Entzündungshemmung & Regenerationsoptimierung

Entzündungshemmende Medikamente wie NSAR (Diclofenac und Ibuprofen) sollten aufgrund ihrer vielen Nebenwir­kungen, wie Hemmung der Sehnenzell­migration und Sehnenheilung, negativer Auswirkung auf die Kollagensynthese, erhöhter Fibroserate bei Muskelverlet­zungen, Abnahme der Stabilität von Kreuzbandtransplantaten, Verringerung der Vernetzung der Sehnensteifigkeit, verlangsamter Frakturheilung, erhöhtem Herzstillstand­risiko sowie Unterdrückung der Aktivität des Testosteron-Gens, nicht mehr unbedenklich gegeben werden. 

Hier haben sich schon längst andere natürliche Substanzen als kompetent entzündungshemmend erwiesen. Auch zur Steigerung der Leistung sind solche natürliche Substanzen, wie z. B. in Rote Beete oder Koffein enthalten, schon lange bekannt und vom IOC im Consensus Papier von 2018 und vom internationalen Leichtathletikverband (IAAF) 2019 benannt. Um im Bereich der Entzündungshemmung oder Leistungssteigerung diese Substanzen in ausreichenden Konzentrationen zuzuführen, sind besondere Verfahren nötig. Auch, um schon im normalen Tagesablauf praktische Einnahmeformen anzubieten. Bei Eiweißpräparaten mit hohem Anteil an essentiellen Aminosäuren oder Kapseln mit hohem Anteil an Omega-3 Fettsäuren ist dies sicher bekannt, da man organisatorisch oft nicht entsprechende Mengen an Fisch, Fleisch oder pflanzlichen Produkten zuführen kann. Oft sind auch aus gesundheitlichen oder kalorischen Gründen andere Inhaltsstoffe im Ernährungsplan gewünscht. Inzwischen werden auch konzentrierte pflanzliche Präparate angeboten, um die höhere Wirkkraft sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe zu bündeln, und um nicht hunderte Beeren oder Kirschen essen zu müssen. Zudem lässt sich damit auch die hohe Zufuhr an Fruchtzucker (Fruktose) reduzieren, welche über eigene Stoffwechselwege zur Leberverfettung und zum Harnsäureanstieg führt. Aber nicht nur pflanzliche, sondern auch tierische Substanzen wie Kollagen, welches nach Typ I-III eingeteilt wird, wirken entzündungshemmend. Typ-II-Kollagen kommt hauptsächlich im Gelenkknorpel vor und wird als Kollagen-II (denaturiertes oder hydrolysiertes Kollagen-Typ-II-Protein) oder als nicht denaturiertes (oder natives) Typ-II-Kollagen oral zur Milderung von osteoarthritischen (OA) -Symptomen angeboten. Somit stellen Nahrungsergänzungsmittel (NEM) zur individuellen Steuerung in Prävention und Behandlung von Erkrankungen oder entzünd­licher Prozesse eine adäquate Einnahmeform dar, welche über das angebotene Nahrungsangebot im beruflichen oder sportlichen Umfeld alleine oft nicht realisierbar ist und zudem durch verschiedenen Methoden in der Resorption verbessert werden können.

