Forscher haben in einer Studie herausgefunden, dass die Zugabe einer Banane zu einem Smoothie den Flavanolgehalt senkt. Eine andere Studie hat gezeigt, wie sich ein Mangel an Flavanolen auf das Gehirn und den altersbedingten Gedächtnisverlust auswirkt und warum Flavonoide so wichtig für die Gesundheit sind.
ÜBERSICHT
Wie die Kombination von Lebensmitteln die Aufnahme von wichtigen Inhaltsstoffen beeinflussen kann
Forschende der University of California, Davis, sind zu dem Ergebnis gekommen, dass die Kombination bestimmter Zutaten in Smoothies einen Einfluss darauf haben kann, ob der Körper einen Nährstoffschub erhält.
In der Studie, die in der Fachzeitschrift Food and Function veröffentlicht wurde, untersuchten sie anhand von Smoothies, wie sich unterschiedliche Konzentrationen des Enzyms Polyphenoloxidase, das in vielen Obst- und Gemüsesorten vorkommt, auf den Gehalt an Flavanolen in der Nahrung auswirken, die vom Körper aufgenommen werden können.
- Polyphenoloxidasen oder Tyrosinasen (engl. polyphenol oxidase, PPO) sind Enzyme mit einem zweikernigen Kupferzentrum, die Sauerstoff in ortho-Position zu einer vorhandenen Hydroxylgruppe in einem aromatischen Ring einführen und anschließend das Diphenol zum entsprechenden Chinon oxidieren können.
- Flavanole sind eine Gruppe bioaktiver Verbindungen, die sich positiv auf die Gesundheit des Herzens und die kognitiven Fähigkeiten auswirken und natürlicherweise in Äpfeln, Birnen, Heidelbeeren, Brombeeren, Trauben und Kakao vorkommen.
Die Forscher der UC Davis versuchten auf einer sehr praktischen Ebene zu verstehen, wie ein alltägliches Lebensmittel und eine Lebensmittelzubereitung wie ein Bananen-Smoothie die Verfügbarkeit von Flavanolen für die Aufnahme (Resorption) nach dem Verzehr beeinflussen können.
Wenn man einen Apfel aufschneidet oder eine Banane schält, wird die Frucht schnell braun. Grund dafür ist die Polyphenoloxidase (PPO), ein Enzym, das natürlicherweise in diesen Lebensmitteln vorkommt.
- Die braune Verfärbung entsteht, wenn Lebensmittel, die dieses Enzym enthalten, der Luft ausgesetzt, geschnitten oder gequetscht werden.
Die Wissenschaftler wollten wissen, ob der Verzehr von frisch zubereiteten Smoothies aus verschiedenen Obstsorten, die Polyphenoloxidase (PPO) enthalten, einen Einfluss auf die Menge der für den Körper verfügbaren Flavanole hat.
Bananen versus Beeren
Dazu verabreichten die Forschenden den Testpersonen einen Smoothie mit Bananen, die von Natur aus eine hohe Polyphenoloxidase-Aktivität haben, und einen Smoothie mit verschiedenen Beeren, die von Natur aus eine niedrige Polyphenoloxidase-Aktivität haben. Zusätzlich nahmen die Teilnehmer zur Kontrolle eine Flavanol-Kapsel ein.
- Blut- und Urinproben wurden analysiert, um den Flavanolgehalt im Körper nach Einnahme des Smoothies und der Kapsel zu messen.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stellten fest, dass die Testpersonen, die den Bananen-Smoothie getrunken hatten, 84 Prozent weniger Flavanole im Körper hatten als die Kontrollgruppe.
Laut Javier Ottaviani, Direktor des Mars Edge Core Laboratory und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Department of Nutrition der University of California, Davis, war es überraschend zu sehen, wie schnell die Zugabe einer einzigen Banane den Flavanolgehalt des Smoothies und die Menge der vom Körper aufgenommenen Flavanole reduzierte.
Die Studienergebnisse zeigen, so Ottaviani, wie die Zubereitung und Kombination von Lebensmitteln die Aufnahme von Inhaltsstoffen beeinflussen kann.
- Die Academy of Nutrition and Dietetics rät in ihren Ernährungsempfehlungen, täglich 400 bis 600 Milligramm Flavanole zu sich zu nehmen, um die Herz-Kreislauf-Gesundheit zu unterstützen.
