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Sekundäre Pflanzenstoffe und ihre Wirkung auf die Gesundheit

Eine Aktualisierung anhand des Ernährungsberichts 2012

Sekundäre Pflanzenstoffe sind Bestandteil unserer täglichen Ernährung. Sie sind in Gemüse, Obst, Kartoffeln, Hülsenfrüchten, Nüssen sowie Vollkornprodukten enthalten und geben den pflanzlichen Lebensmitteln ihre Farbe. Sie dienen den Pflanzen als Abwehrstoffe gegen Fressfeinde oder mikrobiellen Angriff und wirken darüber hinaus als Wachstumsregulatoren.

Überblick

Sekundäre Pflanzenstoffe zählen nach bisherigen Erkenntnissen für den Menschen nicht zu den essenziellen Nährstoffen, haben aber Einfluss auf eine Vielzahl von Stoffwechselprozessen.

Es werden ihnen verschiedene gesundheitsfördernde Wirkungen zugeschrieben. Sie schützen möglicherweise vor verschiedenen Krebsarten und vermitteln vaskuläre Effekte wie eine Erweiterung der Blutgefäße und eine Absenkung des Blutdrucks. Weiterhin entfalten sekundäre Pflanzenstoffe neurologische, entzündungshemmende und antibakterielle Wirkungen.

Aufgrund der aktuellen wissenschaftlichen Datenlage ist es zwar generell möglich, die präventive Wirkung von sekundären Pflanzenstoffen zu bewerten, Empfehlungen für die Zufuhr einzelner sekundärer Pflanzenstoffe können jedoch weiterhin nicht gegeben werden. Möglicherweise ist für die Wirkung die Zufuhr von verschiedenen Pflanzenstoffen im Verbund eines Lebensmittels notwendig.

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V. (DGE) empfiehlt daher einen hohen Verzehr von Gemüse und Obst einschließlich Hülsenfrüchten und Nüssen sowie Vollkornprodukten, um eine gute Versorgung mit sekundären Pflanzenstoffen sicherzustellen.

Einleitung

Unter dem Sammelbegriff „sekundäre Pflanzenstoffe“ werden Substanzen sehr unterschiedlicher Struktur zusammengefasst. Bislang sind etwa 100 000 verschiedene sekundäre Pflanzenstoffe bekannt, wobei 5 000 bis 10 000 in der menschlichen Nahrung vorkommen (Watzl 2008).

Aufgrund ihrer chemischen Struktur und funktionellen Eigenschaften werden die sekundären Pflanzenstoffe in verschiedene Gruppen eingeteilt: Polyphenole, Carotinoide, Phytoöstrogene, Glucosinolate, Sulfide, Monoterpene, Saponine, Protease-Inhibitoren, Phytosterine und Lektine. Chlorophyll und Phytinsäure lassen sich zu keiner der genannten Gruppen zuordnen, gehören aber ebenfalls zu den sekundären Pflanzenstoffen.

Der Kenntnisstand zur Bedeutung der sekundären Pflanzenstoffe für die Gesundheit des Menschen hat sich deutlich erweitert. Dies liegt vor allem daran, dass der Fokus der aktuelleren Forschung auf der Durchführung von großen prospektiven Beobachtungsstudien (Kohortenstudien) und vor allem von Interventionsstudien mit isolierten sekundären Pflanzenstoffen liegt. Letztlich liefern nur Interventionsstudien die notwendige Evidenz für kausale Zusammenhänge zwischen der Zufuhr sekundärer Pflanzenstoffe und den beim Verzehr pflanzlicher Lebensmittel beobachteten präventiven Wirkungen.

Im Vergleich zum Ernährungsbericht 2008 (Watzl 2008) liegen heute zahlreiche weitere Ergebnisse aus epidemiologischen Studien zum Einfluss der sekundären Pflanzenstoffe auf das Risiko für die Entstehung verschiedener Krankheiten vor. Die Ergebnisse der neuen Studien bestärken bisherige Einschätzungen (Watzl 2008), dass sekundäre Pflanzenstoffe bzw. pflanzliche Lebensmittel das Risiko für die Entstehung verschiedener Krankheiten senken können (Watzl 2012).

Zufuhr

Der Mensch nimmt durch eine gemischte Kost täglich schätzungsweise 1,5 g sekundäre Pflanzenstoffe auf. Die Zufuhr ist bei Vegetariern oftmals deutlich höher (Watzl 2008). Tabelle 1 gibt die durchschnittliche tägliche Zufuhrmenge von sekundären Pflanzenstoffen mit einer gemischten Kost (ohne Supplemente) an.

In den letzten Jahren hat sich der Kenntnisstand zum Vorkommen und zur täglichen Zufuhr von sekundären Pflanzenstoffen erweitert. Für die Gruppe der Glucosinolate liegt aktuellen Daten zufolge mit knapp 15 mg pro Tag eine geringere tägliche Zufuhr vor als zuvor angenommen. Die Isoflavonzufuhr von Kindern und Jugendlichen in Deutschland wurde im Rahmen der DONALD-Studie erstmals longitudinal (1985 bis 2000) ermittelt und betrug 1,1 ± 4,7 mg/d (Watzl 2012).

