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Nutzen und wissenschaftliche Grundlagen

23.05.2005
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.Mediterrane Ernährung

Nutzen und wissenschaftliche Grundlagen

von Sebastian Schaffer, Stephanie Schmitt-Schillig, Gunter P. Eckert und Walter E. Müller, Frankfurt am Main

Eine konsequente mediterrane Ernährung reduziert das Risiko von Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems erheblich und hat möglicherweise auch eine positive Wirkung auf das Risiko für Tumor- und neurodegenerative Erkrankungen.

Die Mittelmeerkost ist reich an Vitaminen, Mineralstoffen, ungesättigten Fettsäuren und zahlreichen bioaktiven Inhaltsstoffen, zum Beispiel antioxidativ wirkenden Polyphenolen (Flavonoide). Es gibt Hinweise auf eine protektive Wirkung dieser Kost, die über den Schutz der Gefäße hinausgeht.

Das wissenschaftliche Konzept der mediterranen Ernährung geht auf Studien des amerikanischen Physiologen Ancel Keys (1904 bis 2004) zurück (1). Bei Untersuchungen Anfang der 50er-Jahre in den USA und mehreren europäischen Ländern fielen ihm deutliche Unterschiede der Blutcholesterolwerte und der Mortalität an koronarer Herzkrankheit (KHK) auf, wie sie die Anfang der 1960er-Jahre publizierten WHO-Daten für Männer im Alter von 35 bis 64 Jahren zeigen. Dies lieferte erste Hinweise auf eine mögliche Beteiligung der Ernährung an der Genese von KHK (2, 3, 4). Ausgehend von diesen Beobachtungen wurde 1958 die so genannte »7-Länder-Studie« initiiert (5), eine der bis heute umfangreichsten Erhebungen zum Einfluss der Ernährung auf die Ätiologie von KHK und andere ernährungsabhängige Erkrankungen. Aus dieser Zeit stammt eine der ersten, von Keys verfassten Definitionen (6):

»The heart of what we now consider the Mediterranean diet is mainly vegetarian: pasta in many forms, leaves sprinkled with olive oil, all kinds of vegetables in season, and often cheese, all finished off with fruit, and frequently washed down with wine.«

Diese Beschreibung umfasst trotz der Vielfalt in der Mittelmeerkost (7) deren charakteristische Merkmale: viel Obst und Gemüse, relativ wenig gesättigte Fettsäuren (GFS), im Gegensatz dazu viel einfach und mehrfach ungesättigte Fettsäuren (EUFS, MUFS), moderater Alkoholkonsum (insbesondere Rotwein) sowie eine hohe Aufnahme an Hülsenfrüchten, Nüssen und Milchprodukten (8).

 

Verzeichnis der Abkürzungen
  • ALS: Alpha-Linolensäure
  • AS: Arachidonsäure
  • BMI: Body-Mass-Index
  • DHLS: Dihomogamma-Linolensäure
  • DHS: Docosahexaensäure
  • EPS: Eicosapentaensäure
  • EUFS: einfach ungesättigte Fettsäuren
  • GFS: gesättigte Fettsäuren
  • GLS: Gamma-Linolensäure
  • IE: Internationale Einheiten
  • KHK: koronare Herzkrankheit
  • LS: Linolsäure
  • MUFS: mehrfach ungesättigte Fettsäuren
  • ROS: reaktive Sauerstoffspezies
  • UFS: ungesättigte Fettsäuren

 

Die 7-Länder-Studie

Die Studie umfasste 16 Kohorten mit etwa 13.000 Männern aus sieben Ländern (USA, Finnland, Niederlande, Italien, ehemaliges Jugoslawien, Griechenland und Japan) (9). Die Auswertung der Verzehrsgewohnheiten ergab für die Mittelmeerländer folgendes Bild: geringe Aufnahme an GFS, hohe Zufuhr an EUFS sowie ein vergleichsweise hoher Anteil an Kohlenhydraten in der Nahrung. Nach einem Beobachtungszeitraum von 15 Jahren zeigten sich deutliche Unterschiede in der KHK-bedingten Sterblichkeit. Während in den Kohorten der Mittelmeerländer die 15-Jahre-Mortalität (bezogen auf 10.000 Einwohner) bei 331 lag, verstarben in der Vergleichsgruppe (Nordeuropa) etwa dreimal mehr Personen an KHK (8). Dieser Trend blieb auch nach einem Beobachtungszeitraum von 25 Jahren erhalten (10).

Dyslipidämien stehen in engem Zusammenhang mit der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Untersuchungen von 1950 zeigten bereits einen Zusammenhang zwischen arteriosklerotisch bedingten Gefäßveränderungen und Lipidkonzentrationen im Plasma (11).

