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Kaffee ist weltweit eines der beliebtesten Getränke. So ist es kaum verwunderlich, dass Kaffee zu den am besten erforschten Lebensmitteln gehört. Jährlich werden einige Hundert neue wissenschaftliche Studien veröffentlicht, die sich mit den Wirkungen von Kaffee auf die Gesundheit auseinandersetzen. Einige interessante Studien stellen wir Ihnen vor.

  • Kann Kaffee als Mineralstoffquelle in der Ernährung dienen?

    Kaffee enthält über 1.000 bioaktive Inhaltsstoffe, darunter Kohlenhydrate, Lipide, Proteine, Chlorogensäuren, Diterpene und Alkaloide, wie z. B. Trigonellin und Koffein, weiterhin freie Aminosäuren und Mineralstoffe. Der Gehalt an Mineralien variiert je nach Sorte und Zubereitung und ist in Aufgüssen geringer als in der Kaffeebohne. Grüne Kaffeebohnen enthalten normalerweise 3,0 – 5,4 Prozent Mineralstoffe bezogen auf die Trockenmasse. Das Rösten verändert die Konzentration der Mineralien nicht. Der Hauptbestandteil von Kaffeebohnen ist Kalium – es macht 40 Prozent der Asche aus.

    Hintergrundwissen:
    Mineralstoffe lassen sich hinsichtlich ihrer Bedeutung für den Menschen in Makroelemente (Makronährstoffe) und Mikroelemente (Mikronährstoffe) einteilen. Elemente aus diesen beiden Gruppen sind für das reibungslose Funktionieren des menschlichen Organismus unerlässlich, und sie haben viele wichtige Funktionen. Der Bedarf an diesen Stoffen variiert stark: Sowohl ein Überschuss als auch ein Mangel an bestimmten Elementen können nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Makroelemente sind Mineralien, deren Gehalt im Körper 0,01 Prozent des Körpergewichts überschreitet und deren Bedarf höher als 100 mg pro Tag ist. Darunter sind Kalium, Natrium, Kalzium, Magnesium, Phosphor, Schwefel und Chlor. Mikronährstoffe kommen im menschlichen Organismus in geringeren Mengen vor – weniger als 0,01 Prozent des Körpergewichts, und der Bedarf ist auch geringer – weniger als 100 mg pro Tag sind nötig. Dazu gehören Eisen, Zink, Selen, Kupfer, Chrom, Mangan, Kobalt, Jod, Fluor, Molybdän und noch einige andere.

    Ziel einer neuen Studie polnischer Wissenschaftlerinnen war es, publizierte Daten zum Gehalt an Makroelementen wie Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium und Phosphor im aufgebrühten Kaffee auszuwerten. Die Publikation fasst veröffentlichte Forschungsdaten aus den Jahren 2000 bis 2020 zusammen. Die Autoren haben berechnet, dass eine Portion Kaffee 7,5 bzw. 6,4 Prozent (für Frauen bzw. Männer) des Tagesbedarfs an Magnesium bzw. 6,6 Prozent an Kalium decken kann. Kaffee liefert etwas geringere Mengen an Phosphor (bis 2,2 Prozent), Natrium (bis 2,2 Prozent) und Kalzium (bis 0,7 Prozent des Tagesbedarfs für Frauen und 0,6 Prozent für Männer).

    Es scheint, so die Autoren, dass die Herkunft des Kaffees, der Boden, aus dem der Kaffeestrauch bestimmte Stoffe bezieht, und die Anbaumethode, einschließlich der Verwendung von Düngemitteln, den größten Einfluss auf den Mineralstoffgehalt im Kaffeegetränk haben. Auch die Art des Wassers, das für die Zubereitung des Kaffeebrühens verwendet wird, beeinflusst den Mineralstoffgehalt des aufgebrühten Kaffees. Dieses Thema erfordert nach der Meinung der Autoren weitere detaillierte Studien, die auch den Mineralstoffgehalt des Wassers bewerten.

