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Fructose – Ein Kohlenhydrat mit 2 Gesichtern

21. Juni 2010 | Von | Kategorie: Aktuelles, Blogger: Holger Gugg, Kohlenhydrate, Sportnahrung

Liebe Blog-Leser und treue Peak Kunden,

 als Ernährungsberater werde ich sehr oft mit dem Thema Fructose konfrontiert.

 Gesundheitsbewusste Leser möchten lernen, mit einer Fruchtzuckerunverträglichkeit leben zu können, ohne Lebensqualität einbüßen zu müssen. Sportler, besonders Bodybuilder, möchten wissen, ob der Einsatz von Fructose nun Vor- oder Nachteile gegenüber dem Verzehr anderer Kohlenhydratformen aufweist und ob es Sinn macht, fructosehaltige Lebensmittel oder gar Fructose in Reinform in seinen Ernährungsplan mit aufzunehmen.

Da alle Welt viel über Fructose schreibt, die unterschiedlichsten Meinungen kursieren und es sehr gut zu dem derzeitigen Thema Fettverbrennung und Diät passt, möchte ich allen Lesern heute einmal einen Einblick in dieses Thema geben.

Da das Thema sehr umfangreich ist, habe ich den Blog in 2 Teile aufgeteilt:

Teil 1 – Fructose – Grundlagen und Krankheitsbilder

Hier werde ich mich mit grundlegenden Dingen zu Fructose, der Aufnahme und Verwertung und den mit Fructose verbundenen Krankheitsbildern beschäftigen.

Teil 2 – Fructose – Einsatz im Sport

Die Ausführungen in Teil 1 sind wichtig, um in Teil 2 ein besseres Verständnis für die Sinnhaftigkeit beim Einsatz im Sport bzw. im Bodybuilding zu haben.

Lasst also die anfänglich trockene Theorie über Euch ergehen, um in Anschluss ein besseres Verständnis bei den praxisrelevanten Themen zu haben.

Teil 1:

Fructose – Grundlagen und Krankheitsbilder

 Was eigentlich ist Fructose?

Allgemein

Fructose, auch als Fruchtzucker bezeichnet, zählt zur Gruppe der Monosaccharide, ist also bereits ein Einfachzucker. Es existieren 2 Formen, nämlich die D-Fructose und L-Fructose, wobei die eigentlich relevante Form die D-Fructose ist.

Fructose ist farb- und geruchlos. Sie schmeckt sehr süß, hat eine um 20% höhere Süßkraft als Haushaltszucker und ist gut wasserlöslich. 1 g. Fructose liefert wie seine Artgenossen 4,1 kcal.

Vorkommen

Fructose kommt in natürlicher Form in Früchten und Honig vor. Auch Haushaltszucker enthält Fruchtzucker. Rohr- oder Rübenzucker(Saccharose), ein Zweifachzucker, besteht aus je einem Molekül Glucose (Traubenzucker) und Fructose (Fruchtzucker).

Industriell  ist Fructose in hoher Menge in HFC-Sirup (HFCS) aus Maisstärke enthalten. HFCS bestehen aus 55 % Fructose, 41 % Glucose, 2 % Maltose und 2 % höherer Saccharide. Viele Erfrischungsgetränke sind mit Fructosesirup angereichert. In vielen Reformhäusern und Supermärkten ist Fructose in kristalliner Form als Zuckerersatz (Süßungsmittel) erhältlich.

Durchschnittlich werden pro Tag 90-100 g. Fructose aufgenommen.

Verdauung und Stoffwechsel

Fructose im Verdauungstrakt

Nachdem es sich bei Fruchtzucker um ein Monosaccorid handelt, gelangt er als solcher auch direkt von Mund, der Speiseröhre, dem Magen und dem Zwölffingerdarm in den Dünndarm. Er muss nicht erst in weitere Bestandteile zerlegt werden, um ins Blut übertreten zu können.

Der Übergang vom Darmlumen in die Dünndarmzelle und schließlich ins Blut findet anhand von Transportproteinen, den sog. GLUT5 und GLUT2-Transportern statt. Diese sind sozusagen das Fructose-Taxi ohne welches ein Übergang in den Blutkreislauf (Resorption) nicht möglich wäre.