Polyphenole

Polyphenole sind ein wichtiger Bestandteil einer gesunden Ernährung. Natürliche Polyphenole sind als sekundäre Pflanzenstoffe im Besonderen in Gemüse und Früchten mit roten und violetten Farbstoffen enthalten. Anthocyane zählen zur Gruppe der Polyphenole und zeigen hohe anti-oxidative und entzündungshemmende Eigenschaften. Ein hoher Gehalt an Anthocyanen konnte in Sauerkirschen, besonders in der Montmorency-Sauerkirsche, nachgewiesen werden (Kirakosyan et al. 2009). Zudem werden diese auch in Beeren (Heidel- und Johannisbeeren) gefunden und zur Nahrungsergänzung genutzt. Antioxidative und anti-entzündliche Eigenschaften von Anthocyanen aus der Sauerkirsche konnten unter anderem in Zellversuchen nachgewiesen werden. Die Effekte waren dabei vergleichbar mit bekannten entzündungshemmenden Stoffen, wie den Prostaglandinen (Wang et al. 1999). Wissenschaftliche Studien zeigten, dass der Konsum oxidativen Stress und Muskelschäden unter sportlicher Belastung verringern kann und positive Effekte in Bezug auf sportliche Leistungsfähigkeit und Regeneration erzielt werden konnten. Durch unterschiedliche Zusammensetzungen und verschiedene angewandte Extraktionsverfahren können sich die einzelnen Produkte jedoch in ihrem Gehalt an Polyphenolen unterscheiden und der Gehalt und die genaue Inhaltsstoffe sollten daher idealerweise gemessen durch standardisierte Verfahren, ähnlich wie bei Arzneimitteln, für den Verbraucher ausgewiesen werden. Moleküle des oxidativen Stresses, die reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), werden im Muskelgewebe durch metabolische Prozesse unter sportlicher Belastung produziert. Dies ist ein durchaus normaler und gewollter physiologischer Vorgang, um den Bewegungsanforderungen gerecht zu werden. Bei Intervallbelastung mit hoher Intensität können diese Sauerstoffradikale jedoch in sehr hohen Mengen freigesetzt werden und die Muskelzellen negativ beeinflussen. Die Regeneration nach Belastung kann dann länger andauern und die Leistungsfähigkeit, vor allem unter hoher Belastung, kann verringert sein (Reid 2016). Die Gruppe der Polyphenole kann in weitere Untergruppen, die Flavonoide und Nicht-Flavonoide aufgeteilt werden (siehe Tabelle).

Effekte von Polyphenolen auf die sportliche Leistungsfähigkeit

Es konnte z. B. gezeigt werden, dass der Saft aus der Montmorency-Kirsche die Muskelregeneration nach anstrengender und muskelbelastender Sporteinheit verbessern kann (Bowtell et al. 2011). Dies wurde bestätigt in einer weiteren Studie mit semiprofessionellen Fußballspielern, die vor und nach intensiver Belastung Montmorency-Kirschsaft eingenommen hatten. Die Spieler profitierten von einer schnelleren Erholung und von weniger Muskelkater (Bell et al. 2016). Es wurde zudem gezeigt, dass eine einwöchige Einnahme von Sauerkirsch-Saft in gesunden Ausdauerläufern Muskelschmerzen nach einem Langstreckenlauf deutlich verringern kann (Kuehl et al. 2010). Positive Effekte auf die Ausdauer zeigte die einwöchige Einnahme eines Montmorency-Sauerkirsch-Pulvers durch Profi-Radfahrer, welche daraufhin ihre Schnelligkeit auf einer 15 km-Strecke verbessern konnten (Morgan et al. 2019). Doch nicht nur auf längeren Strecken, sondern auch im Sprint scheint die Nahrungsergänzung mit Montmorency-Kirschen die Leistungsfähigkeit (z. B. die Maximalkraft) zu verbessern, wie 2018 in trainierten Radfahrern gezeigt wurde (Keane et al. 2018). In einer andere Studie zeigten Ausdauerläufer, die vor und nach einem Halbmarathon ein Sauerkirsch-Supplement erhalten haben, eine Absenkung von Entzündungsmarkern im Blut, wodurch sekundäre Muskelschäden reduziert werden konnten (Levers et al. 2016). Ähnliche Ergebnisse wurden bereits zuvor im Bereich des Kraftsports gefunden, wobei die Einnahme von Montmorency-Kirsch-Pulver zu weniger Muskelkater, weniger Muskelabbau und vermehrter Kraft in der Regenerationsphase führte (Levers et al. 2015). Bei den meisten dieser Studien scheinen sich verringerte Entzündungsvorgänge, eine Reduktion des oxidativen Stresses und eine verbesserte Sauerstoffsättigung im Muskelgewebe positiv auf die sportliche Leistungsfähigkeit auszuwirken. Zudem steht dem Körper durch Polyphenol-Aufnahme mehr Stickstoffoxid (NO) zur Verfügung, da Polyphenole die endotheliale NO-Synthase (eNOS) aktivieren können, ein NO-bildendes Enzym. Harnsäure konnte durch Montmorency-­Sauerkirschen deutlich reduziert werden (Bell et al. 2014; Jacob et al. 2003) und als Mechanismus die Hemmung der Xanthinoxidase mit 26 % Harnsäuresenkung gezeigt werden (Kirakosyan et al. 2018).

