Einfluss von Naturstoffen auf die Endothel- und Muskelfunktion
Die Kombination aus Anthocyanidinen und Bromleain in einem Nahrungsergänzungsmittel verbessert bei Erwachsenen die Funktion des Gefäßendothels sowie die Versorgung von Muskeln mit Sauerstoff
Die vorliegende randomisierte, placebo-kontrollierte Cross-over-Studie untersucht die akuten Effekte eines Nahrungsergänzungsmittels, das Anthocyane (aus Weißdorn und Sauerkirsche) sowie Bromelain (aus Ananas) enthält, auf die vaskuläre Gesundheit bei gesunden jungen Erwachsenen. Die Einnahme des Nahrungsergänzungsmittels führte zu einer signifikanten Verbesserung der endothelabhängigen Vasodilatation, einer Senkung des systolischen Blutdrucks, einer Erhöhung der totalen antioxidativen Kapazität (TAC) sowie einer verbesserten Sauerstoffversorgung der Skelettmuskulatur. Die Ergebnisse sprechen für den potenziellen Nutzen dieses Kombinationspräparats zur kurzfristigen Unterstützung der vaskulären Funktion.
1.) Studiendaten
Studienart | Randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Cross-over-Studie (18 Personen) |
Evidenzgrad | hoch |
Erscheinungsjahr | 2021 |
Journal | British Journal of Nutrition |
Erstautorin | Pekas EJ |
2.) Einleitung
Kardiovaskuläre Erkrankungen sind weltweit führend in Morbidität und Mortalität. Ein übermäßiges Aufkommen von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) sowie entzündliche Prozesse spielen eine zentrale Rolle in der Pathogenese vaskulärer Dysfunktion. Natürliche Antioxidantien, insbesondere Flavonoide wie Anthocyane, gelten als vielversprechende Substanzen zur Verbesserung der endothelialen Funktion. Bromelain, ein Enzymgemisch aus Ananas, besitzt zusätzliche antiinflammatorische und gefäßprotektive Eigenschaften.
Frühere Studien zeigten bereits positive Einzeleffekte beider Substanzen: Anthocyane erhöhen die Verfügbarkeit von Stickstoffmonoxid (NO) durch Stimulation der endothelialen NO-Synthase (eNOS) und wirken damit gefäßerweiternd. Bromelain hingegen reduziert Entzündungsmarker und beeinflusst die Blutgerinnung günstig. Dennoch ist unklar, ob eine Kombination beider Stoffe synergistische Effekte aufweist. Vor allem die gleichzeitige Beeinflussung von antioxidativem Status, vaskulärer Funktion und muskulärer Sauerstoffnutzung wurde bislang nicht im Rahmen einer kontrollierten Studie untersucht.
Anthocyane, insbesondere aus Sauerkirschen und Weißdorn, sind bekannt für ihre stark antioxidativen Eigenschaften. Sie finden zunehmend Anwendung in funktionellen Lebensmitteln und als Ergänzungsmittel im präventivmedizinischen Kontext. Ihre Wirksamkeit konnte bereits in mehreren humanen Studien gezeigt werden – insbesondere im Hinblick auf Blutdrucksenkung, endotheliale Relaxation und Verbesserung der Lipidperoxidation. Bromelain ergänzt dieses Profil durch seine proteolytischen und immunmodulatorischen Wirkungen und ist zudem in der Lage, die Mikrozirkulation und Wundheilung zu fördern.
Zudem wird diskutiert, dass beide Wirkstoffe in Kombination das Potenzial haben könnten, die mitochondriale Funktion und die metabolische Effizienz im Muskelgewebe positiv zu beeinflussen – was insbesondere bei körperlicher Belastung zu einer verbesserten Sauerstoffnutzung führen könnte. Gerade für gesunde, körperlich aktive Personen könnten solche Effekte nicht nur präventiven, sondern auch leistungsunterstützenden Charakter haben.
Ziel dieser Studie war es daher, die kombinierten Effekte eines Nahrungsergänzungsmittels aus Anthocyanen und Bromelain auf die Endothelfunktion, den Blutdruck, die antioxidative Kapazität sowie die Sauerstoffversorgung des Muskelgewebes zu analysieren. Besonderes Augenmerk galt dabei der Frage, ob bereits eine einmalige Einnahme messbare physiologische Veränderungen induzieren kann.