Resorption

Anders als bei Glucose, welche sekundär-aktiv (mit Energieverbrauch) aufgenommen wird, ermöglicht der GLUT5 Transporter  einen passiven (ohne Energieaufwand) Transport entlang eines Konzentrationsgradienten.

Die Aufnahme von Fructose findet also niemals vollständig statt. Bei zu hoher Aufnahme besteht daher die Gefahr, dass es zu osmotischer Diarrhoe, sprich Durchfall kommt.

Bereits bei Mengen von 30-35gr. Fructose ist dies möglich, wobei eine gleichzeitige Aufnahme mit Glukose derartige Probleme mit Aufnahme dieser Menge meist zu verhindern vermag.

Der GLUT5Transporter wird in seiner Arbeit durch Sorbit blockiert, Traubenzucker (Glukose) stimuliert seine Aktivität. Jedes Molekül Traubenzucker ermöglicht einem Molekül Fruchtzucker die Resorption.

Durch Zugabe einer der beiden Stoffe (Sorbit od Traubenzucker) kann man also erheblichen Einfluss auf die Resorption von Fructose nehmen.

Fructose in der Leber

Unterschied Fructose – Glukosestoffwechsel

Der Fructosestoffwechsel unterscheidet sich enorm vom Glukosestoffwechsel. Die insulinunabhängige Verstoffwechselung von Fructose erklärt sich dadurch, dass sich der Fructoseumbau eigentlich nur in der Leber abspielt. Fructose gelangt insulinunabhänig als Erstes in die Leber.

Glukose hingegen wird nur zu einem geringen Teil in der Leber verstoffwechselt und wirkt sich daher auf den Blutzuckerspiegel aus mit der Folge einer Insulinsekretion.

Gerade wegen seiner aufwendigen Verstoffwechselung in der Leber kann Fructose jedoch negative Wirkungen auf den gesamten Stoffwechsel des Körpers haben.

Limitierter Fructoseumbau in der Leber

Das für den Fructoseumbau benötigte Enzym Fruktokinase findet sich eigentlich nur in der Leber. In der Leber wird Fructose phosphoryliert und dann je nach Bedarf in die Glykolyse (Energiegewinnung) bzw. in die Glukoneogenese (Herstellung von Glucose) eingeführt. Zu hohe Mengen Fructose überfordern dieses System und bewirken folgendes:

  • Sie verbrauchen viel ATP und hindern die Leber somit daran dieses für andere Stoffwechselvorgänge bereitzustellen (Umwandlung von T4 in T3 oder Muskelkontraktionen).
  • Sie produziert viel Harnsäure, die ausgeschieden werden muss. Harnsäure kann im Übermaß bei empfindlichen Personen Gicht hervorrufen.

 

Abfluss der Zerfallsprodukte

Beim weiteren Abbau von Fruktose entstehen VLDL,  Cholesterine und Triglyeride. Triglyceride lagern sich als Depotfett, aber auch als Fetttröpfchen zwischen den Myofibrillen der Muskulatur an.

Im Fettgewebe kann Fructose auch in abgewandelter Form (Fructose-6-phosphat) in die Glykolyse eintreten, wenn die Glykogenreserven erschöpft sind.

Herstellung von Fructose im Körper

Fructose wird aus Glucose auch vom Körper selbst hergestellt. Sie wird z.B. beim Mann als Nährstoff für die Spermatozoen in der Samenblase benötigt. Über den sog. Polyolweg wird aus Glucose Sorbitol und dann weiter Fructose. (Dieser Umwandlungsschritt wird später noch wichtig, wenn es um Abbaustörungen von Fructose geht) 

Gefahr einer zu hohen Glucosezufuhr

a) Leberzell-Schädigung

Bei der Fructoseherstellung findet die Reduktion eines Enzyms namens NADPH-Cytochrom-P450-Oxidoreduktase statt, welches von der Zelle zur Entgiftung gefährlicher Sauerstoffverbindungen benötigt wird.

Bei erhöhtem Glucosespiegel im Blut wird mehr Glucose über den Polyolweg zu Fructose umgewandelt, mit der Folge dass mehr NADPH verbraucht wird.

