metab Dis 2010 · PubMed 20162364

Ganzer Weg: Fruktoseaufnahme