Tabelle 1 | Zufuhr sekundärer Pflanzenstoffe mit einer gemischten Kost (ohne Supplemente)
Gruppe Geschätzte durchschnittliche Zufuhr von sekundären Pflanzenstoffen [mg/Tag] laut DGE, Ernährungsbericht 2004 Einschätzung laut DGE, Ernährungsbericht 2008 Einschätzung laut DGE, Ernährungsbericht 2012
Flavonoide 50 – 100 Es ist von einer deutlich höheren Flavonoidzufuhr auszugehen (Schätzung: 50 – 200 mg/Tag).
Phenolsäuren 200 – 300
Carotinoide 5 – 6 Neuere Daten weisen auf eine höhere Zufuhr hin.
Phytoöstrogene <5 Kinder und Jugendliche: 1,1 ± 4,7 mg/d
Glucosinolate <50 Neuere Daten weisen auf niedrigere Zufuhr hin: knapp 15 mg/Tag.
Sulfide nicht bekannt
Monoterpene <2
Saponine <15
Phytosterole 170 – 440 150 – 400 mg/Tag (100 – 400 mg Phytosterole, 20 – 50 mg Phytostanole)

(Quelle: Watzl und Rechkemmer 2004, Watzl 2008, Watzl 2012)

Bioverfügbarkeit

Die Bioverfügbarkeit der sekundären Pflanzenstoffe ist sehr unterschiedlich (s. Tab. 2). Im Hinblick auf Polyphenole scheint sie günstig beeinflusst zu werden durch physiologische Mengen, Hitzeeinwirkung und Partikelverkleinerung (z. B. Mahlen) bei der Verarbeitung und durch die An- bzw. Abwesenheit bestimmter Nährstoffe. So wirkt sich ein höherer Fettanteil und die Anwesenheit weiterer Polyphenole positiv auf die Bioverfügbarkeit von Polyphenolen aus, während die Anwesenheit von Proteinen und Antioxidanzien (Vitamin C und E) den gastrointestinalen Abbau zu verringern scheint.

Neuere Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass durch eine Verkapselung von Polyphenolen in Lebensmitteln die Bioverfügbarkeit erhöht und Wechselwirkungen mit der Lebensmittelmatrix verringert werden können. So führte beispielsweise der Verzehr von Brot mit integriertem verkapselten Curcumin (1 g/Portion) zu einer 7-mal höheren Plasmakonzentration im Vergleich zu Brot, das Curcumin in freier Form enthielt (Bohn 2014).

Tabelle 2 | Einteilung von sekundären Pflanzenstoffen anhand ihrer relativen Bioverfügbarkeit beim Menschen
Bioverfügbarkeit*
hoch (> 15 %) mittel (3 – 15 %) niedrig (< 3 %)
Carotinoide Carotinoide**
Glucosinolate Phenolsäuren Saponine
Flavonoide*** Anthocyane
Flavone
Phytoöstrogene Phytosterole (Phytostanole 0,02 – 0,3%,
Phytosterole 0,4 – 3,5 %)
Monoterpene
Sulfide

* aus erhitzten Lebensmitteln, ** aus unerhitzten Lebensmitteln,
*** Flavonoide ohne Anthocyane und Flavone
(Quelle: Watzl und Rechkemmer 2004, Watzl 2012)

Sekundäre Pflanzenstoffe und ihre Wirkungen

In den vergangenen Jahrzehnten wurde eine Vielzahl von in-vitro-Studien und experimentellen Untersuchungen im Tiermodell zur Erfassung der potenziellen Wirkungen von sekundären Pflanzenstoffen und den zugrunde liegenden Mechanismen durchgeführt, die jedoch keine direkte Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen erlauben.

Wie im Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) dargestellt, liegen heute zusätzlich zahlreiche Ergebnisse aus epidemiologischen Studien zum Einfluss von sekundären Pflanzenstoffen auf das Risiko für die Entstehung verschiedener Krankheiten vor. Es ist somit generell möglich, die wissenschaftliche Datenlage für eine präventive Wirkung von sekundären Pflanzenstoffen beim Menschen zu bewerten. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass die Daten aus epidemiologischen Studien auf der Zufuhr von sekundären Pflanzenstoffen über herkömmliche Lebensmittel beruhen. Die beobachteten präventiven Effekte können somit durch das komplexe Spektrum der in Nahrungspflanzen vorhandenen Nährstoffe (energieliefernde Nährstoffe, Vitamine und Mineralstoffe), Ballaststoffe und sekundäre Pflanzenstoffe ausgelöst sein.

Zu welchem Anteil der gesundheitsfördernde Effekt auf einzelne sekundäre Pflanzenstoffe oder bestimmte Muster an sekundären Pflanzenstoffen zurückzuführen ist, kann dadurch nicht gesagt werden. Hierzu sind Interventionsstudien mit isolierten sekundären Pflanzenstoffen notwendig, die bisher in ungenügender Anzahl vorliegen. Weiterhin kann angenommen werden, dass bisher nicht alle relevanten sekundären Pflanzenstoffe identifiziert und auch noch nicht alle Wirkungen der bisher bekannten sekundären Pflanzenstoffe erforscht sind. Tabelle 3 gibt einen Überblick über mögliche gesundheitliche Wirkungen von sekundären Pflanzenstoffen.

Im Folgenden werden die Gruppen sekundärer Pflanzenstoffe charakterisiert und die im Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) beschriebenen Ergebnisse aus Humanstudien und darauf basierende Bewertungen beispielhaft für Flavonoide, Carotinoide, Phytosterole/Phytostanole, Glucosinolate und Phytoöstrogene dargestellt. Ergänzend dazu werden, basierend auf einer aktuellen Literaturrecherche nach Meta-Analysen und systematischen Übersichtsarbeiten (Zeitraum Januar/2010 bis Juni/2014), neue Studienergebnisse zu den im Ernährungsbericht 2012 untersuchten Zusammenhängen dargestellt.