Auch Blaubeeren zeigen antioxidative und entzündungshemmende Eigenschaften und eine schnellere Regeneration nach exzentrischer Muskelbelastung (McLeay et al. 2012), ebenso wie schwarze Johannisbeeren (Hutchison et al. 2016). Zudem finden sich erhöhte ORAC-Spiegel (Radikalfängerkapazität). Bei entzündlichen Darmerkrankungen zeigten Anthocyanine der Heidelbeere vs. 5-ASA (Mesalazin) einen besseren Effekt (Pereira et al. 2017). Subklinische Entzündungen werden häufig bei chronischen Erkrankungen wie Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) und Adipositas festgestellt. Die Anhäufung epidemiologischer Beweise zeigt, dass Diäten, die reich an Gemüse und Früchten sind, das Risiko chronischer Erkrankungen zum Teil über antioxidative und entzündungshemmende Aktivitäten erheblich senken können. Der Schutzmechanismus von Anthocyanin auf Diabetes korreliert eng mit der Prävention von Dyslipidämie, geringeren systemischen oxidativen Schäden und einer Erhöhung der Insulin Empfindlichkeit (Li et al. 2015). Kirschen reduzierten auch das Hämoglobin A1C (HbA1C), das Lipoprotein sehr niedriger Dichte (VLDL) und Triglyceride / High-Density-Lipoprotein (TG /  HDL) bei diabetischen Frauen und VLDL und TG / HDL bei übergewichtigen Teilnehmern. Auch unter Einnahme von 320 mg Heidelbeere und Schwarze Johannisbeere konnten z.B. verbesserte Cholesterinprofile mit HDL Anstieg und LDL Abfall (Qin et al. 2009) gezeigt werden.

Analytische Charakterisierung von Inhaltsstoffen

Bisher fehlen auf den Produkten standardisierte Angaben zu den wertgebenden Inhaltsstoffen, die einen direkten Vergleich der Produkte ermöglichen würden. Oft ist die Information lediglich auf die Angabe der Stammpflanze beschränkt. Zudem gibt es unterschiedliche analytische Verfahren, um die Inhaltsstoffe zu charakterisieren und keine vorgeschriebenen Standards, die zu einer objektiven Vergleichbarkeit, ähnlich wie im Arzneimittelbereich, führt. Der Gehalt an Polyphenolen kann sich jedoch deutlich zwischen verschiedenen Produkten unterscheiden. Diese Unterschiede können, u. a., durch unterschiedliche Extraktionsprozesse, Trocknungsprozesse oder aufgrund anderer verwendeter Anteile der Kirschfrucht (z. B. Haut oder Fruchtfleisch) auftreten. Im Folgenden wurden exemplarisch zwei verschiedene auf dem Markt befindliche Produkte mit Montmorency-Sauerkirschen charakterisiert. 

Eines der Produkte ist ein Enzympräparat, das neben Montmorency-Sauerkirsch-Extrakt zudem Bromelain, Vitamine, Kurkuma und Boswellia (Weihrauch) enthält. Der Kirsch-Anteil des Kombipräparats liegt bei 60 %. Das ebenfalls getestete Monopräparat enthält ausschließlich Montmorency-Sauerkirsch-Extraktpulver (100 %). Beide Produkte wurden im Hinblick auf deren Polyphenol-Anteil, deren Anthocyan-Anteil und deren antioxidativen Eigenschaften charakterisiert und verglichen. Folgende Methoden wurden angewandt:

• Erstellung eines Anthocyan Finger-Print Profils mittels Hochleistungs-flüssigkeitschromatographie (HPLC) und Quantifi­zierung des Cyanidinäquivalentanteils
• Bestimmung des Gesamt Polyphenol-Anteils (Folin-Assay)
• Bestimmung des ORAC-Wertes (ORAC-Test)

