Archiv: Jahr 2021

Hier finden Sie Meldungen aus dem Jahr 2021

  • Altern Zellen langsamer, wenn sie Koffein „trinken“?

    Telomere sind „Schutzkappen“ an den Enden von Chromosomen, die das Erbmaterial vor Abbau schützen. Sie haben somit eine sehr wichtige Rolle, um Schäden zu verhindern.

    Bei der Zellteilung kommt es aber natürlicherweise immer wieder zu Verkürzung der Telomere (die aus sich häufig wiederholenden DNA-Abschnitten und Proteinen bestehen), was zum Altern der Zellen führt. Alternde Zellen setzen eine Vielzahl entzündungsfördernder Faktoren frei, die zu chronischen Entzündungen und Gewebefehlfunktionen führen. Nur ein einziges Enzym kann die Telomere reparieren, ihre Länge wiederherstellen und damit die Chromosomen schützen und so gegen die Alterung der Zellen entgegenwirken, und das ist die Telomerase.

    In einer kürzlich publizierten Arbeit haben chinesische Wissenschaftler untersucht, wie Koffein die Synthese von Telomerase beeinflusst. Dafür haben sie sowohl Zellkultur- als auch Tierexperimente durchgeführt.

    Um die Wirkung von Koffein auf die Telomerlänge zu untersuchen, wurden humane und tierische Zellen in einer Zellkultur mit verschiedenen Konzentrationen von Koffein behandelt (0,5 bis 5 Millimol). Danach wurde das Erbmaterial der Zellen isoliert und die Telomerlänge gemessen. Es zeigte sich, dass die Telomere der mit Koffein behandelten Zellen im Vergleich zur Kontrolle länger waren. Haben die Forscher auch Zellen getestet, die das Enzym Telomerase nicht in genügend Mengen herstellen konnten, weil das dafür nötige Gen (Telomerase-Gen) gentechnisch „ausgeschaltet“ war, so war kein Telomer-verlängernder Effekt von Koffein zu sehen. Das zeigt, dass die Telomer-verlängernde Wirkung von Koffein darauf beruht, dass es das Telomerase-Gen direkt aktivieren kann, und dies war dosisabhängig.

    In Tierstudien wurden vier Monate alte Mäuse in darauffolgenden acht Monaten mit Koffein (5 mg pro 1 kg Körpergewicht) im Trinkwasser behandelt. Danach wurde das Gewebe verschiedener Organe wie Thymusdrüse, Milz, Leber, Nieren, Herz und Lunge untersucht. Aus diesen Organen wurde ebenfalls Erbmaterial isoliert und die Länge der Telomere bestimmt. Die Telomere der Chromosomen im Thymus und in der Milz wurden durch Koffein verlängert, in den Organen von Kontrolltieren hingegen nicht. Es zeigte sich also ein ähnlicher Effekt wie in den Zellkultur-Experimenten. Darüber hinaus stellte Koffein den Rückgang des Organindex (zeigt den Alterungsprozess an) wieder her und verbesserte in Thymus, Milz und Leber diejenigen Strukturänderungen des Gewebes, die aufgrund des Alterns auftreten. Es verzögerte also den Alterungsprozess.

    Die Ergebnisse der vorgestellten Studie erweitern das Wissen über die Bioaktivität von Koffein in der Regulierung des Alterns. Die möglichen positiven Auswirkungen des Koffeinkonsums auf den Alterungsprozess der Organe wird sicherlich ein vielbeachtetes und spannendes Forschungsfeld bleiben!

    Quelle:

     

    L. Tao et al.: Caffeine promotes the expression of telomerase reverse transcriptase to regulate cellular senescence and aging. The Royal Society of Chemistry 2021, Food&Function, febr. 2021. DOI: 10.1039/d0fo03246h

  • Sie haben schwierige Aufgaben zu lösen, sind aber müde? Da könnte Koffein helfen!