Tabelle 3 | Übersicht über sekundäre Pflanzenstoffe und ihre möglichen gesundheitsfördernden Wirkungen
Se­kun­där­e Pflan­zen­stof­fe z. B. ent­hal­ten in ... Be­deu­tung für die Pflan­ze Mö­glich­e Ge­sund­heits­ef­fek­te (vor­wie­gend Tier- und in-vi­tro-Ver­such­e) Ein­fluss auf die Ge­sund­heit beim Men­schen (e­pi­de­mi­o­lo­gisch­e Stu­di­en)
Flavonoide Äp­feln, Bir­nen, Trau­ben, Kir­schen, Pflau­men, Beer­en­obst, Zwie­beln, Grün­kohl, Au­ber­gin­en, So­ja, schwarz­em und grün­em Tee u.v.m. Farb­stof­fe (rot, hell­gelb, blau, vi­o­lett)
  • an­ti­ox­i­da­tiv
  • an­ti­throm­bo­tisch
  • blut­druck­sen­kend
  • ent­zün­dungs­hem­mend
  • im­mun­mo­dul­ier­end
  • an­ti­bi­o­tisch
  • neu­ro­lo­gisch­e Wir­kun­gen (pos. Ein­fluss­ auf kog­ni­ti­ve Fäh­ig­kei­ten)
As­soz­i­a­tion mit ver­ring­er­tem Ri­si­ko für
  • be­stimm­te Krebs­krank­hei­ten und
  • Herz-Kreis­lauf-Krank­heit­en
Phe­nol­säur­en Kaf­fee, Tee, Voll­korn­pro­duk­ten, Weiß­wein, Nüs­sen Ab­wehr­stof­fe ge­gen Fraß­fein­de
  • an­ti­ox­i­da­tiv
As­soz­i­a­tion mit ver­ring­er­tem Ri­si­ko für
  • be­stimm­te Krebs­kran­khei­ten
Car­o­tin­o­i­de Kar­ot­ten, To­ma­ten, Pap­ri­ka, grün­em Ge­mü­se (Spi­nat, Grünk­ohl), Grape­fruit, A­pri­ko­sen, Me­lo­nen, Kür­bis Farb­stof­fe (gelb, o­ran­ge, rot)
  • an­ti­ox­i­da­tiv
  • im­mun­mo­du­lier­end
  • ent­zün­dungs­hem­mend
As­soz­i­a­tion mit ver­ring­er­tem Ri­si­ko für
  • Herz-Kreis­lauf-Krank­heit­en und
  • al­ters­be­ding­te Au­gen­krank­heit­en
  • in Dis­kus­sion: Ri­si­ko­sen­kung hin­sicht­lich Krebs, me­ta­bol­i­sches Syn­drom, Ge­fäß­ver­än­der­ung­en
Phy­to­ös­tro­gen­e Ge­trei­de und Hül­sen­früch­ten (z. B. Soja­boh­nen), Lein­sam­en Pflanz­en­hor­mo­ne, die ähn­lich wie das weib­lich­e Sex­u­al­hor­mon Ös­tro­gen auf­ge­baut sind
  • an­ti­ox­i­da­tiv
  • im­mun­mo­du­lier­end
  • ver­bes­sern Blut­ge­fäß­funk­tion und Blut­druck
  • in Dis­kus­sion: pro­tek­ti­ve Wir­kun­gen hin­sicht­lich Krebs-, Herz-Kreis­lauf-Krank­heit­en, Kno­chen­dich­te, kli­ma­ter­isch­e Be­schwer­den
Glu­co­si­no­la­te al­len Kohl­art­en, Ret­tich, Ra­dies­chen, Kres­se, Senf Ab­wehr­stof­fe ge­gen Fraß­fein­de o­der Pa­tho­gen­e
  • an­ti­ox­i­da­tiv
  • im­mun­mo­dul­ier­end
As­soz­i­a­tion mit ver­ring­er­tem Ri­si­ko für
  • be­stim­mte Krebs­krank­heit­en
Sul­fi­de Zwie­beln, Lauch, Kno­blauch, Schnitt­lauch Duft- und A­ro­ma­stof­fe
  • an­ti­bi­o­tisch
  • an­ti­ox­i­da­tiv
  • an­ti­throm­bo­tisch
  • blut­druck­sen­kend
  • chol­es­ter­ol­sen­kend
As­soz­i­a­tion mit ver­ring­er­tem Ri­si­ko für
  • be­stimm­te Krebs­krank­heit­en
Mo­no­ter­pen­e Min­ze, Zi­tro­nen, Küm­mel Duft- und A­rom­a­stof­fe
  • cho­les­ter­ol­sen­kend
  • an­ti­kan­zer­o­gen
Sa­po­ni­ne Hül­sen­früch­ten, So­ja, Spar­gel, Ha­fer, La­krit­ze Bit­te­rstof­fe (in wäss­ri­ger Lö­sung: schaum­bil­den­de Wir­kung)
  • an­ti­kan­zer­o­gen
  • an­ti­bi­o­tisch (an­ti­fun­gal)
Phy­tos­ter­ol­e Nüs­sen und Pflanz­en­sa­men (Son­nen­blu­men­kern­en, Ses­am, So­ja), Hül­sen­früch­ten Mem­bran­baus­toff, Pflan­zen­hor­mon­e, die ähn­lich wie Chol­es­ter­ol auf­ge­baut sind
  • chol­es­ter­ol­sen­kend
  • sen­ken die Chol­est­er­ol­konz­en­tra­tion im Blut
  • in der Dis­kus­ss­ion: Zu­sam­men­hang mit Herz-Kreis­lauf-Krank­heit­en

(Quelle: Watzl und Rechkemmer 2004, Watzl 2008, Watzl 2012)

Flavonoide

Flavonoide sind neben Phenolsäuren eine Untergruppe der Polyphenole. Flavonoide sind als Pflanzenfarbstoffe verantwortlich für die rote, blaue, hellgelbe und violette Farbe vieler Gemüse- und Obstarten und sind beispielsweise in Äpfeln und Zwiebeln sowie in Soja und Tee enthalten. Zu den Flavonoiden gehören Flavonole, Flavanole, Flavanone, Flavone, Anthocyane und Isoflavonoide. Viele Flavonoide liegen als Oligomere, sogenannte Proanthocyanidine, vor. Proanthocyanidine sind die am häufigsten vorkommenden Polyphenole in der Nahrung. Sie kommen in Beeren, Rotwein, Äpfeln, Tee, Nüssen und Schokolade vor.