Das mittels HPLC bestimmte Anthocyan-Profil der beiden Produkte bestätigt, dass in Montmorency-Kirschen hauptsächlich die in der Literatur beschiedenen Anthocyanidine Cyanidin-3-glucosylrutinosid und Cyanidin-3-glucosid (Kirakosyan et al., 2009) vorkommen. Jedoch unterscheiden sich der Gesamtgehalt sowie das Verhältnis zueinander deutlich zwischen dem Kombipräparat und dem Monopräparat. In der Natur liegen Anthocyane in mehr als 600 verschiedenen Verbindungen vor und zwar hauptsächlich in glykosylierter Form. Zur Quantifizierung werden die zu analysierenden Proben üblicherweise hydrolysiert, das heißt, die verschiedenen Zuckerreste werden abgespaltet und die Moleküle werden in einen der sechs Grundkörper der Anthocyanidine (Pelargonidin, Cyanidin, Peonidin, Delphinidin, Petunidin, Malvidin) überführt. Aufgrund der überwiegenden Cyanidin-Form in den Montmorency-Kirsch-Produkten wurde der Gehalt als Cyanidinäquivalent bestimmt. Im Kombipräparat lag der Gehalt an Cyanidinäquivalent pro Kapsel bei 0,14 mg (entspricht 17,25 mg pro 100 g). Im Monopräparat lag der Gehalt deutlich niedriger bei 0,02 mg (entspricht 3,33 mg pro 100 g). Der geringere Anthocyan-Gehalt des Monopräparates, trotz dessen höheren Kirschanteils im Vergleich zum Kombipräparat, lässt sich möglicherweise auf unterschiedliche Extraktionsprozesse oder Trocknungsverfahren zurückführen. Mittels Folin-Assay, einer photometrischen Methode, um die Menge aller phenolischer Verbindungen bezogen auf einen Äquivalentstandard (Catechin) zu messen, wurden in einer Kapsel des Kombipräparates 70,08 mg Polyphenole (entspricht 8.760 mg pro 100 g) gemessen, während 4,38 mg Polyphenole (entspricht 730 mg pro 100 g) im Monopräparat enthalten waren.

Der ORAC-Wert 

Der ORAC-Wert erlaubt antioxidative Fähigkeiten verschiedener Extrakte zu vergleichen, aber auch Veränderungen, z. B. aufgrund von Lagerbedingungen oder unterschiedlicher Ernten, aufzuzeigen. Die Messungen ergaben für das Kombipräparat 69.395 µmol TE/100 g und für das Monopräparat 14.337 µmol TE / 100 g (Abb.).  

Weitere ORAC-Werte in Beeren/Früchten in µmol TE/100 g (Angaben Agricultural Research Service (ARS) Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten USDA, 2010):

• Wilde Heidelbeere/Waldheidelbeere: 9.600
• Holunderbeere: 14.697
• Cranberry/Preiselbeeren: 9.090
• Schwarze Johannisbeere: 7.957
• Granatapfelkerne: 4.479

Aufgrund des ORAC-Wertes unterschiedlicher Pflanzen kann jedoch nicht direkt auf deren bessere oder schlechtere antioxidative Eigenschaft im Körper geschlossen werden. Die im Kombipräparat ebenfalls enthaltenen Bestandteile Bromelain, Vitamine C und B, Kurkuma-Extrakt und Boswellia können zusätzlich zum Montmorency-Kirsch-Extrakt die Testergebnisse, insbesondere den Gesamt-Phenolgehalt und den ORAC-Wert, beeinflussen, nicht aber den Anthocyan-Gehalt, der alleine durch den Sauerkirsch-Gehalt bestimmt wird. Curcumin zählt zur Gruppe der Polyphenole und weist antioxidative und entzündungshemmende Eigenschaften auf. Auch Boswellia (Weihrauch) ist für einen hohen Anteil an Polyphenolen bekannt. Das Enzym Bromelain zählt nicht zu den Polyphenolen, wirkt aber ebenfalls entzündungshemmend und positiv auf das Herz-Kreislaufsystem (Pavan et al. 2012).  Das hier untersuchte Kombipräparat stellt auch aufgrund seiner vielen Polyphenollieferanten einen Vorteil gegenüber dem Monopräparat dar. In Bezug auf die Anthocyanine, deren Gehalt hier als spezifische Bestandteile der Sauerkirsche untersucht wurde, zeigt das Kombipräparat einen noch höheren Gehalt gegenüber dem Monopräparat. Trotz der Unterschiede in der Zusammensetzung der hier verglichenen Produkte (Kombipräparat vs. Monopräparat) zeigen die angewandten spezifischen Testverfahren, dass es große Unterschiede bezüglich der Testergebnisse und den Inhaltstoffen (hier vor allem Anthocyan-Gehalt) gibt. Es wäre daher wünschenswert, dass durch detailliertere Produkt-Angaben bezüglich der Inhaltsstoffe, wie z. B. Anthocyan-Gehalt, eine bessere Charakterisierung der verfügbaren Produkte ermöglicht wird. Dies würde den Verbrauchern eine bessere Vergleichbarkeit der käuflich zu erwerbenden Produkte erlauben. Leider gibt es noch keine vorgeschriebenen Standards für Messungen, so dass eine objektive Einschätzung nach wie vor schwierig ist.