    Australische und amerikanische Forscher haben kürzlich im Nature Scientific Reports eine Arbeit über die positive Wirkung von Koffein auf die kognitive Leistungsfähigkeit bei Schlafentzug publiziert.

    Für ihre Untersuchung haben die Wissenschaftler 24 Probanden (12 Männer und 12 Frauen) im Alter von 18 bis 31 Jahren nach dem Zufallsprinzip entweder in eine Placebo- oder eine Koffeingruppe eingeteilt. Die Probanden beider Gruppen gaben an, täglich etwa anderthalb bis zwei Tassen Kaffee zu trinken. Auch die gewöhnliche Schlafdauer war in beiden Gruppen vor der Untersuchung  vergleichbar: 7,3 ± 0,95 Stunden in der Koffeingruppe und 7,5 ± 0,85 Stunden in der Placebogruppe.

    Vor der Untersuchung bekamen alle Teilnehmer die Möglichkeit, 10 Stunden lang zu schlafen. Es zeigten sich keine Unterschiede in der Gesamtschlafzeit zwischen Placebo- (8,7 ± 0,49 h) und Koffein- (8,9 ± 0,52 h) Gruppe. Nach dieser Schlafphase mussten die Probanden über 50 Stunden wach bleiben. Die Koffeingruppe bekam in der ersten und zweiten Nacht des totalen Schlafentzugs alle zwei Stunden einen Kaugummi mit 200 mg Koffein, insgesamt vier Dosen (800 mg Koffein). Die Placebogruppe bekam zu denselben Zeitpunkten nicht-koffeinhaltigen Kaugummi, der in Aussehen und Geschmack identisch war. Alle Teilnehmer wurden angewiesen, die Kaugummis mindestens fünf Minuten lang zu kauen, da frühere Untersuchungen zeigen, dass 85% der Koffeindosis innerhalb von fünf Minuten freigesetzt werden.

    Während des 50-stündigen Schlafentzugs mussten die Teilnehmer alle drei Stunden 40 Minuten lang mit einem Fahrsimulator fahren. Während der „Fahrzeit“ wurde die Müdigkeit der Teilnehmer mithilfe eines Infrarot-Okulographie-Monitors überwacht. Diese Methode dient zum Messen der Wachsamkeit der Augen anhand von Reflexionen des Infrarotlichts auf der Hornhaut.  Dadurch konnte die Wachsamkeit der Probanden in Echtzeit, also während der zu leistenden Aufgaben, überprüft werden. Unmittelbar vor und nach jeder Fahraufgabe wurde die kognitive Leistung der Teilnehmer mit einem kurzen dreiminütigen psychomotorischen Wachsamkeitstest und anderen komplexeren Aufgaben gemessen.

    Wie erwartet, wurde die Müdigkeit der Teilnehmer durch Koffein gegenüber der Placebogruppe verringert. Innerhalb von einer Stunde nach der ersten koffeinhaltigen Kaugummidosis war die Koffeingruppe signifikant weniger müde als die Placebo-Gruppe, sie erreichte jedoch auch Müdigkeitsniveaus, die als risikoreich gelten. Dies weist darauf hin, dass Koffein die Müdigkeit der Teilnehmer nur zum Teil reduzierte.

    Mit zunehmender Müdigkeit nahm die kognitive Leistung aller Teilnehmer ab. Koffein verbesserte jedoch die Reaktionszeit in den psychomotorischen Wachsamkeitstests und in den sogenannten Prozedualen-Reaktionszeit-Tests signifikant. Mit letzteren kann das Lernen/Lösen komplexerer Aufgaben getestet werden. Je komplexer die Aufgaben waren, desto mehr zeigte sich der leistungsfördernde Effekt von Koffein.

