Dieser Beitrag fasst Informationen zusammen über problematische Wirkungen von Antioxidanzien (Vitamin C, Vitamin E) auf Sportler und auf die Insulinsensitivität. Er macht am Schluss einem Abstecher zur Hormesis-Vorstellung, die auf Paracelsus gründet und für die Phytotherapie und die Toxikologie interessant ist

Antioxidanzien als Nahrungsergänzungsmittel reduzieren einer neuen Untersuchung zufolge die Empfindlichkeit des Organismus gegenüber Insulin. Damit können sie die günstige Wirkung von Sport zunichte machen. Bei ausgewogener Ernährung gibt es deshalb weiterhin aus medizinischer Sicht keinen Grund, Antioxidanzien als Nahrungsergänzungsmittel einzunehmen, hält der Berufsverband Deutscher Internisten (BDI) fest. Der Schaden durch solche Nahrungsergänzungsmittel könnte größer sein als der Nutzen.

Antioxidanzien sind ausgesprochen beliebte Nahrungsergänzungen. Sie sollen die durch Stoffwechselvorgänge im Körper entstehenden so genannten freien Radikale abfangen. Dazu gehören zum Beispiel Vitamin C und E. Freie Radikale sind chemisch speziell aggressive Moleküle, die in den letzten Jahren immer wieder für Alterungsprozesse und verschiedene Erkrankungen verantwortlich gemacht wurden. Deutsche Forscher der Universität Jena und US-amerikanische Wissenschaftler machen zusätzlich in Form von Tabletten aufgenommene Antioxidanzien für eine wachsende Unempfindlichkeit gegenüber Insulin verantwortlich, die oft am Anfang eines Diabetes steht (PNAS 2009, online vorab veröffentlicht).

In ihrer Untersuchung konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass trotz eines 4-wöchentlichen Sportprogramms die Insulin-Empfindlichkeit des Organismus bei gleichzeitiger Einnahme von zusätzlichen 1.000 Milligramm Vitamin C und 400 Milligramm Vitamin E unverändert blieb. Vergleichspersonen, welche keine Vitamine in Tablettenform schluckten, waren dagegen deutlich empfindlicher für Insulin und konnten so Glukose im Blut besser verwerten.

Freie Radikale beeinflussen Glukose-Verwertung

Dieser Resultate bestätigen, dass Diabetiker von regelmäßiger körperlicher Aktivität erheblich profitieren. Kurzes intensives Intervall-Training kann den Blutzucker-Spiegel von Diabetikern noch etwas wirkungsvoller senken als reines Ausdauer-Training (BMC Endocrine Disorders 2009, Band 9: Seite 3). “Lange Zeit ist man davon ausgegangen, dass Sport Übergewicht verhindert bzw. verringert und so indirekt die Insulinsensitivität erhöht. Heute wissen wir, dass Bewegung auch direkt die Empfindlichkeit für Insulin steigert. Interessanterweise entstehen bei körperlicher Aktivität freie Radikale in der Muskulatur”, erläutert Dr. Thorsten Siegmund vom BDI.

Die freien Radikale scheinen nach diesen Studien relevant für eine optimale Verwertung von Glukose zu sein. Parallel dazu werden bei körperlicher Betätigung jedoch auch Schutzmechanismen aktiviert, um die Radikale wieder abbauen zu können, nachdem die günstigen Effekte erreicht sind. Hohe Dosen an Vitamin C und E in Form von Tabletten schwächen diesen positiven Effekt einer verbesserten Insulinempfindlichkeit offensichtlich ab.

Natürliche Nahrungsmittel sind gesünder

Der Nutzen von Antioxidanzien als Nahrungsergänzungsmittel ist seit längerem umstritten. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass sie möglicherweise die Lebenserwartung sogar verkürzen können. “In der Regel ist es völlig unnötig, Vitamin-Tabletten einzunehmen. Wer sich gesund ernährt, nimmt ausreichend Mineralstoffe und Vitamine auf, so dass künstliche Nahrungsergänzungsmittel nur selten erforderlich sind”, erklärt Dr. Siegmund. So enthalten zum Beispiel Obst und Gemüse Vitamine und Antioxidanzien in ausreichender Menge.