Bereits im Ernährungsbericht 2008 (Watzl 2008) wurde auf die verbesserte Datenlage zum Vorkommen der Flavonoide (Datenbank des United States Department of Agriculture, USDA) eingegangen, die seitdem die Grundlage für weitere epidemiologische Studien darstellt. Zusätzlich hat sich die Information zum Vorkommen der Flavonoide in Lebensmitteln mit der Erstellung der Datenbank „Phenol-Explorer“ weiter verbessert. Diese beinhaltet die Flavonoidgehalte von 452 Lebensmitteln.

Laut Ergebnissen des Ernährungsberichts 2012 (Watzl 2012) werden über die Nahrung zugeführte Flavonoide mit einer Risikosenkung für Herz-Kreislauf-Krankheiten sowie bestimmter Krebskrankheiten (Lunge, Dickdarm) assoziiert. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass das Ausmaß dieser Effekte durch Lebensstilfaktoren und Adipositas mit beeinflusst wird. Eine eindeutige Bewertung ist aufgrund der wenigen Daten aus kontrollierten Interventionsstudien zur Wirkung einzelner Flavonoide nicht möglich. Es lässt sich lediglich ein präventives Potenzial von Flavonoiden anhand der derzeitigen Studienlage vermuten.

Krebsrisiko

Nach dem Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) sind weitere systematische Übersichtsarbeiten zum Zusammenhang zwischen Flavonoidzufuhr und Dickdarmkrebs bzw. -adenomen erschienen. In einer systematischen Übersichtsarbeit von Interventions-, Fall-Kontroll- und Kohortenstudien aus dem Jahr 2012 konnte nur für Epicatechin eine signifikante Risikosenkung mit höherer Zufuhr aufgezeigt werden (Jin et al. 2012). Die Ergebnisse einer Meta-Analyse von Fall-Kontroll- und Kohortenstudien ergab sowohl für die höchste Flavonol-, Flavan-3-ol-, Proanthocyanidin- und Anthocyanidinzufuhr im Vergleich zur niedrigsten Zufuhr eine signifikante inverse Assoziation mit dem Dickdarmkrebsrisiko (Woo und Kim 2013).

Zum Brustkrebsrisiko liegen neue Ergebnisse aus einer Meta-Analyse (Hui et al. 2013) von prospektiven und Fall-Kontroll-Studien vor. Es ergibt sich eine signifikante Risikosenkung mit höherer Zufuhr von Flavonolen und Flavonen, nicht jedoch von Flavan-3-olen, Flavanonen, Anthocyanen und Gesamtflavonoiden. Zudem scheint der Menopausenstatus eine wichtige Rolle für die Risikosenkung zu spielen: Bei postmenopausalen Frauen war die erhöhte Zufuhr von Flavonolen, Flavan-3-olen und Flavonen signifikant mit einer Risikosenkung assoziiert, bei prämenopausalen Frauen nicht.

Herz-Kreislauf-Krankheiten

Eine 2012 veröffentlichte Meta-Analyse (Kay et al. 2012) von randomisierten kontrollierten Studien untersuchte den Einfluss der Flavonoidzufuhr auf den Blutdruck und die Endothelfunktion. Es zeigte sich eine signifikante Verbesserung der untersuchten Parameter für die Zufuhr von Gesamtflavonoiden, Flavan-3-olen und Catecholflavonoiden, wobei der Effekt bei Betrachtung einzelner Flavonoidverbindungen (Epicatechin, Catechin, Procyanidin, Quercetin) noch stärker war und nicht lineare Dosis-Wirkungsbeziehungen beschrieben wurden.

Carotinoide

Von den über 700 verschiedenen Carotinoiden haben etwa 50 Provitamin A-Aktivität. Man unterscheidet sauerstofffreie und sauerstoffhaltige Untergruppen. Die sauerstofffreien Carotine – dazu gehören α- und β-Carotin sowie Lykopin – kommen v. a. in orange-gelb-rotem Gemüse und Obst vor. Die sauerstoffhaltigen Xanthophylle wie Lutein, Zeaxanthin und β-Cryptoxanthin finden sich überwiegend in grünblättrigem Gemüse. Bei den Xanthophyllen kann es abhängig von der Erhitzungsdauer zu Nährstoffverlusten kommen; Carotine hingegen sind hitzestabil. Insgesamt reagieren Carotinoide labil auf Licht und Sauerstoff.

Neueste Forschungsergebnisse zeigten, dass Carotinoide nicht nur in pflanzlichen Organismen synthetisiert werden. Es konnte erstmals der Nachweis der endogenen Carotinoidsynthese bei Tieren (Laus) erbracht werden. Somit lässt sich vermuten, dass Carotinoide auch in tierischen Organismen spezifische Funktionen besitzen, die bisher jedoch nicht erforscht sind.

Die im Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) aufgeführten Studien liefern zahlreiche Hinweise auf einen präventiven Effekt einer erhöhten alimentären Carotinoidzufuhr auf das Auftreten von Krebskrankheiten, Gefäßveränderungen und dem Metabolischen Syndrom. Eine protektive Wirkung von isoliert zugeführten Carotinoiden kann jedoch nicht abgeleitet werden. Um gesicherte Aussagen zum kausalen Wirkungszusammenhang treffen zu können, sind Interventionsstudien mit spezifischen Carotinoiden notwendig.