    Die Ergebnisse der Studie haben zu einer unerwarteten Entdeckung geführt: Die Leistung bei komplexeren kognitiven Aufgaben wird möglicherweise nicht allein durch die Wachsamkeit bestimmt. Der koffeinhaltige Kaugummi bewirkte eine erhebliche Leistungssteigerung, und zwar weitgehend unabhängig von der tatsächlichen Müdigkeit der Probanden.
    Die Forscher wollen nun in weiteren Untersuchungen die Mechanismen, die dahinterstecken, aufdecken. Wir sind gespannt!

    Quelle:

    Aidman E. et al.: Caffeine may disrupt the impact of real-time drowsiness on cognitive performance: a double-blind, placebo-controlled small-sample study. Sci Rep 11, 4027 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-83504-6

  • Könnte Kaffee beim Fatigue-Syndrom von MS-Patienten helfen?

    Wissenschaftler der Universitätsklinik Regensburg haben bei Patienten mit Multiple Sklerose (MS), die an Fatigue (Chronisches Erschöpfungssyndrom) leiden, Kaffee oder Koffein als Therapieansatz untersucht.

    MS ist eine Autoimmunerkrankung des Zentralnervensystems (ZNS), die zu motorischen Beeinträchtigungen wie Lähmungen, Sensibilitätsstörungen der Haut und weiteren Beschwerden führt. Sehr häufig leiden die Betroffenen auch unter dem Chronischen Erschöpfungssyndrom. Fatigue ist eine der Hauptursachen für Arbeitslosigkeit oder Frühverrentung bei Menschen mit MS. Doch fehlt bislang eine klare medikamentöse Therapiemöglichkeit, obwohl schon viele Substanzen auf ihre Wirksamkeit getestet wurden. Dementsprechend wird eine nicht medikamentöse Therapie und eine umfassende Aufklärung über einen gesunden Lebensstil als Behandlungsansatz immer wichtiger, beispielsweise die Wirkungen von Sport und regelmäßiger körperlicher Aktivität. Die Regensburger Forscher wollten prüfen, ob einfache Therapieansätze mit Kaffee oder Koffein in weitergehenden Forschungen vielversprechend sein könnten.

    In der Studie wurde der Kaffee- und Koffeinkonsum von 124 MS-Patienten untersucht. Mit einem Fragebogen wurde das Konsumverhalten und die damit verbundenen Auswirkungen von Kaffee und Koffein auf das Erschöpfungssyndrom und auf den Alltag ausgewertet. Von den 124 Studienteilnehmer gaben 20 an, nicht regelmäßig Kaffee zu trinken, die anderen tranken 2-3 Tassen (etwa 250-300 mg Koffein) täglich.

    Die Studie zeigte, dass 37,1 Prozent der MS-Patienten schwere Symptome von Müdigkeit und Erschöpfung aufwiesen. Die Fatigue-Symptome traten unabhängig vom Alter der Patienten, von Art der Diagnose oder Dauer der Erkrankung auf. Die Arbeitsfähigkeit der Patienten wurde durch Fatigue stark beeinträchtigt: 56,5 Prozent gaben an aktuell oder gar nicht mehr arbeiten zu können.

    Die Studienteilnehmer wurden auch über ihre Schlafqualität befragt. 27,4 Prozent der Patienten berichteten von Einschlafproblemen. Diese Patienten unterschieden sich nicht in ihrem Kaffeekonsumverhalten von den Patienten ohne Einschlafstörungen. Es zeigte sich, dass der Kaffeekonsum keinen negativen Einfluss auf die Schlafqualität hatte.

    Es wurden signifikante Unterschiede in den Wirkungen des Kaffeekonsums in Abhängigkeit von der Schwere der Erkrankung beobachtet. Insbesondere bei Patienten mit einem mittelschweren Krankheitsgrad konnten positive Auswirkungen auf den Alltag festgestellt werden. Zu diesen positiven Effekten gehörten eine verbesserte Konzentrationsfähigkeit beim Lösen von Aufgaben, eine bessere Aufmerksamkeit und ein besser strukturierter Alltag. Es kann angenommen werden, dass diese Patienten aufgrund ihrer noch erhaltenen kognitiven Reserven von den Auswirkungen des Kaffeekonsums profitieren können.