Man riskiert mit überhöhter Glukosezufuhr also eine Zerstörung von Zellsubstanz

b) Funktionshemmung der Leberzellen

In den Leberzellen sammeln sich bei überhöhter Glukosezufuhr Fructose und Sorbitol an.

Die Zellen erfahren hierdurch eine sog. osmotische Schädigung. Diese hat zur Folge, dass bestimmte Zellenzyme durch hohe Konzentrationen dieser beiden Zucker in Ihrer Funktionsausübung gehemmt werden.

Die Zelle ist also in Ihrer Funktion gehemmt und kann Ihre eigentliche Arbeit nicht ordentlich verrichten.

c) Unkontrollierte Verstoffwechselung

Das Enzym Phosphofructokinase reguliert eigentlich, wie viel Glukose in weitere Enzympfade gelangt. Fructose geht an diesem Enzym vorbei, wird also quasi unkontrolliert verarbeitet. Zuviel Fruchtzucker fördert erheblich die Produktion von VLDL-Triglyceriden

Dies erhöht den Körperfettgehalt, und erhöht das VLDL-Niveau im Blut. Das VLDL Niveau im Blutkreislauf ist ein bekannter unabhängiger Risiko-Faktor für Herz Krankheiten.

Es stimmt also, dass Fruchtzucker viel leichter zu Fett konvertiert als Glukose.

Mehr VLDL im Blut führt unweigerlich zu höherer Körperfetteinlagerung in die

Fettzellen!

 

Zusammenfassung

Wir haben also gesehen, dass sich Fructose in seiner Resorption, Speicherung und Bereitstellung zur Energieverwendung sehr wohl von anderen Kohlehydraten unterscheidet. Ob uns Menschen und vor allem uns Bodybuildern dieser Unterschied einen Vorteil oder Nachteil verschafft, werden wir jedoch erst in Teil 2 erfahren. Widmen wir uns nun weiteren Problemen in Zusammenhang mit Fructose.

Abbaustörungen von Fructose

Fructosurie

Fructosurie ist eine Fructose-Abbaustörung bei welcher das Enzym Fructokinase in der Leber nicht richtig funktioniert oder nur mangelhaft vorhanden ist. Die Folge dieses Enzymmangels bzw. der Funktionsstörung ist eine Anhäufung von Fructose im Blut  (Fructosämie).

Infolge der Filterprozesse in der Niere muss Fructose mit dem Harn ausgeschieden werden.

Diese Störung tritt bei etwa einem von 50.000 Menschen auf und ist normalerweise nicht behandlungsbedürftig.

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Hereditäre Fructoseintoleranz (HFI)

Die Krankheit

Bei der HFI handelt es sich um einen sehr seltenen erblich bedingten Enzymdefekt.

Durch einen genetischen Defekt besteht ein Mangel bzw. ein Aktivitätsverlust des Enzyms (Fructose-1-Phosphat-)Aldolase B in der Leber. Fruktose (Fruchtzucker) kann so nicht oder nicht in ausreichenden Mengen abgebaut werden.

Als Folge daraus erhöht sich der Fruchtzuckergehalt in den Zellen, welcher dort toxische Wirkungen hat. Die toxischen Wirkungen machen sich dadurch bemerkbar, dass Enzyme der Glykolyse, der Gluconeogenese und des Glykogenstoffwechsels gehemmt werden, was eine Unterzuckerung (Hypoglykämie) hervorrufen kann.

Es kann also weder aus Glykogen noch aus Aminosäuren oder Fett Glucose hergestellt werden – die Folge UNTERZUCKERUNG (Hypoglykämie)

Therapie

Patienten mit HFI müssen sich streng fructosearm ernähren und müssen zudem Nahrungsmittel mit Saccharose (wegen des Fructoseanteils) und Sorbit (wegen der Verstoffwechselung zu Fructose) meiden.

Mit dem Alter ist es möglich das sich die Toleranz der Patienten etwas erhöht und etwas Fructose aufgenommen werden kann ,ohne das Symptome auftreten.

Das größte Problem der Krankheit besteht neben den hypoglykämischen Zuständen in der Schädigung der Leberzellen.

Diese Störung tritt bei einem von 20.000 Neugeborenen auf.