Interessanterweise unterschied sich in der 7-Länder-Studie die Gesamtfettaufnahme der Mittelmeerbewohner kaum von den in Nordeuropa oder den USA untersuchten Bevölkerungsgruppen. Auch die Cholesterolmenge in der Nahrung konnte die Unterschiede nicht erklären. Allerdings korrelierten die Plasmaspiegel an Cholesterol mit der Mortalität. Große Unterschiede bestanden in der Zusammensetzung der Nahrungsfette. Eine hohe GFS-Zufuhr korrelierte deutlich mit einer höheren KHK-Mortalität. Umgekehrt reduzierte eine Verschiebung der GFS-Aufnahme zu Gunsten einer höheren Zufuhr an EUFS die Mortalität. Dabei scheint nicht so sehr die absolute EUFS-Aufnahme, sondern vielmehr das Verhältnis von EUFS zu GFS eine wichtige Rolle zu spielen.

Olivenöl gilt als einer der wichtigsten EUFS-Lieferanten in den Mittelmeerländern, vor allem in Griechenland. In Kreta lag 1960 die tägliche Zufuhr an Olivenöl bei 95 g pro Tag (12).

Olivenöl ist mehr als nur Fett

Die gesundheitsfördernden Eigenschaften des Olivenöls werden häufig mit dessen hohem Gehalt an EUFS, insbesondere der Ölsäure (18:1w9), in Verbindung gebracht. Im Gegensatz zu MUFS haben EUFS nach Einbau in Lipoproteinpartikel auf Grund ihrer einen Doppelbindung ein deutlich geringeres Oxidationspotenzial (13). Eine Metaanalyse konnte zeigen, dass der Austausch von GFS durch EUFS in der Nahrung das Gesamt- und LDL-Cholesterol signifikant senkte. Als mögliche Ursache wird eine gesteigerte Aktivität, das heißt Aufhebung der Hemmung des LDL-Rezeptors diskutiert (13).

Bisher wurde angenommen, dass EUFS-reiches Olivenöl im Gegensatz zu MUFS keine Wirkung auf die HDL-Spiegel zeigt. Die Metaanalyse kam jedoch zu dem Schluss, dass EUFS ebenfalls leicht HDL- sowie bei hyperlipidämischen Patienten Triglycerid-senkend wirken kann (14). Da die reduzierende Wirkung auf LDL-Cholesterol jedoch größer war als die Senkung des HDL-Cholesterols, resultiert dennoch eine Netto-Verbesserung des LDL:HDL-Quotienten, also insgesamt eine positive Modulation des Lipidprofils.

Weiterhin gilt es festzuhalten, dass eine hohe Aufnahme an Ölsäure per se nicht alle kardioprotektiven Eigenschaften des Olivenöls erklären kann, da sich ein hoher Gehalt an Ölsäure auch in tierischen Lebensmitteln wie Schweinefleisch findet, die in vergleichsweise großer Menge von weiten Teilen der westeuropäischen sowie nordamerikanischen Bevölkerung konsumiert werden. Eine hohe EUFS-Zufuhr kann auch als Marker für eine gleichzeitige hohe Aufnahme an GFS sowie trans-Fettsäuren dienen (15). Hinzu kommt, dass viele der am häufigsten verwendeten Nahrungsfette, zum Beispiel Sonnenblumenöl, zwar einen hohen Gehalt an Ölsäure aufweisen, dass dieser jedoch nicht ausreicht, um die gleichen gesundheitsförderlichen Effekte wie Olivenöl hervorzurufen (16).

Neuere Studien deuten darauf hin, dass kalt gepresstes »natives Olivenöl extra« (extra virgin olive oil) im Gegensatz zu zahlreichen anderen EUFS-reichen Nahrungsölen neben einem hohen Gehalt an Vitamin E (Tocopherole und Tocotrienole) zusätzlich eine Reihe hoch wirksamer phenolischer Substanzen enthält (17, 18). Wichtigste Vertreter sind Oleuropein und Hydroxytyrosol, die im Olivenöl in einer Konzentration von 50 bis 800 mg pro kg vorkommen (19). Die beiden phenolischen Substanzen werden vom Menschen dosisabhängig resorbiert (20, 21). Zahlreiche In-vitro-Experimente weisen darauf hin, dass Oleuropein und Hydroxytyrosol eine sehr hohe antioxidative Aktivität sowie zusätzlich positive Effekte auf Zelladhäsion und Plättchenaggregation haben (17, 22).

Diese potenziell antioxidativen, antiatherosklerotischen und antithrombotischen Effekte des Olivenöls und seiner Inhaltsstoffe konnten in ersten, wenn auch kleinen Interventionsstudien bestätigt werden (17, 23, 24). Ein deutlich uneinheitlicheres Bild zeigt sich jedoch, wenn man die Wirkung einer gesteigerten Olivenölaufnahme auf die KHK-Mortalität betrachtet. In drei der vier neueren Fall-Kontroll-Studien sank die Zahl der an KHK verstorbenen Personen nicht. Dagegen verzeichneten Fernández-Jarne und Mitarbeiter bei einer Olivenölaufnahme von über 54 g/Tag eine deutliche Reduktion des Risikos (25). Als Grund für die gegenläufigen Ergebnisse werden Unterschiede im Studiendesign diskutiert (26).