3.) Materialien und Methoden
In die Studie wurden 18 gesunde, sportlich aktive Erwachsene (je 9 Männer und Frauen, durchschnittlich 24 Jahre alt) eingeschlossen. Im Cross-over-Design erhielten die Teilnehmer entweder ein Nahrungsergänzungsmittel bestehend aus Weißdornextrakt (465 mg), Sauerkirschpulver (480 mg) und Bromelain (400 mg), oder ein Placebo. Die Messungen erfolgten jeweils vor und eine Stunde nach Einnahme des Präparats.
Die Endothelfunktion wurde über die Fluss-vermittelte Dilatation (FMD) der Arteria brachialis mittels hochauflösender Ultraschallbildgebung gemessen. Der systolische und diastolische Blutdruck sowie die Ruheherzfrequenz wurden standardisiert nach 5-minütiger Ruhephase erfasst. Zur Bestimmung der totalen antioxidativen Kapazität (TAC) wurde venöses Blut entnommen, zentrifugiert und im Plasma mittels Farbreaktion photometrisch ausgewertet.
Die Sauerstoffversorgung des Musculus vastus lateralis wurde über Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) gemessen, sowohl in Ruhe als auch unter standardisierter Muskelarbeit (Beinextension mit 60 % des 1-Repetition-Maximums). Hierbei wurden die Gewebesauerstoffsättigung (StO2), sowie die Konzentrationen an oxygeniertem ([HbO2]) und desoxygeniertem Hämoglobin ([HHb]) erfasst.
Die muskuläre Ermüdung wurde über die isokinetische Dynamometrie erfasst: Die Probanden führten unter standardisierter Geschwindigkeit (240°/s) 25 Wiederholungen der Knieextension und -flexion aus. Der Ermüdungsindex wurde als prozentuale Abnahme der maximalen Kraft über die Serien berechnet. Alle Messungen wurden doppelblind durchgeführt und durch eine zweiwöchige Auswaschphase zwischen den Versuchen getrennt.
Abbildung 1: Nach Einnahme der Studienmedikation, konnte bei den Studienteilnehmern eine statistisch signifikante, blutfluss-assoziierte Erweiterung der Armarterie gegenüber Placebo festgestellt werden.
4.) Resultate
Die Einnahme der Antioxidantien-Kombination führte zu einer signifikanten Steigerung der FMD von durchschnittlich 8,2 % auf 11,7 %. Der systolische Blutdruck sank im Schnitt um 4 mmHg. Die TAC im Blut stieg signifikant an, ebenso wie die Gewebesauerstoffsättigung (StO2) und der Gehalt an oxygeniertem Hämoglobin ([HbO2]) während Muskelbelastung. Der Anteil an desoxygeniertem Hämoglobin ([HHb]) war signifikant reduziert. Kein Effekt zeigte sich auf die diastolischen Blutdruckwerte, die Ruheherzfrequenz sowie auf die muskuläre Ermüdung.
Bemerkenswert ist, dass die beobachteten Effekte bereits eine Stunde nach der Einnahme messbar waren, was für eine rasche Bioverfügbarkeit der Inhaltsstoffe spricht. Der Effekt auf die FMD hatte eine große Effektstärke (Cohen’s d = 1,2), was auf eine klinisch relevante Verbesserung der Gefäßfunktion hindeutet. Auch der Anstieg der TAC und der verbesserten Sauerstoffversorgung während der Muskelarbeit (StO2 und [HbO2]) war statistisch signifikant und moderat ausgeprägt (d = 0,3–0,5).
Die Reduktion des systolischen Blutdrucks um durchschnittlich 4 mmHg ist im Kontext kardiovaskulärer Risikoprävention bedeutsam: Schon eine Absenkung um 2 mmHg kann laut Studienlage das Risiko für Schlaganfälle und Herzinfarkte messbar senken. Hinsichtlich der Muskelermüdung zeigten sich hingegen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Bedingungen. Es ist möglich, dass akute antioxidative Wirkungen hier nicht ausreichen oder dass leistungsrelevante Effekte erst nach längerer Supplementierung auftreten.