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Intestinale Fructoseintoleranz (Fructosemalabsorption)

Die Krankheit

Bei Fructosemalabsorption ist der Glucosetransporter GLUT 5 gestört. Wie bereits beschrieben, transportiert dieser die Fructose aus dem Dünndarmlumen in die Dünndarmzellen.  

Ist der GLUT5 Transporter gestört, so kann Fructose nur begrenzt über den Dünndarm aufgenommen werden.

Die restliche Fructose bleibt im Darm, wird an den Dickdarm weitergeleitet und dort  mit Hilfe von Bakterien zu Wasserstoff, Kohlensstoff und kurzkettigen Fettsäuren abgebaut.

Diese Abbauprodukte (besonders Kohlenstoff und kurzkettige Fettsäuren) verursachen die Symptome der Krankheit.

Die Entstehung

Die Verminderung der Transportkapazität kann erworben oder angeboren sein.

Sie entsteht meist im Kindesalter.  

Die erworbene Störung kann verursacht werden durch chronische Belastungen wie z. B.

  • durch langfristige falsche Ernährung
  • Umweltbelastungen und -gifte
  • Dauerstress
  • langfristige Einnahme von Medikamenten

 Die Fructosemalabsorption kann nur vorübergehend, oder auch lebenslang Beschwerden hervorrufen. In vielen Fällen spielt Sie sich aber auch gänzlich ohne Symptome ab.

Die Symptome

a)Primäre Symptome (bereits nach einmaliger Aufnahme von Fructose)

  • Bauchschmerzen (wegen Gärung im Dünn- und Dickdarm)
  • Blähungen (wegen Gärung häufig übelriechend)
  • Breiiger Stuhl (wegen Gärung häufig übelriechend)
  • Durchfall (wegen osmotischer Effekte zum Teil wässriger Durchfall)

 

Treten Symptome auf und der Fructoseverzehr wird nicht gebremst, kann sich die Darmflora und damit die Aufnahmefähigkeit im Dünn- und Dickdarm weiter verschlechtern.

b) Sekundäre Symptome (b)Symptome nach häufiger bzw. regelmäßiger Aufnahme von Fruktose)

  • Resorptionsstörungen bei Tryptophan, Folsäure und Zink.
  • Ausbildung eines Reizdarmsyndrom und damit verbunden Müdigkeit, Übelkeit und Reflux (chronischem Sodbrennen).

c) Fettleber

Als wahrscheinlich gilt der Zusammenhang zwischen einer Fructosemalabsorption und der Entstehung der sog. nicht alkoholisch bedingten Fettleber (Non-alcoholic fatty liver disease NAFLD).

Im Tierversuch ist der Zusammenhang zwischen überhöhter Fructosefütterung und Fettleber schon belegt. Nachgewiesen ist ebenfalls der Einfluss überhöhten Fructoseverzehrs auf die Verfettung der Organe bei dicken Menschen. Fakt ist auch, dass viele Personen mit Fructosemalabsorption an einer Fettleber leiden.

Eine Fettleber lässt sich an folgenden Symptomen erkennen:

  • Völlegefühl
  • Antriebsarmut / vgl. Depression bei Fruktosemalabsorption
  • Druckgefühl im rechten Bauch
  • Beschwerden beim Liegen auf der rechten Seite (Übelkeit, Schmerzen)
  • Blähungen
  • generelle körperliche und geistige Leistungsminderung und Antriebsarmut

Eine Fettleber ist ein frühes Zeichen für das metabolische Syndrom

Was tun gegen Fettleber (Generelle Empfehlungen)

Neben einem Verzicht auf Alkohol, einer fett- und fructosearmen Ernährung, Sport, einer Normalisierung des Körpergewichts und dem Entwöhnen vom Rauchen helfen Leberkuren mit Mariendistelextrakt oder koreanischem Ginseng.

d) Depressionen

Depressionen können ebenfalls aufgrund einer Fructosemalabsorption bzw. seiner sekundären Symptome entstehen. Wie bereits erörtert hemmt diese Krankheit die Aufnahme von Tryptophan, einer essentiellen Aminosäure, welche für die Bildung von Serotonin verantwortlich ist. Serotonin ist als „Glückshormon“ bekannt. Fehlt es dem Körper an Serotonin, so manifestieren sich gerne depressive Zustände.