Ottaviani zufolge sollten Menschen, die Flavanole zu sich nehmen möchten, bei der Zusammenstellung von Smoothies darauf achten, flavanolreiche Früchte wie Beeren mit anderen Zutaten zu kombinieren, die ebenfalls eine geringe Polyphenoloxidase-Aktivität aufweisen, wie Ananas, Orangen, Mango oder Joghurt.
Auch Bananen seien weiterhin eine wertvolle Frucht zum direkten Verzehr oder zur Verwendung in Smoothies. Denjenigen, die Smoothies mit Bananen oder anderen Obst- und Gemüsesorten mit hoher Polyphenoloxidase-Aktivität wie Mangold verzehren möchten, wird empfohlen, diese nicht mit flavanolreichen Früchten wie Beeren, Trauben und Kakao zu kombinieren.
Die Ergebnisse dieser Studie könnten künftige Untersuchungen darüber anregen, wie andere Lebensmittel zubereitet werden und welche Auswirkungen dies auf die Flavanole hat. Tee zum Beispiel ist laut Ottaviani eine wichtige Nahrungsquelle für Flavanole, und je nach Zubereitungsart stehen unterschiedlich viele Flavanole zur Aufnahme zur Verfügung.
Dies ist sicherlich ein Bereich, der im Zusammenhang mit Polyphenolen und bioaktiven Verbindungen im Allgemeinen mehr Aufmerksamkeit verdient, so Ottaviani.
Warum Flavanole so wichtig für die Gesundheit sind
Flavanole sind die Gruppe der Falvonoide, die am häufigsten in Lebensmitteln vorkommen. Flavonoide gehören zu den Polyphenolen, die zu den sekundären Pflanzenstoffen gezählt werden.
Flavanole wirken blutdrucksenkend und verbessern die Gefäßfunktion. Zwei Studien, die in den Fachzeitschriften Age und British Journal of Nutrition (BJN) veröffentlicht wurden, haben gezeigt, dass Flavanole aus Kakao die Herz-Kreislauf-Funktion verbessern und die Belastung des Herzens während des Alterungsprozesses verringern.
- Flavanole kommen in vielen Lebensmitteln wie Äpfeln, Weintrauben, Teeblättern und Kakaobohnen vor. Bei herkömmlichen Herstellungsverfahren, wie zum Beispiel bei der Schokoladenproduktion, werden die wertvollen Inhaltsstoffe jedoch meist zerstört.
Flavonoide beeinflussen die Blutgerinnung und vermindern indirekt die Bildung von Thromboxan. Auch hier zeigt sich die antioxidative Wirkung der Flavonoide, indem sie LDL-Lipoproteine vor Oxidation schützen und den Blutcholesterinspiegel senken können, ohne jedoch das HDL-Cholesterin zu senken.
Nach Angaben der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) enthalten unter anderem Birnen, Weintrauben, Kirschen, Pflaumen, Beeren, Zwiebeln, Grünkohl, Auberginen, schwarzer und grüner Tee Flavonoide.
Auswirkungen eines Flavanol-Mangels auf das Gehirn und altersbedingten Gedächtnisverlust
Eine flavanolarme Ernährung führt zu altersbedingtem Gedächtnisverlust, wie eine Studie zeigt.
Die Studie unter der Leitung von Forschern der Columbia University und des Brigham and Women’s Hospital/Harvard zeigt erstmals, dass eine flavanolarme Ernährung zu altersbedingtem Gedächtnisverlust führt.
Die Forschungsarbeit ergab, dass die Aufnahme von Flavanolen bei älteren Erwachsenen mit den Ergebnissen von Tests zur Bestimmung des altersbedingten Gedächtnisverlusts zusammenhängt und dass die Zufuhr dieser bioaktiven Nahrungsbestandteile bei Erwachsenen über 60 Jahren mit einem leichten Flavanolmangel die Leistung bei diesen Tests verbessert.
Die Verbesserung bei den Studienteilnehmern, die eine flavanolarme Ernährung zu sich nahmen, war signifikant und deutet auf die Möglichkeit hin, die kognitive Funktion bei älteren Erwachsenen durch eine flavanolreiche Ernährung oder Nahrungsergänzungsmittel zu verbessern, so Dr. Adam Brickman, Professor für Neuropsychologie am Vagelos College of Physicians and Surgeons der Columbia University und Co-Leiter der Studie.