Nach dem heutigen Stand des Wissens basieren die kardioprotektiven Effekte des Olivenöls auf den komplementären Wirkungen der Ölsäure und der phenolischen Substanzen. Eine alleinige Substitution der verwendeten Nahrungsöle durch Olivenöl kann die KHK-Mortalität aber nicht deutlich senken.

Das Französische Paradoxon

Vor etwa 20 Jahren formulierten französische Epidemiologen das »Französische Paradoxon«. Sie gingen von der Beobachtung aus, dass die KHK-Mortalität in Frankreich - im Gegensatz zu Ländern wie Großbritannien - trotz einer ähnlich hohen täglichen Zufuhr von GFS und Cholesterol deutlich niedriger lag (27).

Wie kann man dies erklären? Ausgehend von Daten aus dem MONICA (Monitoring of Trends and Determinants in Cardiovascular Disease)-Projekt vermutete man, dass Unterschiede im Weinkonsum für die geringere KHK-Mortalität in Frankreich verantwortlich sein könnten. Während in Frankreich und anderen Mittelmeerländern Alkohol, fast ausschließlich Wein, regelmäßig in kleinen Mengen konsumiert wird, trifft man in Nordeuropa und den USA häufig auf das Phänomen des »binge drinking«, das heißt die hohe Aufnahme von Alkohol an wenigen Tagen der Woche (28). Es ist bekannt, dass sich ein moderater Alkoholkonsum günstig auf das Lipidprofil, zum Beispiel durch Erhöhung des HDL-Cholesterols, auswirken kann (29). Gleichzeitig wurde in einigen Studien gezeigt, dass Wein die KHK-Risikofaktoren - bei gleicher Alkoholaufnahme - deutlicher beeinflusst als der Konsum von Bier und Spirituosen (29).

Wein und besonders Rotwein unterscheidet sich von den meisten anderen alkoholischen Getränken durch seinen hohen Gehalt an sekundären Pflanzeninhaltsstoffen, insbesondere Resveratrol (3,4',5-Trihydroxy-trans-stilben) aus der Gruppe der Phytoalexine sowie verschiedene Flavonoide. Ähnlich wie für die bioaktiven Inhaltsstoffe des Olivenöls konnten auch für Resveratrol und die Weinpolyphenole in zahlreichen In-vitro-Studien und tierexperimentellen Versuchen stark antioxidative, antiatherosklerotische und antithrombotische Effekte gezeigt werden. In Hefen und Fadenwürmer induziert Resveratrol über Aktivierung des Enzyms Sir2 eine deutliche Verlängerung der Lebensspanne (30).

Resveratrol wird vom Organismus rasch aufgenommen und in der Leber durch Glucuronidierung und Sulfatierung metabolisiert. In Supplementationsstudien an Probanden wurden die höchsten Plasmawerte bereits nach 30 Minuten erreicht. Diese lagen bei 400 µg/L (31, 32). Die Supplementation von Resveratrol erhöhte im Tiermodell die Stickstoffmonoxid-(NO)-Freisetzung bei gleichzeitiger Verbesserung der endothelialen Funktion (33). Weiterhin senkte es bei Hamstern nach 12-wöchiger Fütterung die Fetteinlagerungen in die Aortenwand (fatty streaks) (34). Zusätzlich zu seinen kardioprotektiven Eigenschaften zeichnet sich Resveratrol durch eine starke Tumorsuppression aus. Hier spielen Effekte auf die Angiogenese sowie die Expression pro- und antiapoptotischer Gene eine wichtige Rolle (35).

Trotz des in zahlreichen Studien beschriebenen möglichen gesundheitlichen Nutzens einer mäßigen Alkoholaufnahme auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen muss von einer generellen Empfehlung abgesehen werden, da die Senkung der Mortalität zum einen überwiegend an älteren Personen festgestellt wurde. Zum anderen kann bisher nicht eindeutig bestimmt werden, was ein moderater Alkoholkonsum letztendlich ist, da die Definitionen von Land zu Land erheblich variieren (36).

Neuere Studien

Die bisher beschriebenen Daten stammen im Wesentlichen aus epidemiologischen Studien oder retrospektiven Fall-Kontroll-Studien, die zwar ein wichtiges Signal, aber keinen streng wissenschaftlichen Beweis liefern können. Dazu sind kontrollierte, prospektive und randomisierte Untersuchungen nötig.

In den letzten Jahren wurde eine Reihe aufwendiger Interventionsstudien zum kardioprotektiven Effekt durchgeführt. Am bekanntesten ist die Lyon-Heart-Studie (37). Hier reduzierte eine mediterrane Ernährung vom Kreta-Typ die Mortalität von KHK-Patienten um 70 Prozent. Zu einem ähnlichen Ergebnis kommt eine randomisierte Interventionsstudie (n = 1000) aus dem Jahr 2002 an Patienten mit kardiovaskulärer Grunderkrankung. Ein gesteigerter Konsum von Obst, Gemüse und Nüssen verminderte gegenüber der Kontrollgruppe, die immerhin eine cholesterolarme Diät erhielt, die Cholesterolwerte deutlicher und reduzierte signifikant die Zahl tödlicher und nicht tödlicher kardiovaskulärer Ereignisse (38).