Krebsrisiko

Für das Krebsrisiko allgemein sowie für bestimmte Krebslokalisationen ergab eine Meta-Analyse von randomisierten, kontrollierten Interventionsstudien mit β-Carotin-Supplementation keinen Effekt. Da allerdings bei starken Rauchern ein erhöhtes Magen- und Lungenkrebsrisiko beobachtet wurde, kann die Supplementation von β-Carotin in hohen Dosierungen für eine Reihe von Krebskrankheiten als nicht protektiv wirkend und zum Teil risikoerhöhend eingestuft werden (Watzl 2012). Vergleichbare Ergebnisse erzielte eine nicht im Ernährungsbericht 2012 berücksichtigte Meta-Analyse von randomisierten, kontrollierten Interventionsstudien, die ebenfalls keinen Effekt einer Supplementation von β-Carotin auf die Krebsinzidenz und -mortalität feststellte. Eine Subgruppenanalyse ergab jedoch auch hier eine signifikante Risikoerhöhung für das Auftreten bestimmter Krebskrankheiten (Urothelkarzinom, Blut-, Harnleiter- und Nierenbeckenkrebs) (Jeon et al. 2011).

Weiterhin wird intensiv an der Wirkung von Lykopin in der Primär- und Sekundärprävention von Prostatakrebs geforscht. Die ex-vivo-Inkuba- tion von Prostatakrebszellen mit lykopinreichem Humanserum von Probanden aus Interventionsstudien mit Lykopinsupplementation zeigte im Vergleich zum Serum nach alimentärer Zufuhr in Form von Tomatenpaste unterschiedliche Wirkmechanismen in den Zellen. Vermutlich spielen mit der Matrix assoziierte Tomateninhaltsstoffe eine wichtige regulatorische Rolle, die vor negativen Wirkungen (Expression prokarzinogener Gene) des isolierten Lykopins schützen (Watzl 2012).

Eine aktuelle Meta-Analyse (Ilic und Misso 2012) von randomisiert, kontrollierten Interventionsstudien ergab bei einer Lykopinsupplementation signifikant erhöhte Lykopin-Serum- konzentrationen, die jedoch keine Risikosenkung von Prostatakrebs und einer benignen Prostatahyperplasie zur Folge hatten. Vergleichbare Ergebnisse erzielte auch eine 2013 veröffentlichte Meta-Analyse (Chen et al. 2013) von Fall-Kontroll- und Kohortenstudien, so dass zusammenfassend keine Empfehlung zur Lykopinzufuhr bezüglich Prostatakrebs gegeben werden kann.

Eine 2012 veröffentlichte Meta-Analyse (Eliassen et al. 2012) von prospektiven Kohortenstudien ergab eine signifikant inverse Assoziation zwischen Brustkrebsrisiko und Serumkonzentrationen von α-Carotin, β-Carotin, Lutein, Zeaxanthin, Lykopin und Gesamt-Carotinoiden. Unter Berücksichtigung des Rezeptorstatus zeigte sich dieser Effekt nur bei Frauen mit negativem Östrogenrezeptorstatus.

Eine weitere Meta-Analyse von Fall- Kontroll- und Kohortenstudien (Ge et al. 2013) untersuchte den Zusammenhang der Carotinoidzufuhr und dem Risiko für Speiseröhrenkrebs. Eine erhöhte Zufuhr von β-Carotin, α-Carotin, Lykopin, β-Cryptoxanthin, Lutein und Zeaxanthin war mit einer signifikanten Risikosenkung assoziiert. In einer Subgruppenanalyse zeigte sich für β-Carotin in Studien aus Europa und Nordamerika eine inverse Assoziation mit dem Risiko für ösophageale Adenokarzinome und für α-Carotin, Lykopin und β-Cryptoxanthin hinsichtlich des Risikos für ösophageale Plattenepithelkarzinome.

Metabolisches Syndrom und Gefäßkrankheiten

Wie im Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) beschrieben, zeigen Querschnittstudien, dass eine hohe alimentäre Gesamt-Carotinoidzufuhr bzw. eine hohe Carotinoidkonzentration im Blut mit einem verringerten Risiko für das Metabolische Syndrom assoziiert ist. Weitere Studienergebnisse belegen, dass sich hohe Blut- und Plasmakonzentrationen einzelner Carotinoide (v.a. Lykopin) positiv auf spezifische Marker für die Gefäßfunktion und für arteriosklerotische Veränderungen auswirken. Auch für das kardiovaskuläre Risiko, die Gesamtmortalität sowie für Bluthochdruck konnte in prospektiven Kohortenstudien ein präventiver Effekt einer erhöhten alimentären Carotinoidzufuhr beobachtet werden.

Eine Meta-Analyse (Ried und Fakler 2011) von randomisiert kontrollierten Interventionsstudien ergab bei einer Dosierung von ≥ 25 mg Lykopin pro Tag eine signifikante Reduktion von Gesamt- und LDL-Cholesterolkonzentration und eine signifikante Senkung des systolischen Blutdrucks. Vergleichbare Ergebnisse erzielte eine weitere Meta-Analyse (Li und Xu 2013) von randomisiert kontrollierten Interventionsstudien, die ebenfalls den Einfluss einer Lykopinsupplementation auf den Blutdruck untersuchte. Der systolische, nicht jedoch der diastolische Blutdruck konnte in Abhängigkeit von Lykopindosis (> 12 mg/ Tag), systolischem Anfangswert (> 120 mmHg) und Studienort (Asien) signifikant gesenkt werden.

Phytosterole

Die Bezeichnung „Phytosterole“ wird häufig als Überbegriff verwendet und beinhaltet im allgemeinen Sprachgebrauch auch die in pflanzlichen Lebensmitteln vorkommenden Phytostanole (hydrierte Form der Phytosterole). Phytosterole sind aufgrund ihrer chemischen Struktur und ihrer Funktion im Organismus dem tierischen Cholesterol sehr ähnlich.

Das Kohlenstoffgerüst der Phytosterole weist lediglich eine zusätzliche Methyl- oder Ethyl-Seitengruppe auf. Analog zum Cholesterol in tierischem Gewebe sind Phytosterole essenzielle Bestandteile von pflanzlichen Zellmembranen.