Die Ergebnisse unterstützen auch die wachsende Ansicht, dass das alternde Gehirn spezifische Nährstoffe für eine optimale Gesundheit benötigt, ebenso wie das sich entwickelnde Gehirn spezifische Nährstoffe für eine gesunde Entwicklung benötigt.
Altersbedingter Gedächtnisverlust hängt mit Veränderungen im Hippocampus zusammen
Die Studie, die altersbedingten Gedächtnisverlust mit Veränderungen im Gyrus dentatus, einem bestimmten Bereich im Hippocampus des Gehirns, in Verbindung bringt, baut auf mehr als 15 Jahren Forschung im Labor von Scott Small auf, dem Hauptautor der Studie und Direktor des Alzheimer’s Disease Research Center an der Columbia University, wo er als Professor für Neurologie tätig ist.
- Weitere Untersuchungen an Mäusen zeigten, dass Flavanole – insbesondere die bioaktive Substanz Epicatechin – das Gedächtnis verbessern, indem sie das Wachstum von Nervenzellen und Blutgefäßen im Hippocampus anregen.
Das Forscherteam um Prof. Scott Small testete daraufhin Flavanolpräparate am Menschen. Eine kleine Studie bestätigte, dass der Gyrus dentatus mit dem kognitiven Altern in Verbindung steht.
Eine zweite, größere Studie zeigte, dass Flavanole das Gedächtnis verbessern, indem sie selektiv auf diese Hirnregion einwirken, und zwar am stärksten bei Personen, die mit einer qualitativ minderwertigen Ernährung beginnen.
- Für diese Studie arbeitete das Columbia-Team mit Forschern des Brigham and Women’s Hospital zusammen, die in einer Studie (COSMOS) die Wirkung von Flavanolen und Multivitaminen untersuchten.
- Ziel der COSMOS-Studie war es, die Wirkung von Flavanolen in einer viel größeren Gruppe zu testen und zu untersuchen, ob ein Mangel an Flavanolen die kognitive Alterung in diesem Bereich des Gehirns fördert.
Wie wurde der altersbedingte Gedächtnisverlust gemessen, identifiziert und bewertet?
Für die Studie wurden mehr als 3.500 gesunde ältere Erwachsene nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um drei Jahre lang täglich ein Flavanolpräparat (in Tablettenform) oder ein Placebo einzunehmen.
Die aktive Nahrungsergänzung enthielt 500 mg Flavanole, darunter 80 mg Epicatechin, eine Menge, die Erwachsene über die Nahrung aufnehmen sollten.
- Zu Beginn der Studie füllten alle Teilnehmer einen Fragebogen aus, in dem die Qualität ihrer Ernährung bewertet wurde, einschließlich der Lebensmittel, von denen bekannt ist, dass sie reich an Flavanolen sind.
- Anschließend führten die Teilnehmer zu Hause eine Reihe von webbasierten Aktivitäten durch, um die Arten des Kurzzeitgedächtnisses zu bewerten, die vom Hippocampus gesteuert werden. Die Tests wurden nach dem ersten, zweiten und dritten Jahr wiederholt.
- Mehr als ein Drittel der Probanden gab außerdem Urinproben ab, anhand derer die Forscher vor und während der Studie einen Biomarker für den Flavanolgehalt in der Nahrung messen konnten.
- Anhand dieses Biomarkers konnten die Forscher genauer bestimmen, ob der Flavanolgehalt mit der Leistung in den kognitiven Tests übereinstimmte und ob die Teilnehmenden das ihnen zugewiesene Programm einhielten.
Die Flavanolwerte schwankten nur mäßig, obwohl keiner der Probanden einen schweren Flavanolmangel aufwies.
Bei den Probanden mit leichtem Flavanolmangel wirkte sich die Flavanol-Supplementierung positiv aus.
Die Gedächtnisleistung der gesamten Gruppe, die täglich ein Flavanolpräparat einnahm, verbesserte sich nur geringfügig, da die meisten von ihnen sich bereits gesund und flavanolreich ernährten.