Auch eine kürzlich veröffentlichte Auswertung der in der EPIC-Studie gewonnenen Daten von mehr als 74.000 Probanden über 60 Jahren bestätigte den gesundheitsfördernden Einfluss einer mediterranen Ernährung. Ein hoher Konsum an Obst, Gemüse sowie ein günstiges Verhältnis von gesättigten zu ungesättigten Fettsäuren trugen wesentlich zur Senkung der Gesamtmortalität bei, was in der 7-Länder-Studie mit den vergleichsweise jungen Teilnehmern nicht gesehen wurde (39).

Aktivität der Phytamine

Die Phytamine oder sekundären Pflanzen\-inhaltsstoffe bilden eine große, heterogene Klasse an Substanzen. Zu den am besten untersuchten Vertretern gehören die Flavonoide aus der Gruppe der Polyphenole. Flavonoide, von denen es auf Grund struktureller Variationen in den Seitenketten mehrere Tausend gibt, lassen sich in sechs Untergruppen gliedern. Während lange Zeit die gesundheitsförderlichen Effekte der Flavonoide mit ihren antioxidativen Eigenschaften in Zusammenhang gebracht wurden, zeigen weitergehende Untersuchungen ein deutlich differenzierteres Wirkspektrum.

So konnte in der Zellkultur und am Tier nicht nur gezeigt werden, dass Flavonoide die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) in Blutplättchen reduzieren und in der Aorta zu einer erhöhten Freisetzung des vasodilatatorisch wirkenden NO führen, sondern auch die Expression zellprotektiver Gene beeinflussen (40, 41, 42). Diese experimentellen Befunde wurden jedoch meist mit sehr hohen Wirkstoffkonzentrationen erhoben. Gleichzeitig bewerten viele Autoren die an Menschen gemessenen, vergleichsweise geringen Plasmaspiegel (1 bis 2 µmol/L) und die rasche Metabolisierung der Flavonoide kritisch (43).

Allerdings deuten auch hier epidemiologische Untersuchungen auf einen günstigen Effekt der Flavonoidaufnahme auf die KHK-Sterblichkeit hin. Dies zeigen Daten aus der Zutphen-Elderly-Studie sowie der 7-Länder-Studie. Das vergleichsweise schlechte Abschneiden der griechischen Kohorte bezüglich Flavonoidaufnahme wird rückblickend mit der Nichterfassung des hohen Konsums an wild wachsenden Flavonoid-reichen Pflanzen erklärt (44, 45). Dies war der Ansatzpunkt für das im Folgenden erwähnte EU-Projekt.

Klassiker: Vitamin E und C

Die aktuellen Empfehlungen für die tägliche Vitamin-E-Aufnahme entsprechen in etwa den mit einer typischen mediterranen Ernährung zugeführten Mengen von 20 bis 30 IE (46). Dennoch wird seit langer Zeit eine Vitamin-C- und -E-Versorgung mit dem Mehrfachen des empfohlenen Bedarfs als optimaler Schutz vor chronischen Erkrankungen propagiert. Während Vitamin C als hydrophiler Radikalfänger agiert, schützt das lipophile Vitamin E besonders die Zellmembran vor oxidativen Angriffen (47). Obwohl in verschiedenen Fall-Kontroll-Studien ein positiver Zusammenhang zwischen der Vitaminaufnahme und der Senkung kardiovaskulärer Ereignisse beschrieben wurde, konnte dieser Effekt nur in wenigen Interventionsstudien überzeugend reproduziert werden.

In der CHAOS-Studie reduzierte die tägliche Supplementation mit 400 bis 800 IE Vitamin E die Rate an nicht tödlichen Myokardinfarkten (48). Dagegen hatte Vitamin E in fünf weiteren Interventionsstudien keine Effekte auf kardiovaskuläre Ereignisse (49). Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2005 kommt sogar zu dem Schluss, dass hoch dosiertes Vitamin E zu einer Erhöhung der Mortalität, insbesondere bei Risikopatienten, beitragen könnte (50).

Ähnlich verhält es sich mit Vitamin C. Auch hier gibt es kaum Beweise, dass dieses Vitamin protektiv in die Pathogenese kardiovaskulärer Erkrankungen eingreifen kann (49, 51).

Folsäure wird unterschätzt

Folsäure spielt eine bedeutende Rolle im Stoffwechsel der Schwefel-haltigen, nicht essenziellen Aminosäure Homocystein (Hcy). Seit einigen Jahren gilt eine Erhöhung von Hcy im Plasma als wichtiger Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen (52). Patienten mit Hyperhomocysteinämie profitieren laut einer Meta-Analyse von einer Supplementation mit Folsäure (0,5 bis 5 mg/Tag) durch Senkung der Hcy-Spiegel (53). Dieser Effekt verstärkt sich bei gleichzeitiger Gabe anderer B-Vitamine (B6: Pyridoxin; B12: Cobalamin).