“Nach allem, was wir bisher wissen, wirken sich die einzelnen Substanzen in natürlichen Nahrungsmitteln positiver auf die Gesundheit aus als einzelne, in hoher Dosierung verabreichte Vitamine oder Mineralstoffe. So ist zum Beispiel auch zu erklären, dass Obst und Gemüse zwar viele Antioxidanzien enthalten, aber – wahrscheinlich durch die Anwesenheit andere Substanzen – trotzdem einer entstehenden Insulin-Unempfindlichkeit entgegen wirken können”, so der Ernährungsmediziner vom Klinikum München-Bogenhausen.

(Quelle: http://www.internisten-im-netz.de)

Hormesis – eine Idee, die auf Paracelsus zurückgeht

Wer nach dem Freizeitsport Vitamine einnimmt, um sein Immunsystem zu stärken, erreicht also nach der beschriebenen Studie in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS 2009; doi: 10.1073/pnas.0903485106) genau das Gegenteil.
Er verhindert, dass die Bildung von freien Radikalen die Insulinsensitivität erhöht, die eine wesentliche Voraussetzung für die präventive Wirkung von Sport ist. ??

Michael Ristow vom Institut für Ernährungswissenschaften an der Universität Jena versucht durch diese Untersuchung seine Theorie der “Mitohormesis” zu beweisen. Hormesis ist eine auf Paracelsus (1493 – 1541) zurückgehende Idee, nach der kleine Mengen einer schädlichen oder giftigen Substanz günstige Wirkungen auf den Organismus haben. ??Bei der Mitohormesis sind die schädlichen Stoffe die durch sportliche Betätigung aus den Mitochondrien freigesetzten freien Radikale (reactive oxygen species, kurz: ROS). Sie sollen dazu fähig sein, die Insulinsensitivität zu verbessern, wofür es laut Ristow eine Reihe von tierexperimentellen Hinweisen gibt. ??

Um seine Theorie auch beim Menschen zu belegen, bat Ristow 39 junge Männer, ein vierwöchiges Fitnessprogramm zu absolvieren. An fünf Tagen der Woche sollten sie jeweils über 85 Minuten sportlichen Aktivitäten nachgehen. Die Hälfte der Teilnehmer schluckte begleitend Vitamine (1.000 mg/die Vitamin C plus 400 IU/die Vitamin E). Nach Ablauf der vier Wochen wurden Muskelbiopsien entnommen. ??Sie zeigten, dass die antioxidativen Vitamine tatsächlich die Fähigkeit hatten, die Bildung von ROS zu unterdrücken. Die Konzentration von TBARS (Thiobarbitursäure-reaktiver Substanzen), ein Marker für die Bildung von ROS, war jedenfalls bei den Sportlern, die keine Vitamine eingenommen hatten, doppelt so hoch.?

Der Sport erhöhte die Expression von Genen, welche regulierend auf die Insulinempfindlichkeit einwirken. Dieser Effekt wurde ebenfalls nur bei den Versuchpersonen gefunden, die keine Vitaminpräparate eingenommen hatten. Mehr noch und das ist aus diabetologischer Sicht bedeutsam: Die sportliche Aktivität verbesserte die Insulinsensitivität (gemessen in einem Clamp-Versuch und anhand des Markers Adiponectin) ebenfalls nur bei den Sportlern, die keine Vitamine einnahmen. ?Die Vitamine könnten darum, sofern andere Wissenschaftler zu gleichen Resultaten kommen, die positiven Effekte des Sports auf die Gesundheit aufheben. Man müsse sogar davon ausgehen, dass Antioxidantien das Diabetes-Risiko eventuell steigern, indem sie die Bildung von ROS verhindern, wird der Ernährungswissenschaftler in der Pressemitteilung zitiert. ??

Das ist eine weitreichende Spekulation, welche in einer randomisierten Untersuchung noch zu prüfen wäre. Die im letzten Jahr im Britischen Ärzteblatt publizierte POPADAD-Studie hatte gezeigt, dass die Einnahme von Vitaminen bei Diabetikern keinen günstigen, aber auch keinen ungünstigen Einfluss auf das Fortschreiten der arteriellen Verschlusskrankheit hatte (BMJ 2008; 337; a1840). ??Diese Untersuchung reihte sich ein in eine Serie von Studien, die einstmals angenommene positive Auswirkungen von antioxidativen Vitaminen auf Krebs und Herzkreislauferkrankungen widerlegten, ohne aber ein ernstzunehmendes Diabetesrisiko durch die Einnahme solcher Vitamine aufzudecken.??