Auch die Symptome der Krankheit als Solches können aufgrund der psychischen Belastung zu Depressionen führen.

Gegen die Depressionen hilft eine fructosearme Diät, damit sich der Tryptophanhaushalt und somit auch der Serotoninhaushalt wieder stabilisieren.

Ein weiterer Nachteil eines niedrigen Serotoninspiegels ist eine mögliche Schädigung von Leberzellen, da deren Heilung von Serotonin angestoßen wird.

Diagnose

Eine Fructosemalaborption kann auf unterschiedlichen Wegen bestimmt werden. Diese möchte ich hier nur kurz nennen ohne Sie zu bewerten:

  • Messung des Wasserstoffs H2 in der Atemluft
  • Messung des Fructose-Plasma-Spiegels
  • Erniedrigte Blutwerte bei Tryptophan, Zink und Folsäure
  • Erhöhte Werte beim Enzym Pankreas-Amylase
  • Bestimmung des Blutzuckers nach Fructoseaufnahme

Therapie:

 Da es derzeit keine ursächliche Therapie, gibt kommt man auch hier um eine fructosefreie oder fructosearme Ernährung nicht herum. Beschwerden verbessern sich nach der Ernährungsumstellung meistens innerhalb weniger Wochen.

Da die Resorption im Darm durch Glukose verbessert wird, ist eine Aufnahme im 1:1-Verhältnis Fructose : Glucose unkritisch

Fructosehaltige Lebensmittel bei Fructosemalabsorption

Anbei eine Liste mit geeigneten Fructose-Lebensmitteln bei Fructosemalabsorption.

Geeignet sind Sie aufgrund:

  • Ihres guten Verhältnisses Fructose zu Glucose (kleiner oder gleich)
  • Aufgrund Ihres niedrigen Sorbit- und Mannitgehaltes

Wie viel Fructose ist möglich?

Die Frage, wie viel Fructose man mit bestehender Fructosemalabsorption zu sich nehmen darf, muss sich jeder selbst beantworten. Der Eigenversuch muss die individuelle Toleranz erbringen.

Erfahrungsgemäß vertragen auch Personen mit sehr ausgeprägter Fruktosemalabsorption bis zu 5g/Tag

 

Praxistip:

Auf vollen Magen verträgt man Fruchtzucker besser!

Einer von drei gesunden Erwachsenen und vielleicht zwei von drei Kindern resorbieren oral eingenommene Fructose  (0,7 bis 2,0g/kg Körpergewicht) unvollständig. Dies muss sich jedoch nicht immer in Symptomen bemerkbar machen.

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Fructose und Sorbit (E420)

Sorbit

Sorbit zählt zu den Zuckeralkoholen und ist in vielen industriell hergestellten Lebensmitteln als Zuckeraustauschstoff enthalten. Industriell wird Sorbit aus Mais- und Weizensstärke hergestellt.

Sorbit hat einen Brennwert 2,4 kcal/g und eine Süßkraft, die ca. 60% der von Zucker entspricht.

Da für die Verstoffwechselung kein Insulin benötigt wird, ist es Bestandteil vieler Diabetikerlebensmittel. Herauszuheben ist seine anti-kariogene  (zahnschonende) Eigenschaft.

Vom häufigen Verzehr (mehr als 20g pro Portion und 50g pro Tag) ist abzuraten da es ansonsten wie bei vielen Zuckeraustauschstoffen zu Blähungen und Durchfall kommen kann.

Da Sorbit im Stoffwechsel in Fructose umgewandelt wird, muss es ebenfalls bei Fuctosemalabsorption gemieden werden.

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Fructose und Diabetes mellitus Typ 2

Um es vorweg zu nehmen: 

Eine erhöhte Aufnahme von Fructose ist für Diabetiker nicht empfehlenswert

 

Das Problem

Dem heutigen Diabetiker werden fructosehaltige Lebensmittel als für Sie geeignet verkauft. Der Diabetiker von heute ist versucht, die eigens für ihn entwickelten Produkte in großen Mengen zu verzehren, ungeachtet des Brennwerts und des Fructosegehalts. Gerade der Brennwert ist oftmals bei fructosehaltigen Lebensmitteln sogar höher ist als bei natürlich gezuckerten Lebensmitteln.