Neben einigen tierischen Lebensmitteln, zum Beispiel Leber, kommt Folsäure in hohen Mengen in Weizenkeimen und zahlreichen Gemüsesorten vor. Die durchschnittliche Folsäureaufnahme liegt in den Mittelmeerländern und Asien signifikant höher als im übrigen Europa sowie den USA. Diese Unterschiede führten zu einer deutlichen Korrelation zwischen hoher Folsäureaufnahme und erniedrigter KHK-Mortalität (54).

Zur Rolle der Omega-Fettsäuren

Die Inuit, Ureinwohner Grönlands, ernähren sich fast ausschließlich von tierischen Lebensmitteln wie Fisch-, Robben-, Wal- und Seevogelfleisch. Die KHK-Mortalität liegt jedoch deutlich unter der von anderen Bevölkerungsgruppen. Die Inuit essen täglich mehrere Tausend Milligramm Omega-3-Fettsäuren (55), deren wichtigste Vertreter Alpha-Linolensäure (ALS), Eicosapentaensäure (EPS) und Docosahexaensäure (DHS) sind. Im einfachsten Fall werden supplementierte Omega-Fettsäuren in Zellmembranen eingebaut. Die resultierende Erhöhung der Fluidität kann die Aktivität membranständiger Mechanismen (Signaltransduktion, Ionenkanäle und andere) günstig beeinflussen (56).

ALS ist für den Menschen essenziell. EPS und DHS entstehen im Organismus aus ALS durch mehrere enzymatische Desaturierungen mit anschließender Kettenverlängerung (57). Omega-3-Fettsäuren konkurrieren mit den Omega-6-Fettsäuren um die gleichen Enzyme (Desaturasen).

Da Omega-3-Fettsäuren von den Desaturasen bevorzugt umgesetzt werden, resultiert eine verminderte Bildung der Arachidonsäure (AS). Diese ist wiederum Ausgangssubstanz für die Synthese proaggregatorischer, vasokonstriktorischer und chemotaktischer Faktoren, die Entzündungsprozesse verstärken. Weiterhin unterdrückt eine hohe Aufnahme von EPS und DHS, zum Beispiel aus Fischöl, die Bildung von AS (Produkthemmung). Eine gesteigerte Omega-3-Fettsäureaufnahme verschiebt also das Muster der Eicosanoidsynthese (Prostaglandine, Thromboxane, Prostacycline und Leukotriene) hin zu den antithrombotisch, entzündungshemmend sowie vasodilatatorisch wirkenden Vertretern der Serie 3 und 5, die aus EPS gebildet werden (57, 58). Zusätzlich senken Omega-3-Fettsäuren die Triglyceridspiegel, verbessern das Verhältnis von HDL- zu LDL-Cholesterol und reduzieren so das KHK-Risiko (59).

Neuere Studien weisen darauf hin, dass Omega-3-Fettsäuren als wichtige Regulatoren von PPAR (peroxisomal proliferating-activated receptor) fungieren. Werden UFS vom Körper aufgenommen, kommt es insbesondere zu einer Aktivierung von PPAR-alpha. Dieser nukleäre Rezeptor reguliert, zum Teil nach Bindung an bestimmte Nukleotidsequenzen (peroxisome proliferator response element), die Expression zahlreicher am Fett- und Glucosestoffwechsel beteiligter Gene (60). Es ist anzunehmen, dass die am Patienten beobachteten Wirkungen der Omega-3-Fettsäuren aus einem Zusammenspiel der vier genannten Effekte resultieren.

MUFS haben mehr Doppelbindungen als EUFS. Daher kann es bei einer hohen Aufnahme an Omega-Fettsäuren zu einer gesteigerten Oxidation von LDL-Partikeln kommen. Ähnliches gilt für die Plasmamembran (Erhöhung der Lipidperoxidation), in die Omega-Fettsäuren bei hoher alimentärer Zufuhr im Austausch von AS inkorporiert werden (13). Eine oxidative Schädigung lässt sich jedoch durch eine bedarfsgerechte Aufnahme an Antioxidantien vermeiden.

Der Effekt einer MUFS- oder Omega-3-Fettsäure-Supplementation wurde in zahlreichen Interventionsstudien mit harten Endpunkten untersucht. Für beide Interventionsansätze zeigte sich ein deutlich positiver Effekt auf kardiovaskuläre Ereignisse.

Die bekannteste Quelle für Omega-3-Fettsäuren sind Kaltwasserfische, zum Beispiel Hering und Lachs. Jedoch können auch bestimmte Pflanzen zu einer optimalen Versorgung beitragen. Beispiele sind das aus Perilla frutescens L. gewonnene Perilla-Öl sowie eine vergleichsweise große Zahl an mediterranen Pflanzen wie etwa Portulaca oleracea L. Man nimmt an, dass der regelmäßige Verzehr dieser pflanzlichen Nahrungsmittel zumindest zum Teil über die beschriebenen Mechanismen für die niedrigere KHK-Mortalität in den Mittelmeerländern verantwortlich ist (61).