Gegen eine vitaminreiche Ernährung erhebt Ristow keine Einwände. Die gesundheitsfördernde Wirkung von frischem Obst und Gemüse bleibe unbestritten und außerdem könnten Vitamintabletten den Verzehr von Obst und Gemüse keinesfalls ersetzen – denn diese wären offenbar gesund, obwohl sie Antioxidantien enthielten.

Quelle: www.aerzteblatt.de

Kommentar und Ergänzung:

Als Hormesis (griech.: “Anregung, Anstoß”, englisch: Adaptive Response) wird der schon von Paracelsus formulierte biologische Effekt bezeichnet, dass geringe Dosen schädlicher oder giftiger Substanzen eine günstige Wirkung auf den Organismus haben können.
Es ist denkbar, dass verschiedene durch Heilpflanzen ausgelöste therapeutische Effekte aus diesem Prinzip zu erklären sind.

Für einige stark wirkende Einzelsubstanzen aus Pflanzen (Forte-Phytotherapeutika nach Rudolf Fritz Weiss) ist ein solcher dosisabhängiger Umkehreffekt gut nachweisbar (z. B. Digitalis, Colchicin, Opium).

Hormetische Effekte werden oft auch dadurch erklärt, dass niedrige Dosen von schädlichen Substanzen die körpereigenen Abwehrkräfte stärken. Das lässt sich in gewisser Weise als eine Form der Abhärtung auffassen. Hier gibt es Verbindungen zu Konzepten der Naturheilkunde (zum Beispiel zu Hydrotherapie nach Sebastian Kneipp).

Im Sinne einer Hormesis lässt sich auch die pflanzliche Immunstimulation deuten (z. B. bei Echinacea-Produkten) Sie sollen – ohne im Sinn einer Impfung zu wirken – das Immunsystem des Körpers unspezifisch ankurbeln, um so Infektionen abzuwehren.

Mitohormesis wird nun also ein biochemischer Vorgang genannt, bei welchem die Aktivierung von Mitochondrien zu einer Vermehrung von freien Radikalen in der Zelle führt, welche letztlich zu einer Aktivierung der zelleigenen Abwehr gegen Sauerstoffradikale führt. Dieses Konzept der Mitohormesis versucht Michael Ristow unter anderem mit der beschriebenen Studie zu beweisen.

Die Hormesis-Vorstellungen werden zunehmend auch in der Toxikologie diskutiert. Dazu noch ein paar Informationen aus einem Beitrag auf http://science.orf.at:

Die Toxikologie überdenkt ihre Grundlagen

Die Verbindung zwischen Dosis und Wirkung einer Substanz gilt als grundlegendes Konzept der Toxikologie. Nach Meinung eines US-Wissenschaftlers hat man sich in dieser Disziplin jahrzehntelang an falschen Vorstellungen orientiert. Ihm zufolge gilt in weiten Teilen der Toxikologie ein alternatives Modell. Das Neue daran: Schädliche Substanzen können in geringen Konzentrationen auch positive Wirkungen entfalten.

Wie Edward J. Calabrese von der University of Massachusetts in einem Überblicksartikel berichtet, hat das von ihm bevorzugte, so genannte Hormese-Modell auch praktische Folgen, etwa für die Abschätzung von Krebsrisiken.

“Alle Dinge sind Gift und nichts ist ohne Gift. Allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist”, wusste schon Theophrast von Hohenheim, besser bekannt unter dem Namen Paracelsus. Der Ausspruch des Arztes und Chemikers ist auch heute noch gültig, allerdings war damit nicht gesagt, auf welche Art eine Substanz bei zunehmender Konzentration zum Gift wird.
Antwort darauf geben die grundlegenden toxikologischen Modelle, die den Dosis-Wirkungs-Zusammenhang beschreiben. Seit Anfang des konzeptuellen Denkens in der Toxikologie in den 1930er Jahren habe das so genannte Schwellenwertmodell (“threshold model”) die Vorstellungen der Fachwelt bestimmt, schreibt Edward J. Calabrese in seinem Beitrag.

Dieses geht davon aus, dass eine Substanz eine bestimmte Konzentration überschreiten muss, um toxische Effekte zu bewirken. Unter diesem Grenzwert seien hingegen keine nachteiligen Effekte anzunehmen.