In herkömmlichen Lebensmitteln finden sich Phytosterole bzw. deren Ester vor allem in fettreichen Pflanzenteilen wie Nüssen, Saaten sowie Vollkorn. Im Vergleich zu Cholesterol weisen Phytosterole eine sehr geringe Bioverfügbarkeit auf. Ihnen wird eine cholesterolsenkende Wirkung nachgesagt, die auf einer Hemmung der Cholesterolabsorption im Darm beruht. Bei pathologisch erhöhten Phytosterolkonzentrationen im Blut besteht ein erhöhtes Risiko für die Entstehung einer Arteriosklerose bzw. Herz-Kreislauf-Krankheit.

Effekte auf das Phytosterol- und Lipidprofil im Blut

Wie im Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) beschrieben, können Phytosterole bei einer täglichen Zufuhrmenge von 0,5 bis 3,0 g die Cholesterolkonzenteration im Blut signifikant senken. Der regelmäßige Verzehr Phytosterol-angereicherter Lebensmittel führt zu einer Erhöhung der Phytosterolkonzentration im Blut, wobei die Konzentrationen im physiologischen Bereich liegen. Bei Personen mit Herz-Kreislauf-Krankheiten wurden jedoch in mehreren Studien erhöhte Phytosterolkonzentrationen im Blut sowie in arteriosklerotischen Läsionen festgestellt.

Die EFSA hat für mit Phytosterolen angereicherte Lebensmittel die Aussage (Health Claim) zugelassen „…dass sie die Cholesterolkonzentration im Blut senken“. Diese Aussage bezieht sich jedoch auf Phytosterole allgemein und berücksichtigt nicht die Wirkungsunterschiede von Phytosterolen und Phytostanolen. Daher erscheint eine differenzierte Bewertung von phytosterol- und phytostanol-angereichterten Lebensmitteln durch die EFSA sinnvoll. Auch das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) empfiehlt, die EFSA mit einer Neubewertung der Phytosterole als Lebensmittelzutaten zu beauftragen (Bundesinstitut für Risikobewertung 2012). Auf dem europäischen Markt sind sowohl mit Phytosterolen als auch mit Phytostanolen angerei- cherte Produkte verfügbar.

Nach der Verordnung (EG) Nr. 608/ 2004 muss bei der Kennzeichnung von Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten, denen Phytosterin, Phytosterinester, Phytostanol und/oder Phytostanolester zugesetzt sind, darauf hingewiesen werden, dass das Erzeugnis ausschließlich für Personen bestimmt ist, die die Cholesterolkonzentration im Blut senken möchten. Damit soll erreicht werden, dass die Produkte nicht unnötigerweise von Personen verzehrt werden, für die sie nicht gedacht sind (European Commission 2013).

Da der primäre Wirkmechanismus der Phytosterole/-stanole auf der Hemmung der Cholesterolabsorption aus dem Darm beruht, ist zu berücksichtigen, in welchem Bereich eine Störung des Cholesterolstoffwechsels vorliegt. Im Falle einer Hypercholesterolämie aufgrund einer erhöhten Cholesterolsynthese in der Leber würde eine Hemmung der intestinalen Cholesterolabsoption über Phytosterole somit nur einen geringen Effekt auf die Serumcholesterolkonzentration ausüben.

Herz-Kreislauf-Krankheiten

Im Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) wird geschlussfolgert, dass bislang kontrollierte randomisierte Interventionsstudien fehlen, die einen direkten Einfluss von mit Phytosterolen oder Phytostanolen angereicherten Lebensmitteln auf das Risiko für Herz-Kreislauf-Krankheiten belegen.

Bei Patienten mit einer Sitosterolämie ist das Arterioskleroserisiko deutlich erhöht. Da bei dieser Krankheit durch eine verstärkte Phyto sterolabsorption die Phytosterolkonzentration im Plasma bis um das Hundertfache des Normalwerts ansteigt, stellt sich die Frage, ob eine erhöhte Zufuhr phytosterolreicher bzw. angereichterter Lebensmittel in einer Risikoerhöhung für Herz-Kreislauf-Krankheiten resultiert. Einige bisher veröffentlichte Fall-Kontroll-Studien liefern erste Hinweise auf gesundheitsschädliche Effekte von Phytosterolen aus natürlichen Quellen (Übersicht in Chan et al. 2006, Weingärnter et al. 2009, Calpe-Berdiel et al. 2009, Kreuzer 2011).

Bei Patienten mit familiär bedingter Hypercholesterinämie oder familiärer Veranlagung für Herz-Kreislauf- Krankheiten wurden erhöhte Phytosterolkonzentrationen im Plasma oder Blut gemessen. Zudem zeigte sich bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Krank- heiten ein positiver Zusammenhang zwischen den Phytosterolkonzentrationen im Serum und dem Auftreten von arteriosklerotischen Plaques. Die Frage, inwieweit die Risikoerhöhung kausal mit der Erhöhung der Phytosterolzufuhr bzw. der Phytosterolkonzentration im Blut verbunden ist, können diese Studien nicht beantworten, da gleichzeitig unphysiologisch hohe Cholesterolkonzentrationen festgestellt wurden. Für Phytostanole sind keine vergleichbaren Ergebnisse vorhanden, was vermutlich daran liegt, dass sie die Phytosterolkonzentration im Blut senken.