Hauptvertreter der Omega-6-Fettsäuren sind die Linol- (LS), Gamma-Linolen- (GLS), Dihomogamma-Linolen- (DHLS) sowie die Arachidonsäure (AS). Die Aufnahme von Omega-6-Fettsäuren, insbesondere von LS, senkt ebenfalls das Gesamt- und LDL-Cholesterol (13). Einer zu hohen Zufuhr an Omega-6-Fettsäuren steht jedoch ihr stark proinflammatorisches Potenzial entgegen. Eine Ausnahme bildet die Haut: Bei Patienten mit entzündlichen Hauterkrankungen kann DHLS die Beschwerden lindern. Der Grund liegt in der fehlenden Delta-5-Desaturase, so dass LS, GLS und DHLS nicht zu AS verstoffwechselt werden. Stattdessen wird DHLS in die deutlich schwächer inflammatorisch wirkenden Prostaglandine der Serie 1 umgewandelt (62).

In der Praxis sollten die Fette in folgendem Verhältnis aufgenommen werden: GFS unter 10 Prozent, EUFS 15 bis 20 Prozent, MUFS etwa 5 Prozent. Das Verhältnis von Omega-6- zu Omega-3-Fettsäuren liegt in den USA und den meisten europäischen Ländern bei 10:1 bis 50:1, sollte jedoch bei 5:1 liegen. Dieser Wert entspricht einer mediterranen Ernährung (63).

Hirnschutz durch Polyphenole

Trotz seiner vergleichsweise geringen Größe verbraucht das Gehirn wegen seiner hohen metabolischen Aktivität überproportional viel Sauerstoff. Ein hoher Sauerstoffumsatz führt bei einem Mangel an antioxidativ wirksamen Faktoren zu oxidativem Stress durch überschießende ROS-Produktion. Es kommt zur Schädigung zahlreicher Biomoleküle (Fettsäuren, Proteine, DNA) und damit zu einer Funktionseinschränkung von Zellen, Geweben und Organen. Dieser Effekt kann besonders bei ausdifferenzierten Geweben wie dem Gehirn über das Alter akkumulieren.

Mit Hilfe exogen zugeführter Polyphenole hofft man, den physiologischen Prozess der Hirnalterung zu verlangsamen. Fütterungsstudien sowie epidemiologische Untersuchungen am Menschen gaben erste Hinweise. So wurde an alten Nagern wiederholt gezeigt, dass eine Supplementation mit Flavonoiden, zum Beispiel Catechine aus grünem Tee oder Quercetin, die kognitive Leistungsfähigkeit in Verhaltenstests signifikant verbesserte (64, 65). Vergleichbare Effekte wurden durch Gabe von Flavonoid-reichen Pflanzenextrakten erzielt (66, 67).

Die für die Neuroprotektion verantwortlichen Mechanismen bestehen auch hier im Entgiften von ROS sowie in der Modulation zahlreicher Stoffwechselwege (68). Kritik an einer direkten Wirkung im Gehirn basiert auf den dort gemessenen Flavonoid-Konzentrationen, die zumeist im pikomolaren Bereich liegen. Denkbar wäre deshalb, dass die protektiven Effekte auf einer Beeinflussung der Blut-Hirn-Schrankenphysiologie beruhen (69). Daten aus der Paquid-Studie (70) deuten darauf hin, dass eine hohe Aufnahme an Flavonoiden das Risiko für eine Demenzerkrankung beim Menschen senkt.

V Der endgültige Beweis der neuroprotektiven Wirkung der Polyphenole steht noch aus, da bisher keine Daten aus prospektiven Interventionsstudien vorliegen. Erste In-vitro-Untersuchungen zeigten, dass möglicherweise die Beeinflussung der Amyloid-beta-Toxizität, einem wichtigen Parameter in der Alzheimer-Pathogenese, durch Flavonoide eine Rolle spielt (71, 72).

Omega-Fettsäuren neuroprotektiv?

Aus Untersuchungen an verstorbenen Frühgeborenen weiß man, dass es im letzten Trimester der Schwangerschaft zu einer massiven Anreicherung von DHS und AS im Gehirn kommt (73). Eine UFS-arme Ernährung der Mutter bewirkt eine suboptimale Versorgung während der intrauterinen Entwicklung. Mehrere Studien konnten zeigen, dass eine UFS-reiche Ernährung (4x/Woche Fisch oder 1,8 g DHS und 0,8 g EPS/Tag) in der Schwangerschaft die kognitive Leistungsfähigkeit der Kinder signifikant verbessert (74, 75). Allerdings ist bisher unbekannt, ob dies im Sinne der «Fetal-Programming«-Hypothese bedeutend für die Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen im Alter ist.

Aus Studien an SAMP8-Mäusen, die übermäßig viel Amyloid-beta produzieren, ist bekannt, dass UFS eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Gehirnfunktion im Alter spielen. Die alimentäre Zufuhr von ALS-reichem Perilla-Öl verbesserte die Lernfähigkeit dieser Tiere deutlich (76). Man vermutet, dass Amyloid-beta über eine Hemmung der Delta-9-Desaturase-Aktivität die Bildung von UFS und damit gleichzeitig die für die Kognition wichtige Membranfluidität beeinträchtigt (77). Eine Studie an transgenen Mäusen konnte zeigen, dass DHS die Prozessierung des Amyloid-Vorläuferproteins moduliert. Dies führte zu einer deutlichen Senkung der Amyloid-Plaquebildung (78).