Zwei traditionelle Vorstellungen

Dieses Modell wurde bisher herangezogen, um die Risiken für die öffentliche Gesundheit abzuschätzen – beispielsweise den Schwermetallen Cadmium, Blei und Quecksilber. Nur im Fall von Karzinogenen, also Krebs auslösenden Substanzen, sieht die Sache anders aus.

Hier stützt man sich auf das so genannte lineare Modell, bei dem es keinen “sicheren” Konzentrationsbereich gibt. Mit anderen Worten: Wie gering die Dosis eines Kanzerogens auch sein mag, sie trägt auf jeden Fall zur Vergrösserung des Krebsrisikos bei.

Der Gegenentwurf: Hormese

Die US-Gesundheitsbehörde FDA und zahlreiche weitere Institutionen im Gesundheitswesen seien diesen beiden Modellen mehr oder weniger blind gefolgt, kritisiert Calabrese in seinem Artikel.

Es sei aber auch ein anderer Wirkungsverlauf bekannt, der als Hormese-Modell bezeichnet wird. Beispielsweise sei an dem – mittlerweile verbotenen – Insektizid DDT gezeigt worden, dass es bei Ratten in hohen Dosen als Karzinogen wirkt, das Tumorrisiko bei geringen Konzentrationen hingegen reduziert.

Paradigmenwechsel für die Biowissenschaft?

Dieses Verhalten sei aber nicht die Ausnahme in der Toxikologie, sondern die Regel, betont Calabrese – und beruft sich dabei auf eine an der University of Massachusetts aufgebaute Datenbank.

Dementsprechend sieht er im Prinzip der Hormese einen Paradigmenwechsel, der die gesamten Biowissenschaften erfasst: “Dies verändert unser Verständnis davon, wie biologische Systeme mit niedrigen Dosen chemischer oder physikalischer Einflüsse umgehen.”

Nicht mit Homöopathie zu verwechseln

Dies habe eine Reihe von Konsequenzen, etwa für das Design toxikologischer Studien, gesundheitliche Risikoabschätzungen und nicht zuletzt für die optimale Anwendung von Medikamenten. Die Regel “Stimulation bei niedrigen Dosen, Schädigung bei hohen Dosen” erinnert oberflächlich betrachtet auch an das Prinzip der Homöopathie, dürfe jedoch auf keinen Fall mit ihr gleichgesetzt werden, hält der US-Wissenschaftler fest.

Denn hormetische Effekte entfalten sich in einem Konzentrationsbereich von 10-4 bis 10-9 molaren Lösungen. Homöopathie hingegen wird im Bereich unter 10-18 Mol/Liter betrieben, deren Wirkstoffe sind also mitunter billiardenfach stärker verdünnt.

Quelle: http://science.orf.at/science/news/132681, 15.2.05

Der Artikel “Challenging Dose-Response Dogma” von Edward J. Calabrese erschien im Wissenschaftsmagazin “The Scientist” (Band 19, Ausgabe vom 14.2.05).

Ich bin nicht im Bild darüber, wie die toxikologische Diskussion um die Hormese weitergegangen ist und wo sie heute steht.
Es scheint mir aber lohnend, über dieses Thema aus Sicht der Phytotherapie genauer nachzudenken. Denn wir haben in Heilpflanzen-Präparaten Vielstoffgemische in Konzentrationen, in denen hormetische Vorgänge durchaus eine Rolle spielen könnten.

Interessant ist auch, dass sowohl Thorsten Siegmund vom BDI als auch Michael Ristow die Antioxidanzien im Gesamtverbund von Obst und Gemüse positiv sehen, als isolierte und hochdosierte Einzelstoffe aber weit skeptischer beurteilen.
Auch das kommt dem Vielstoffgemisch-Konzept der Phytotherapie entgegen, welches quasi von einem Orchester an Wirkstoffen ausgeht.

Martin Koradi, Dozent für Phytotherapie / Pflanzenheilkunde

Winterthur / Kanton Zürich / Schweiz

Phytotherapie-Ausbildung für Krankenpflege und andere Gesundheitsberufe
Heilpflanzen-Seminar für an Naturheilkunde Interessierte ohne medizinische Vorkenntnisse
Kräuterexkursionen in den Bergen / Heilkräuterkurse

www.phytotherapie-seminare.ch

Weiterbildung für Spitex, Pflegeheim, Klinik, Palliative Care

Interessengemeinschaft Phytotherapie und Pflege: www.ig-pp.ch

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