Es werden also große Mengen Fruchtzucker ohne Reue verzehrt und genau hier beginnt es, gefährlich zu werden.

Fruchtzucker in kleinen Mengen hingegen ist in Ordnung

Fruchtzucker aus natürlichen Quellen wie z.B. Obst kann in geringer Menge ohne Bedenken konsumiert werden,  auch vom Diabetiker und meist auch vom Patient mit einer Abbaustörung. In geringer Menge kommen die angepriesenen Vorteile des Fruchtzuckers, nämlich die insulinabhängige Verstoffwechselung, zum Tragen und verschaffen tatsächliche Vorteile, besonders für das Krankheitsbild des Diabetes Typ 2. 

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Was geschieht bei Aufnahme großer Mengen Fructose

Fructose und Krankheiten

Die Aufnahme großer Mengen Fructose fördert das Auftreten des metabolischen Syndroms, aus welchem gerne Diabetes Typ 2 resultiert.

Unter dem metabolischen Syndrom versteht man das gleichzeitige Auftreten von Übergewicht (Adipositas), Fettstoffwechselstörungen, Bluthochdruck und Insulinresistenz.

Adipositas wird durch hohe Fructosemengen gefördert, da diese die hormonelle Ge-wichtsregulierung beeinflussen. Mit einer Gewichtszunahme wird immer auch das metabolische Syndrom und Diabetes Typ 2 begünstigt.

Zusammengefasst führt die Aufnahme hoher Fruchtzuckermengen zu:

  • Hyperinsulinämie (vermehrtes Auftreten von Insulin im Blut)
  • Krankhafte Erhöhung der Triglyeride und des LDL-Cholesterin im Blut
  • Hyperurikämie (krankhafte Erhöhung der Harnsäure im Blut)
  • Ausbildung einer Fettleber (wurde oben beschrieben)

 

All diese Entwicklungen erhöhen das Risiko, Arteriosklerose und Herz-Kreislauferkrankungen auszubilden.

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Fructose und Fettzellen

Starker Verzehr von Fruktose fördert die Neubildung von Fettzellen (Lipogenese) sowie die Einlagerung von Fetten im Fettgewebe sowie in der Leber stärker als die Aufnahme von Glucose. Es besteht hier ein direkter Zusammenhang zwischen Fruktose-Aufnahme und Körperfettzunahme.

Mehr und vollere Fettzellen führen wiederum zu mehr Insulinresistenz und verschlimmern daher das Krankheitsbild des Diabetes Typ 2.

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Fructose und Sättigung

Fructose löst eine weniger starke Insulinproduktion aus als Glucose. Dem Insulin werden jedoch zentral-nervös (über das zentrale Nervensystem) vermittelte Sättigungsfunktionen zugeschrieben die ausbleiben wenn eine Insulinproduktion ausbleibt.

Fruktose scheint zudem eine geringere Ausschüttung von Leptin, welches ebenfalls Sättigungssignale bewirkt, zu verursachen. Derartige Effekte könnten nach Ersatz der Glukose durch Fruktose eine endokrine Konstellation mit vergleichsweise geringeren Sättigungssignalen bewirken.

Kurzum: Der Austausch von Glucose durch Fructose macht weniger satt!

Fazit

Die weitere Verwendung von Fructose als Zuckeraustauschstoff in industriell gefertigten Lebensmitteln als Bestandteil sogenannter Diabetiker-Lebensmittel anstelle von handelsüblicher Saccharose wird aus ernährungsmedizinischer Sicht nicht für sinnvoll gehalten.

Ausblick auf Teil 2

Soweit zu den Grundlagen und Krankheitsbildern in Zusammenhang mit Fructose. In Teil 2 werden wir uns mit der Frage nach der Sinnhaftigkeit des Einsatzes von Fructose im Sport, speziell im Bodybuilding beschäftigen.

Beantwortet werden Fragen über:

  • Generelle Sinnhaftigkeit des Einsatzes von Fructose im Sport
  • Fructose und sein Einsatz während einer Diät
  • Fructose und sein Einsatz zum Muskelaufbau

 

Bis dahin verbleibe ich mit sportlichen Gruß

Euer

Holger Gugg

www.body-coaches.de

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