Mehrere prospektive Studien an Senioren kommen zu ähnlichen Ergebnissen. Sowohl ein hoher Fischkonsum wie auch die gezielte Supplementierung mit Omega-3-Fettsäuren wirkten positiv auf die geistige Leistungsfähigkeit der Probanden (79, 80).

EU-Projekt zur Ernährung

Während die klassische Wirkung und Nährstoffzusammensetzung der mediterranen Diät in den vergangenen drei Dekaden intensiv untersucht wurden, ist der Einfluss des Verzehrs lokal kultivierter und wild wachsender Nahrungspflanzen auf die Gesundheit der Menschen in den Mittelmeerländern weitgehend unerforscht. Dies war Anlass zur Konzeption des von der Europäischen Union geförderten Projekts »Local Food-Nutraceuticals«, an dem sechs europäische Universitäten (London, Murcia, Mailand, Krakau, Athen, Frankfurt) sowie »DSM Nutritional Products« als Industriepartner beteiligt sind (81). Dabei ging es um

  • die Erhebung des Ernährungsverhaltens,
  • die ethnobotanische Erfassung lokal genutzter Nahrungspflanzen,
  • das pharmakologische Screening und tierexperimentelle Studien zur Identifikation von Target-Extrakten sowie
  • die Entwicklung eines Nutraceuticals und die Konservierung des traditionellen Wissens.

In einem ersten Schritt erfolgte in verschiedenen Regionen Südspaniens, Süditaliens sowie auf Kreta eine ethnobotanische Charakterisierung von mehr als 300 wild wachsenden oder ausschließlich lokal kultivierten Pflanzen, die als saisonale Nahrungsquelle genutzt werden. Von 127 Pflanzen wurden ethanolische Extrakte hergestellt, deren pharmakologische Wirkung in zwölf In-vitro-Assays untersucht wurde.

Die Testmodelle reichten von der Messung des antioxidativen Potenzials über die Beeinflussung der Angiogenese bis hin zur Erfassung einer möglichen modulierenden Wirkung auf die Aufnahme des Neurotransmitters Serotonin. Gleichzeitig wurde der Polyphenolgehalt der Extrakte bestimmt.

Die in den Assays gewonnenen Daten wurden in die Kategorien geringe, mittlere und hohe Aktivität eingeteilt, um für jede Probe einen Gesamtaktivitätsindex zu ermitteln. Anhand dieses Indexes konnten verschiedene Extrakte als interessante Kandidaten für weitergehende In-vitro- sowie tier- und humanexperimentelle Studien identifiziert werden.

Die Untersuchungen zeigten zum Beispiel für den Extrakt aus einer in Spanien endemisch vorkommenden Thymiansorte neben einer direkten antioxidativen Wirkung auch enzymhemmende Effekte (zum Beispiel Myeloperoxidase und Xanthin-Oxidase) sowie eine Verminderung der VEGF-Synthese (vascular endothelium-derived growth factor) (82, 83). Wurden junge und alte Mäuse drei Monate lang mit einem Reichardia-picroides-Extrakt (100 mg/kg KG) gefüttert, nahm die DNA-Schädigung im Gehirn ab.

Empfehlungen für den Alltag

Dass eine konsequente mediterrane Ernährung positive Auswirkungen auf unsere Gesundheit, besonders von Herz und Kreislauf hat, ist sehr eindeutig belegt. Wie geht man mit dieser Information um, welche Empfehlungen leiten sich daraus für den Patienten ab?

Die einfachste, aber in der Praxis am schwierigsten umsetzbare Empfehlung lautet, die Ernährungsgewohnheiten komplett auf die »klassischen« mediterranen Bedingungen der 1960er-Jahre umzustellen, zum Beispiel auf die traditionelle Ernährungsweise der eher ländlichen Gegenden auf Kreta. Kennzeichen dieser Ernährung sind: sehr hohe Zufuhr pflanzlicher Lebensmittel (insbesondere Obst), Fettaufnahme überwiegend in Form von Olivenöl, wenig tierische Produkte bei hoher körperlicher Aktivität. Diese Empfehlung kann zwar auf höchster Evidenzstufe belegt werden, ist in der Praxis aber in sehr vielen Fällen zumindest in der notwendigen Konsequenz nicht umsetzbar.

Dagegen wäre es sicher möglich, die grundlegenden Erkenntnisse aus der 7-Länder-Studie in den täglichen Ernährungsplan einzubauen:

  • ausreichend Obst und Gemüse,
  • möglichst wenig tierische Lebensmittel, mit Ausnahme einer angemessenen Zufuhr an Milchprodukten,
  • regelmäßig (ein- bis zweimal pro Woche) Fisch zur Deckung des Bedarfs an MUFS,
  • Verwendung hoch qualitativer Pflanzenöle,
  • bedarfsgerechte Kalorienzufuhr (BMI zwischen 20 bis 25).