    Aus den gewonnenen Ergebnissen schlussfolgern die Forscher, dass Kaffeekonsum einen therapeutischen Ansatz für ausgewählte Patienten mit MS-bedingtem Fatigue-Syndrom darstellen könnte. Es müssten zu dieser Fragestellung jedoch weitere Studien mit einer größeren Zahl an MS-Patienten durchgeführt werden.

    Quelle:

    L. Herden & R. Weissert: The Effect of Coffee and Caffeine Consumption on Patients with Multiple Sclerosis-Related Fatigue. Nutrients. 2020 Aug; 12(8): 2262. doi: 10.3390/nu12082262

  • Wenig Schlaf: Hilft Kaffee, die Aufmerksamkeit zu verbessern?

    Viele Menschen trinken Kaffee, um die mit Schlafmangel verbundene beeinträchtigte Aufmerksamkeit zu mildern. Wissenschaftler der Universitäten Zürich, Aachen und Bonn sowie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt Köln und vom Forschungszentrum Jülich untersuchten, ob Kaffeekonsum den Folgen eines Schlafdefizits wirklich entgegenwirken kann.

    Für ihre Untersuchung haben die Forscher Personen ausgewählt, die eine bestimmte Variante des Adenosin-Rezeptorgens in ihrem Erbgut tragen. Der Grund dafür war, dass solche Menschen auf Koffein sensibler reagieren und sich dadurch für die geplante Untersuchung besonders eigneten.

    Hintergrundinformation:

    Adenosin ist ein körpereigenes Signalmolekül, welches stimulierende Substanzen blockiert und Schlaf fördert. Koffein kann an den sogenannten Adenosin-Rezeptoren binden, da es eine ähnliche Struktur wie Adenosin hat und kann so die schlaffördernde Wirkung von Adenosin aufheben.

    Alle Teilnehmer der Doppelblindstudie durften 5 Tage lang nur 5 Stunden pro Nacht schlafen. Eine Gruppe von 12 Personen bekam jeden Morgen zum Frühstück Kaffee (200 mg Koffein) und nach dem Mittagessen (100 mg Koffein). Die Kontrollgruppe (Placebo, 14 Personen) bekam in derselben Zeit entkoffeinierten Kaffee. Viermal täglich, in regelmäßigen Abständen, mussten die Teilnehmer ihre Müdigkeit bewerten und führten täglich 35 Minuten lang psychomotorische Wachsamkeitstests durch. Vor dem Schlafengehen wurde bei den Probanden die Menge an Koffein und den wichtigsten Koffeinmetaboliten (Paraxanthin, Theobromin und Theophyllin) im Speichel gemessen. Die beiden Gruppen unterschieden sich nicht in Alter, Body-Mass-Index, Geschlechterverhältnis und Stimmungszustand.

    Die subjektive Müdigkeit, verursacht durch den reduzierten Schlaf, nahm in beiden Gruppen an den aufeinanderfolgenden Tagen zu. Trotz des Gefühls der Müdigkeit hatten aber die Teilnehmer, die 300 mg Kaffee am Tag tranken, in den Aufmerksamkeitstest besser abgeschnitten als die Kontrollgruppe. Es zeigte sich, dass Kaffee dem negativen Effekt des wiederholten Schlafmangels auf die Aufmerksamkeit und das kontrollierte Handeln entgegenwirken konnte. Die Forscher planen weitere Untersuchungen zu der Wirkung von koffeinhaltigem Kaffee auf die Aufmerksamkeit beim Schlafdefizit. 

  • Sterblichkeit bei Patienten mit akutem Koronarsyndrom: Hilft Kaffee?

    Eine kürzlich publizierte brasilianische Studie untersuchte den Zusammenhang zwischen Kaffeekonsum und Gesamtmortalität (Sterblichkeit) bei Patienten mit einem früheren akuten Herzinfarkt oder einer instabilen Angina pectoris. Die Daten stammten aus der ERICO-Studie (São Paulo, Brasilien), an der insgesamt 928 Patienten mit akutem Koronarsyndrom teilgenommen hatten.