    Makroelemente wie Kalium, Natrium und Phosphor kommen häufig in Lebensmitteln vor, anderseits wird in der Bevölkerung häufig Kalzium- und Magnesiummangel beobachtet. In Betracht dessen, könnte Kaffee nach Meinung der Autoren, in einer Menge von drei bis vier Tassen Kaffee pro Tag konsumiert, als Magnesium- und Kaliumquelle der Ernährung angesehen werden. Insbesondere Magnesium ist ein Element, dessen Mangel in der modernen Gesellschaft aufgrund von Faktoren wie Stress häufig zu sein scheint.

    Quelle:

    E. Olechno et al.: Coffee Brews: Are They a Source of Macroelements in Human Nutrition?
    Foods 2021 Jun; 10(6): 1328. Published online 2021 Jun 9. doi: 10.3390/foods10061328

  • Ernährung beeinflusst das Krebsrisiko – schützt Kaffee gegen Leberkrebs und Basalzellkarzinom?

    Wie wir uns ernähren, kann das Risiko von Krebsentstehung beeinflussen, darauf weisen zahlreiche Studien hin. Eine Gruppe von Wissenschaftlern hat kürzlich in der renommierten Zeitschrift Nature Communications einen umfangreichen Übersichtsartikel darüber veröffentlicht, ob statistisch gesicherte Zusammenhänge zwischen Ernährungsweise / Nährstoffzufuhr und Krebsrisiko bestehen.

    Die Forscher haben insgesamt 860 Meta-Analysen ausgewertet hinsichtlich des Risikos für Entwicklung oder Versterben an Krebs, und zwar an elf verschiedenen Organen bzw. anatomischen Stellen. Diese waren: Kopf und Hals, Speiseröhre, Magen, Darm, Leber, Gallenblase, Lunge, Haut, Brust, Niere und Harnblase.

    Die Analyse der 860 Studien hat sehr starke Evidenzen für folgende Zusammenhänge erbracht:

    1. Alkoholkonsum ist verbunden mit dem erhöhten Risiko für Brust-, Dick- und Enddarm-, Speiseröhren-, Kopf-Hals- und Leber-Krebs in beiden Geschlechtern.
    2. Der Verzehr von Milchprodukten oder Milch, Kalzium und Vollkornprodukten ist verbunden mit einem verringerten Risiko für Darmkrebs.
    3. Kaffeekonsum ist verbunden mit einem verringerten Risiko für Leberkrebs und Basalzellkarzinome der Haut.

    Hintergrundwissen:
    Basalzellkarzinome entwickeln sich aus Zellen der sogenannten Basalzellschicht der Haut und den Wurzelscheiden der Haarfollikel. Die Ursache fast aller Basalzellkarzinome ist eine intensive Sonnenbestrahlung über viele Jahre.

    Nach dem Urteil der Autoren gibt es sehr aussagekräftige Beweise dafür, dass Kaffeekonsum mit verringertem Risiko für Leberkrebs und Basalzellkarzinome der Haut verbunden ist. Diese Wirkung könnte auf verschiedene Kaffeeinhaltsstoffe zurückzuführen sein, die als Antioxidans wirken und entzündungshemmende Eigenschaften haben. So könnte Kaffee vor Krankheiten schützen, die durch entzündliche Prozesse ausgelöst werden, wie auch Krebs.

    Die Wissenschaftler betonen, dass, außer den oben erwähnten, weitere Zusammenhänge zwischen Ernährungsfaktoren und der Entstehung anderer Krebsarten vorhanden sein könnten. Zukünftige Forschungen sollten sich für die Datenerhebung auf neue und verbesserte Methoden konzentrieren, z. B. webbasierte Dokumentierung von Ernährung und Biomarker für den Ernährungsstatus. Die Öffentlichkeit müsste gezielt auf ernährungsbedingte Risikofaktoren für Krebs, insbesondere Fettleibigkeit und Alkoholkonsum, aufmerksam gemacht werden.

    Quelle:

    1. Nikos P. et al.: An umbrella review of the evidence associating diet and cancer risk at 11 anatomical sites. Natur communications 12, Article number: 4579 (2021); https://doi.org/10.1038/s41467-021-24861-8
  • Schützt Kaffee vor Lebererkrankungen?