Eine 2013 veröffentlichte systematische Übersichtsarbeit (Cusack et al. 2013) von insgesamt 33 randomisierten, kontrollierten Interventionsstudien untersuchte den Einfluss von mit Phytosterolen/-stanolen angereicherten Lebensmitteln auf die LDL-Cholesterolkonzentration im Serum. Als angereicherte Lebensmittel wurden verschiedene Produkte von Margarine, Mayonnaise, Joghurt, Milch, Käse bis hin zu Fleisch, Saft, Schokolade und Chips eingesetzt. Es konnte durchgehend eine Reduktion der LDL-Cholesterolkonzentration von > 10 % ermittelt werden, wenn β-Sitostanol, Campestanol und Stanolester als Additive verwendet wurden. Vergleichbare Ergebnisse zeigten sich zudem, wenn die genannten Lebensmittel einfach- und mehrfach ungesättigte Fettsäuren enthielten, die bekanntermaßen eine LDL-Cholesterolkonzentration senkende Wirkung besitzen und den Effekt somit wahrscheinlich mit beeinflussten.

Phytoöstrogene

Phytoöstrogene werden in drei Strukturklassen eingeteilt: Isoflavone, Lignane und Coumestane. Sie interagieren mit den menschlichen Östrogenrezeptoren und können dadurch die Aktivität der körpereigenen Östrogene nachahmen oder blockieren. Hauptquelle für Phytoöstrogene stellen Soja und Sojaprodukte dar. In Vollkornprodukten und Leinsamen sind sie ebenfalls enthalten. Zudem konnten in ökologisch erzeugter Milch im Vergleich zu konventioneller Milch hohe Mengen des säugerspezifischen Isoflavon-Metaboliten Equol nachgewiesen werden. Der regelmäßige Verzehr von Kuhmilch und daraus hergestellter Produkte ist somit bei Personen, die keine Sojaprodukte verzehren, eine quantitativ bedeutende Quelle für Equol, auf (im vgl. mit Soja) niedrigem Niveau.

Der Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) widmete sich hauptsächlich den neuen Studien zu den Isoflavonen. In den letzten Jahren wurde deren Quantifizierung in Lebensmitteln methodisch vorangetrieben. Aufgrund der Verwendung von Sojahaltigem Futter wurden neben Daten zum Gehalt in pflanzlichen Lebensmitteln vor allem aktuelle Daten zum Gehalt in tierischen Lebensmitteln erarbeitet.

Laut Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) ist hinsichtlich Brust- und Prostatakrebs eine risikovermindernde Wirkung einer erhöhten Zufuhr von Isoflavonen in asiatischen Ländern belegt. Weiterhin deuten die Ergebnisse der Meta-Analysen zur Prävention von Herz-Kreislauf-Krankheiten anhand der Wirkung auf Biomarker auf eine protektive Wirkung der Sojaisoflavone hin. Eine Beeinflussung der Knochendichte sowie von klimakterischen Beschwerden gilt weiterhin als nicht gesichert.

Krebsrisiko

Eine aktuelle Meta-Analyse (van Die et al. 2014) von randomisierten, kontrollierten Interventionsstudien ergab bei einer Sojaisoflavonsupplementation ein signifikant verringertes Prostatakrebsrisiko. Auf klinische Marker für Prostatakrebs zeigte sich weder für Erkrankte noch für Gesunde ein Effekt.

Eine im Jahr 2013 veröffentlichte Meta-Analyse (Xie et al. 2013) von Fall-Kontroll- und Kohortenstudien untersuchte den Zusammenhang zwischen der Isoflavonzufuhr und dem Brustkrebsrisiko. Beim Vergleich von höchster mit niedrigster Isoflavonzufuhr zeigte sich auch hier bei asiatischen Frauen ein um 30 % verringertes Brustkrebsrisiko, das bei postmenopausalen Frauen noch stärker ausgeprägt war. Dieser Effekt ließ sich nicht bei Frauen aus westlichen Ländern beobachten.

Hinsichtlich des Zusammenhangs von Isoflavonzufuhr und dem Lungenkrebsrisiko bei Nichtrauchern ergab eine Meta-Analyse von Fall- Kontroll- und Kohortenstudien eine signifikant inverse Assoziation (Yang et al. 2012).

Herz-Kreislauf-Krankheiten

Wie im Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) geschildert, haben verschiedene Studien die Bedeutung der Isoflavone für Herz-Kreislauf-Krank- heiten untersucht. Sowohl bei Personen mit klinisch manifester Arteriosklerose als auch bei gesunden Frauen mit bereits eingeschränkter vaskulärer Endothelfunktion konnte diese durch die Zufuhr von Isoflavo- nen verbessert werden. Je größer hierbei die Ausprägung der endothelialen Dysfunktion, desto stärker war der Effekt. Bei Patienten mit Bluthochdruck konnte durch Isoflavonsupplementation eine dosisunabhängige Verringerung des systolischen Blutdrucks erzielt werden.

Seit dem Ernährungsbericht 2012 wurden keine weiteren Übersichtsarbeiten hinsichtlich der Isoflavonzufuhr und Herz-Kreislauf-Krankheiten veröffentlicht.

Knochendichte/ Knochengesundheit

Eine aktuelle Meta-Analyse von randomisierten, kontrollierten Interventionsstudien (Wei et al. 2012) und eine 2013 veröffentlichte systematische Übersichtsarbeit (Castelo-Branco und Soveral 2013) liefern Ergebnisse über einen möglichen präventiven Effekt einer Isoflavonsupplementation auf die Knochengesundheit.

Die Knochenmineraldichte konnte bei Frauen signifikant um 54 % gesteigert werden und die Ausscheidung des Knochenresorptionsmarkers Deoxypyridinolin über den Urin verringerte sich nach Isoflavonsup- plementation um 23 %. Bei postmenopausalen Frauen und einer Isoflavondosis von > 75 mg pro Tag war der Effekt noch stärker. Auch die Interventionsdauer und die intestinale Equolsynthese scheinen den Effekt zu beeinflussen.