Dies ist sicher nur eine Annäherung, aber keine völlige Nachahmung der ursprünglichen mediterranen Ernährung. Es entspricht im Wesentlichen aber den aktuellen Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung sowie der von der EU geförderten Kampagne »5 am Tag«.

Kann man durch Supplementierung einzelner Bausteine einen zusätzlichen Nutzen erreichen? Zumindest für Risikopatienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen konnte dies in vielen Studien für eine tägliche Einnahme von Omega-3-Fettsäuren gezeigt werden. Da die Einnahme von Fischöl-Kapseln nicht jedermanns Sache ist, stehen heute auch Präparate auf der Basis pflanzlicher Öle zur Verfügung, zum Beispiel mit Perilla-Öl.

Ein sinnvolles Konzept ist die Kombination von pflanzlichen Omega-3-Fettsäuren mit einem Extrakt aus roten Weintraubenschalen. Erste Daten einer offenen Studie zeigen in der Anwendung als ergänzende bilanzierte Diät bei Patienten mit Arteriosklerose und Hypertonie viel versprechende Befunde im Hinblick auf eine Reduktion der Plasmafettwerte und des Bluthochdrucks (84). Inwieweit diese Kombination im Langzeitverlauf das Risiko von Herz-Kreislauf-Komplikationen senken kann und ob sie mehr bringt als die Omega-3-Fettsäuren-Supplementierung alleine, ist weiteren Studien vorbehalten.

Aus pragmatischer Sicht scheint der Kombinationsweg der am leichtesten umsetzbare, nämlich eine Annäherung unserer Nahrungsgewohnheiten so nahe wie möglich an die mediterrane Kost und eine zusätzliche Supplementation mit den als relevant erkannten sekundären Pflanzeninhaltsstoffen.

 

Zitierte Literatur bei den Verfassern

 

Weiterführende Literatur

  • Keys, A. (Ed.), Seven Countries Study. Circulation XLI4, Suppl.1 (1970) 3-198.
  • Spiller, G. A. (Ed.), The Mediterranean diet in health and disease. AVI (Van Nostrand Reinhold), New York, USA 1991.
  • Kromhout, D., Menotti, A., Blackburn, H. (Ed.), Prevention of coronary heart disease. Diet, lifestyle and risk factors in the Seven Countries Study. Kluwer Academic Publishers, Norwell, MA, USA 2002.
  • Koj, A., Dulak, J. (Ed.), Potential new nutraceuticals and their current role in the Mediterranean diet. J. Physiol. Pharmacol. 56, Suppl.1 (2005) 3-231.

Die Autoren

Gunter P. Eckert ist Akademischer Rat am Pharmakologischen Institut für Naturwissenschaftler der Universität Frankfurt am Main. Nach Forschungsaufenthalten in Brasilien und den USA arbeitet der Lebensmittelchemiker an seiner Habilitation im Bereich der Alzheimer-Erkrankung.

Sebastian Schaffer studierte Ernährungswissenschaften in Gießen und verbrachte mehrere Forschungsaufenthalte am Internationalen Reisforschungsinstitut (IRRI) auf den Philippinen. Nach dem Studium arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Ernährung in Entwicklungsländern, Institut für Ernährungswissenschaft, der Universität Gießen, bevor er 2002 in die Arbeitsgruppe von Professor Müller wechselte. Hier beschäftigt er sich im Rahmen seiner Promotion mit den zellprotektiven Wirkungen von Flavonoiden und Extrakten mediterraner Nahrungspflanzen.

Stephanie Schmitt-Schillig studierte Biologie an der Justus-Liebig-Universität in Gießen. Nach dem Diplom arbeitete sie dort als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Biochemie und Endokrinologie des Instituts für Veterinärmedizin und wechselte 2001 an das Pharmakologische Institut für Naturwissenschaftler der Universität Frankfurt am Main. Dort arbeitet sie im Rahmen ihrer Promotion an der Erforschung antioxidativer Mechanismen mediterraner Pflanzenextrakte.

Walter E. Müller studierte Pharmazie in Frankfurt am Main und Mainz (dort Promotion) und beendete 1978 seine Ausbildung zum Fachpharmakologen in Mainz und an der Johns Hopkins University, Baltimore. 1980 habilitierte er sich für das Fach Pharmakologie und Toxikologie in Mainz. Seit 1983 leitete Professor Müller das Psychopharmakologische Labor am Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim und wurde dort 1989 zum Professor für Psychopharmakologie und Abteilungsleiter berufen. Seit 1997 ist er als Ordinarius und Direktor des Pharmakologischen Instituts für Naturwissenschaftler am Biozentrum der Universität Frankfurt tätig. Seine Arbeitsgebiete umfassen die experimentelle und klinische Psychopharmakologie, Psychopharmakotherapie und neurodegenerative Erkrankungen.

 

Für die Verfasser:
Professor Dr. Walter E. Müller
Pharmakologisches Institut für Naturwissenschaftler (ZAFES)
Johann-Wolfgang-Goethe-Universität
Biozentrum Niederursel
Marie-Curie-Straße 9
60439 Frankfurt am Main
PharmacolNat@em.uni-frankfurt.de

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