    Hintergrundwissen:

    Das akute Koronarsyndrom (Acute Coronary Syndrom, ACS) ist eine der häufigsten lebensbedrohlichen Erkrankungen mit hohen Morbiditäts- und Mortalitätsraten (Erkrankungs- und Sterblichkeitsraten) weltweit. ACS ist eine „Arbeitsdiagnose“ bei unklaren Beschwerden im Brustkorb, die ein Spektrum von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zusammenfasst, die sich klinisch nicht sicher differenzieren lassen.

    Der gewohnheitsmäßige Kaffeekonsum der Studienteilnehmer wurde mithilfe eines Fragebogens ermittelt, und zwar 180 Tage nach Studienbeginn, dann nach einem, zwei, drei und vier Jahren. Die Teilnehmer wurden gebeten, Angaben zu machen über die Häufigkeit und die Menge an Kaffee, die sie konsumiert hatten. Auch die Art des normalerweise konsumierten Kaffees wurde abgefragt (Filter, Instant, Espresso, Mokka) sowie, ob der Kaffee koffeinhaltig oder entkoffeiniert war. 99 Prozent der Patienten gaben an, Kaffee zu trinken und 98.4 Prozent von ihnen konsumierten koffeinhaltigen Filterkaffee. Anhand ihres Kaffeekonsums wurden die Studienteilnehmer in drei Kategorien unterteilt. Personen mit geringem Kaffeekonsum (1 Tasse / Tag), die moderaten Kaffeetrinker (1–2 und 2–3 Tassen / Tag) und Personen mit höherem Kaffeekonsum, die mehr als drei Tassen pro Tag zu sich nahmen.

    Während der Studiendauer von vier Jahren wurden unter den teilnehmenden Patienten insgesamt 111 Todesfälle verzeichnet. Die Ergebnisse der Studie zeigten einen Zusammenhang zwischen mäßigem Kaffeekonsum (1–2 und 2–3 Tassen / Tag) und niedrigerer Sterblichkeit. Für Patienten mit höherem Kaffeekonsum (> 3 Tassen / Tag) war das nicht der Fall. Berücksichtigen die Wissenschaftler auch, ob ein ACS-Patient geraucht hat oder nicht, zeigte sich Folgendes: Ehemalige Raucher und Nichtraucher die ein bis zwei bzw. zwei bis drei Tassen Kaffee pro Tag tranken, hatten ein geringeres Mortalitätsrisiko. Raucher jedoch, die mehr als drei Tassen Kaffee pro Tag tranken, hatten ein erhöhtes Mortalitätsrisiko.

    Zusammenfassend lassen die Ergebnisse der ERICO-Kohorte darauf schließen, dass moderater Kaffeekonsum bei ACS-Patienten dazu beitragen könnte, das Sterblichkeitsrisiko zu senken, insbesondere bei Nichtrauchern. Der Konsum von deutlich höheren Kaffeemengen könnte jedoch das Mortalitätsrisiko bei Raucher ACS-Patienten erhöhen.

    Ergebnisse dieser und früherer Studien unterstützen die Hypothese, dass Kaffee schützende Effekte haben könnte. Allerdings sind noch weitere Untersuchungen erforderlich, um die potenziell vorteilhaften Wirkungen des Kaffeekonsums auf das akute Koronarsyndrom zu untersuchen.

    Quellen:

    1. A. M. Miranda et. al (2020): Moderate coffee consumption is associated with lower risk of mortality in prior Acute Coronary Syndrome patients: a prospective analysis in the ERICO cohort, International Journal of Food Sciences and Nutrition.
      DOI: 10.1080/09637486.2020.1862069

    2. https://flexikon.doccheck.com/de/Akutes_Koronarsyndrom