Klimakterische Beschwerden

Die Bedeutung von Isoflavonen für die Prävention klimakterischer Beschwerden wird kontrovers diskutiert. Die im Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) beschriebene systematische Übersichtsarbeit und Meta-Analyse heben die große Heterogenität der einzelnen Studien auf diesem Gebiet hervor. Eine 2013 veröffentlichte systematische Übersichtsarbeit (Lethaby et al. 2013) von 43 randomisierten, kontrollierten Interventionsstudien ergab, dass nur bei der Supplementation von Genisteinextrakten in einigen Studien eine Verringerung von Hitzewallungen erzielt werden konnte. Allerdings wird die unzureichende Qualität der Studien angemerkt.

Glucosinolate

Glucosinolate sind in größeren Mengen in Senf, Rettich, Kohl, Kresse und Radieschen enthalten und verleihen diesen als scharf schmeckende Aromastoffe ihren typischen Geschmack. Als weitere Quelle für Glucosinolate wurde neuerdings Papaya identifiziert, die in Fruchtfleisch und Kernen hohe Gehalte aufweist. Verarbeitungsverluste können durch die Hitzelabilität der Glucosinolate und durch Auslaugen beim Garen in Wasser entstehen. Die genauen Wirkmechanismen der Glucosinolate im Organismus sind noch unzureichend untersucht, jedoch können neue Technologien wie Hochdurchsatzmethoden zur Quantifizierung aller Proteine (Proteomics) sowie aller niedermolekularer Verbindungen in Blut und Urin (Metabolomics) wichtige Beiträge zur Klärung liefern. Aktuelle Untersuchungen ergaben beispielsweise bisher unbekannte Genotyppezifische Unterschiede der Konzentration bestimmter Serumproteine nach Glucosinolatexposition.

Laut Ernährungsbericht 2012 (Watzl 2012) geben Daten aus epidemiologischen Studien Hinweise auf eine inverse Assoziation zwischen der Glucosinolatzufuhr und dem Risiko für Prostata-, Lungen- und Dickdarmkrebs. Hierbei scheinen genetische Faktoren, die die Metabolisierung der Glucosinolate betreffen, deren protektives Potenzial zu beeinflussen. Welche Bedeutung Glucosinolate für die Prävention von Herz-Kreislauf-Krankheiten haben, ist noch nicht ausreichend erforscht.

Seit dem Ernährungsbericht 2012 wurden keine weiteren Übersichtsarbeiten hinsichtlich der Glucosinolatzufuhr und Krebs- und Herz-Kreislauf-Krankheiten veröffentlicht.

Risiken durch isolierte sekundäre Pflanzenstoffe

Die isolierte Zufuhr einzelner sekundärer Pflanzenstoffe in Form von Nahrungsergänzungsmitteln kann nicht empfohlen werden. Dosisabhängig können isolierte sekundäre Pflanzenstoffe negative Wirkungen haben; z. B. führte als Supplement gegebenes β-Carotin sowohl bei Rauchern als auch bei Nichtrauchern zu einer Risikoerhöhung für eine Reihe von Krebskrankheiten.

Diskutiert wird, ob eine starke Erhöhung der Phytosterolzufuhr über angereicherte Lebensmittel das Risiko für Herz-Kreislauf-Krankheiten in der Allgemeinbevölkerung erhöhen könnte. Diese Frage ist wissenschaftlich noch nicht abschließend geklärt, mehrere Studienergebnisse weisen jedoch darauf hin, dass eine Risikoerhöhung unwahrscheinlich ist (Watzl 2012). Die EFSA hat für entsprechend angereicherte Lebensmittel die Aussage (Health Claim) zugelassen „…dass sie die Cholesterolkonzentration im Blut senken“. Dessen ungeachtet ist darauf hinzuweisen, dass mit Phytosterolen angereicherte Produkte nur von Personen mit erhöhten Blutcholesterolkonzentrationen verzehrt werden sollten (Bundesinstitut für Risikobewertung 2008). Für gesunde Menschen ist der Nutzen des Verzehrs funktioneller Lebensmittel, die mit sekundären Pflanzenstoffen angereichert sind, wissenschaftlich nicht nachgewiesen.

Der gegenwärtige Trend der Lebensmittelindustrie, funktionelle Lebensmittel auf der Basis einer Anreicherung mit sekundären Pflanzenstoffen auf den Markt zu bringen, bringt die Gefahr einer Überdosierung mit sich. Die Sicherheit derartiger Maßnahmen kann heute noch nicht abgeschätzt werden.

Gesundheitsförderung durch eine hohe Zufuhr pflanzlicher Lebensmittel

Aufgrund der breiten Basis an Studienergebnissen mit unterschiedlichen experimentellen Ansätzen ist es heute generell möglich, die wissenschaftliche Datenlage für eine präventive Wirkung von sekundären Pflanzenstoffen zu bewerten. Der gegenwärtige Kenntnisstand über die Bedeutung der sekundären Pflanzenstoffe reicht jedoch weiterhin nicht aus, um Zufuhrempfehlungen für einzelne sekundäre Pflanzenstoffe abzuleiten. Hierfür fehlen Daten aus Interventionsstudien mit isolierten sekundären Pflanzenstoffen. Möglicherweise ist für die Wirkung der sekundären Pflanzenstoffe auch die Wirkung im Verbund notwendig. Letztlich bleibt es bei der Aussage, dass der vermehrte Konsum von pflanzlichen Lebensmitteln einen nachweisbaren präventiven Effekt besitzt. Deshalb wird der vielfältige Verzehr von Gemüse inklusive Hülsenfrüchten, Obst, Nüssen und Vollkornprodukten als Quellen für sekun- däre Pflanzenstoffe empfohlen. Nach gegenwärtigem Kenntnisstand sind die über den DGE-Ernährungskreis kommunizierten Empfehlungen der DGE angemessen, um gesundheitsfördernde Effekte zu erzielen (Ruesten et al. 2011) (Boeing et al. 2012).

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