Zusätzlich zeigte sich, dass die Unterschiede in den gemessenen Parametern zwischen den Geschlechtern nicht signifikant waren, was auf eine ähnliche Wirksamkeit des Nahrungsergänzungsmittels bei Frauen und Männern in dieser Altersgruppe hinweist. Die gute Verträglichkeit des Präparats und das Fehlen von Nebenwirkungen sprechen für eine hohe praktische Anwendbarkeit. Auffällig war außerdem, dass die Verbesserung der Muskeloxygenierung besonders in den ersten Sekunden der Belastung am deutlichsten ausfiel, was auf eine verbesserte initiale Perfusion hindeuten könnte.
5.) Zusammenfassung
Die Studie liefert erste Hinweise, dass eine einmalige Einnahme eines Kombinationspräparats aus Anthocyanen und Bromelain kurzfristig die endotheliale Funktion, den systolischen Blutdruck und die antioxidative Kapazität verbessert sowie die Sauerstoffversorgung der Muskulatur während Belastung steigert.
Besonders hervorzuheben ist, dass die positiven Effekte bereits nach einer einzigen Einnahme nachweisbar waren. Dies spricht für eine gute Bioverfügbarkeit und eine schnelle physiologische Wirkung der Inhaltsstoffe. Auch wenn keine Veränderungen bei der Muskelermüdung festgestellt wurden, zeigen die Resultate deutlich, dass das untersuchte Nahrungsergänzungsmittel das Potenzial besitzt, die vaskuläre Funktion auf mehreren Ebenen positiv zu beeinflussen.
Langfristige, kontrollierte Studien sind jedoch erforderlich, um die Nachhaltigkeit dieser Effekte zu belegen und zu untersuchen, ob sich daraus auch klinisch relevante Vorteile für Patientengruppen mit erhöhtem kardiovaskulärem Risiko ableiten lassen. Ebenso wären Untersuchungen zur genauen Wirkweise und zur isolierten Wirkung der Einzelbestandteile wünschenswert, um die Mechanismen besser zu verstehen und gezieltere Interventionen zu entwickeln.
Nicht zuletzt sollte auch die Rolle dieser Art der Supplementierung im Rahmen eines gesundheitsfördernden Lebensstils betrachtet werden. Gerade für Menschen mit subklinischer Endothelfunktion oder einem überdurchschnittlichen Stress- oder Belastungsprofil (z. B. bei intensiver sportlicher Betätigung oder in Phasen erhöhter oxidativer Belastung) könnte ein solches Präparat eine interessante ergänzende Strategie darstellen. Die vorliegenden Ergebnisse bestärken die Bedeutung von sekundären Pflanzenstoffen in der modernen ernährungsmedizinischen Forschung und verdeutlichen deren potenziellen Beitrag zur Prävention vaskulärer Dysfunktionen.
Ihre Fragen, unsere Antworten
Enzyme sind Eiweißmoleküle, die an allen biochemischen Prozessen im Körper beteiligt sind und bestimmte Aufgaben innehaben. Enzyme kommen in der gesamten Natur, also auch in Tieren und Pflanzen, vor und spielen für Lebewesen eine ganz essenzielle Rolle.
Zum einen enthalten die meisten Früchte eine zu geringe Menge an Enzymen, zum anderen werden die Enzyme durch den Verdauungsprozess im Magen zerstört und wirkungslos. Daher haben unsere KaRazym® Tabletten einen magensaftresistenten Mantel und werden so erst im Dünndarm aufgelöst und vom Körper aufgenommen.
Enzyme sind natürliche Verbindungen und deshalb – anders als synthetische Produkte – besonders empfindlich gegenüber äußere Einflüsse. Weil sie auch noch hundert Mal größer sind als andere Moleküle, benötigen sie entsprechend viel Platz. Eine einzige Tablette reicht deshalb nicht aus, um ausreichend viele Enzyme aufzunehmen.
Quellenverzeichnis
Pekas EJ, Shin J, Headid RJ, Son WM, Layec G, Yadav SK et al. Combined anthocyanins and bromelain supplement improves endothelial function and skeletal muscle oxygenation status in adults: a double-blind placebo-controlled randomised crossover clinical trial. Br J Nutr. 2021 Jan 28;125(2):161-171.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32660675/