    Chronische Lebererkrankungen stellen weltweit ein wachsendes Gesundheitsproblem dar, insbesondere in Ländern mit niedrigem bis mittlerem Einkommen. Sie verursachen eine hohe Krankheitslast und sind nur begrenzt behandelbar. In mehreren Studien wurde gezeigt, dass Kaffeetrinken eine günstige Wirkung auf die Lebergesundheit hat. Eine neue Publikation aus dem Vereinigten Königreich (UK) beschäftigt sich mit der Wirkung von entkoffeiniertem, Instant- und gemahlenem Kaffee auf chronische Lebererkrankungen.

    Ausgewertet wurden Daten von Personen, die an der sogenannten UK-Biobank Studie teilnahmen, eine Langzeitstudie, in der die Auswirkung genetischer sowie Verhaltensfaktoren auf die Gesundheit im Verlauf von über elf Jahren untersucht wurde. Die 494.585 Teilnehmer hatten ein Durchschnittsalter von 40 bis 69 Jahren. Sie wurden ausführlich über ihren Lebensstil, Ernährungsgewohnheiten sowie über ihre Gesundheit befragt. Ihre während der Studie aufgetretenen Erkrankungen und auch Todesfälle wurden in verschiedenen Datenbanken registriert und stehen für wissenschaftliche Auswertungen zur Verfügung.

    Was zeigt die Auswertung der Daten?

    Bei chronischen Lebererkrankungen wird das funktionierende Lebergewebe immer mehr durch bindegewebige Veränderungen, also Narbengewebe ersetzt (Fibrose). Die Vernarbung der Leber ist eine Reaktion auf eine chronische, wiederholte Leberzellschädigung, entzündliche Prozesse spielen hierbei eine Rolle. Im Spätstadium führt das zur Entstehung einer Leberzirrhose mit oft schweren Folgen.
    Vier verschiedene Ereignisse, die während der Beobachtungszeit aufgetreten sind, wurden bei der hier besprochenen Studie differenziert: Die chronische Lebererkrankung (CL) mit Untergang von Lebergewebe und Fibrose; hierzu gehört auch das hepatozelluläre Karzinom (HCC), das aber noch einmal gesondert ausgewertet wurde. Die dritte Gruppe stellt die Todesfälle an CL dar. Eine vierte Gruppe umfasst Fälle von Fettleber ohne entzündliche Prozesse (bezeichnet als „CL oder Fettleber“).

    Unter 384.818 Kaffeetrinkern (mit einem durchschnittlichen Kaffeekonsum von zwei Tassen täglich) und 109.767 Nicht-Kaffeetrinkern gab es während der Nachbeobachtungszeit von durchschnittlich 10,7 Jahren 3.600 Fälle von chronischen Lebererkrankungen mit Untergang des Lebergewebes und Fibrosierung (CL), 5.439 Fälle von CL oder Fettleber, 184 Fälle von hepatozellulärem Karzinom und 301 Todesfälle, die durch eine CL verursacht wurden. Verglichen mit Nicht-Kaffeetrinkern hatten Kaffeetrinker ein niedrigeres Risiko an CL oder an Fettleber zu erkranken, an CL zu versterben oder an Leberkarzinom zu erkranken. Dieser schützende Effekt war unabhängig davon, ob die Kaffeekonsumenten entkoffeinierten, Instant- oder gemahlenen Kaffee zu sich nahmen.

    Wie könnte Kaffee vor diesen Prozessen schützen?

    Eine Schutzwirkung von Kaffee gegen chronische Lebererkrankungen ist biologisch plausibel erklärbar. Die Autoren der Studie diskutieren zu dieser Frage mehrere Möglichkeiten. Das im Kaffee enthaltene Koffein könnte die Kollagenproduktion der sogenannten Sternzellen der Leber hemmen, die bei der Entstehung der Fibrose beteiligt sind. Mehrere Studien zeigen, dass auch entkoffeinierter Kaffee eine „leberschützende“ Wirkung hat. Als alternative Wirkstoffe zum Koffein könnten Chlorogensäuren sowie Kahweol und Cafestol in Frage kommen. Wie es im Tierversuch gezeigt wurde, können diese vor Leberfibrose schützen. Vermutlich wird die Schutzwirkung von Kaffee durch mehrere Inhaltsstoffe vermittelt und über komplexe Mechanismen einschließlich der Hemmung von Entzündungsprozessen.