Verbesserung der Gedächtnisleistung um 16 Prozent
Am Ende des ersten Jahres, in dem das Flavanolpräparat eingenommen wurde, verbesserten sich die Gedächtnisleistungen der Studienteilnehmer, die eine schlechtere Ernährung und einen niedrigeren Ausgangswert an Flavanolen angaben, jedoch um durchschnittlich 10,5 Prozent im Vergleich zu Placebo und um 16 Prozent im Vergleich zu ihren Gedächtnisleistungen zu Beginn der Studie.
- Jährliche kognitive Tests zeigten, dass die nach einem Jahr beobachtete Verbesserung mindestens zwei weitere Jahre anhielt.
Die Ergebnisse deuten stark darauf hin, dass Flavanolmangel eine Ursache für altersbedingten Gedächtnisverlust ist, so die Autoren der Studie, da die Flavanolaufnahme mit der Gedächtnisleistung korreliert und Flavanolpräparate die Leistung des Gedächtnis bei Erwachsenen mit Flavanolmangel verbessern.
Die Forschungsergebnisse stimmen mit denen einer anderen Studie überein, in der festgestellt wurde, dass die Einnahme von Flavanolpräparaten die Gedächtnisleistung einer Gruppe von Personen mit unterschiedlichen Flavanolspiegeln nicht verbesserte.
- In der früheren Studie wurde die Wirkung von Flavanolpräparaten auf Personen mit niedrigen und hohen Flavanolspiegeln nicht getrennt untersucht.
Beide Studien zeigen, dass Flavanole bei Menschen ohne Flavanolmangel keine Wirkung haben, sagt Small.
Es ist auch möglich, dass die Gedächtnistests, die in der früheren Studie verwendet wurden, die Gedächtnisprozesse in dem Bereich des Hippocampus, der von den Flavanolen beeinflusst wird, nicht erfasst haben.
In der vorliegenden Studie verbesserten die Flavanole nur die vom Hippocampus gesteuerten Gedächtnisprozesse, nicht aber die von anderen Hirnregionen vermittelten.
Die Forscher können nach eigenen Angaben noch nicht definitiv schlussfolgern, dass eine geringe Zufuhr von Flavanolen allein zu einer schlechten Gedächtnisleistung führt, da sie noch nicht das umgekehrte Experiment durchgeführt haben: die Verknappung von Flavanolen bei Menschen, die keinen Mangel an Flavanolen haben. Ferner könnte ein solches Experiment als unethisch angesehen werden.
Der nächste Schritt, um die Wirkung der Flavanole auf das Gehirn zu bestätigen, ist laut Small eine klinische Studie zur Wiederherstellung des Flavanolspiegels bei Erwachsenen mit schwerem Flavanolmangel.
Man geht davon aus, dass altersbedingter Gedächtnisverlust früher oder später bei fast allen Menschen auftritt, obwohl es große Unterschiede gibt.
Sollte ein Teil dieser Unterschiede auf die unterschiedliche Zufuhr von Flavanolen mit der Nahrung zurückzuführen sein, würde sich den Studienautoren zufolge die Gedächtnisleistung bei Personen, die im Alter zwischen 40 und 50 Jahren mehr Flavanole mit der Nahrung zu sich nehmen, noch deutlicher verbessern.
Die Studie wurde in dem Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Quellen
- University of California, Davis
- Columbia University Irving Medical Center
- Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE)
- Javier I. Ottaviani et al, Impact of polyphenol oxidase on the bioavailability of flavan-3-ols in fruit smoothies: a controlled, single blinded, cross-over study, Food & Function (2023). DOI: 10.1039/D3FO01599H
- Brickman, Adam M. et al, Dietary flavanols restore hippocampal-dependent memory in older adults with lower diet quality and lower habitual flavanol consumption, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2216932120
- Roberto Sansone, Ana Rodriguez-Mateos, Jan Heuel, David Falk, Dominik Schuler, Rabea Wagstaff, Gunter G. C. Kuhnle, Jeremy P. E. Spencer, Hagen Schroeter, Marc W. Merx, Malte Kelm, Christian Heiss. Cocoa flavanol intake improves endothelial function and Framingham Risk Score in healthy men and women: a randomised, controlled, double-masked trial: the Flaviola Health Study. British Journal of Nutrition, 2015; 1 DOI: 10.1017/0007114515002822
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