    Diese Beobachtungsstudie legt eine protektive Wirkung aller Kaffeearten (auch entkoffeiniert) gegen chronische Lebererkrankungen nahe. In weiteren Studien, so die Autoren, soll die eventuelle Möglichkeit einer kaffeebasierten Prävention bei CL-gefährdeten Personen geprüft werden.

    Quellen:

    1. O. J. Kennedy et al.: All coffee types decrease the risk of adverse clinical outcomes in chronic liver disease: a UK Biobank study. BMC Public Health (2021) 21:970, https://doi.org/10.1186/s12889-021-10991-7
    2. MSD Manual: Hepatische Fibrose
  • Kaffee half während der Pandemie, die Stimmung zu verbessern

    Eine neue bundesweite Umfrage des ISIC (Institute for Scientific Information on Coffee) zeigt, dass mehr als einem Drittel (36 Prozent) der Befragten der Genuss von Kaffee half, während der Corona-Pandemie über negative Stimmungen hinweg zu kommen.

    Es wurden 5.170 Erwachsene im Alter von über 18 Jahren in Deutschland, Großbritannien, Italien, Finnland und Polen befragt, um herauszufinden, wie sich die COVID-19-Beschränkungen auf die körperliche und geistige Gesundheit der Menschen auswirken und welche Aspekte die Stimmung ihrer Meinung nach am stärksten beeinträchtigen. Darüber hinaus sollte untersucht werden, welche Rolle alltägliche Annehmlichkeiten wie Kaffee und andere einfache Maßnahmen spielten, mit denen die Menschen ihre Stimmung während des Lockdowns und der damit verbundenen Einschränkungen verbesserten.

    Die Umfrage zeigte, dass die Menschen über verschiedene Wege versuchten, ihre Stimmung zu verbessern.

    Ein Drittel (29 Prozent) der Befragten, für die Bewegung und Sport eine wichtige Rolle spielt, gab an, dass der Bewegungsmangel einen negativen Einfluss auf ihre Stimmung hatte, 26 Prozent der Befragten nutzten Bewegung bewusst zur Verbesserung ihrer Stimmung.

    Fast die Hälfte der Befragten (45 Prozent) nahmen sich Zeit, um einige Tassen Kaffee am Tag zu genießen, während andere mehr schliefen (29 Prozent) oder sich gesünder ernährten (28 Prozent).

    Nahezu ein Fünftel (18 Prozent) der deutschen Befragten gab an, dass Kaffee sie zum Sport motiviert und ihre körperliche Leistungsfähigkeit gesteigert habe.

    Viele Menschen gaben an, ihren Kaffeekonsum während des Lockdowns erhöht zu haben. Ein Drittel der deutschen KaffeetrinkerInnen genossen ihren Kaffee in regelmäßigen Zeitabständen, um den Tag zu Hause aufzulockern. Für 30 Prozent war Kaffee eine Starthilfe in den Tag, und 27 Prozent benutzen eine Kaffeepause zum Entspannen.

    Assistenzprofessor Giuseppe Grosso, Abteilung für biomedizinische und biotechnologische Wissenschaften, Medizinische Fakultät, Universität Catania sagt zur Umfrage: „Diese Ergebnisse unterstreichen die erheblichen und weitreichenden Auswirkungen des Lockdowns und die damit verbundenen Einschränkungen. Diesbezüglich ist es hilfreich zu sehen, dass viele Menschen Mittel und Wege gefunden haben, um ihre Routinen aufzubrechen und ihre Stimmung während des Lockdowns und den damit verbundenen Einschränkungen zu verbessern, und zwar durch Maßnahmen, die so einfach sind, wie sich Zeit zum Sport zu nehmen oder eine Kaffeepause zu genießen.“

    Hinweis:

    Laut der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) ist ein moderater Kaffeekonsum von 3 bis 5 Tassen pro Tag unbedenklich.

    Quelle und weiterführender Literatur zu diesem Thema auf der Seite von www.coffeeandhealth.org

     

     

  • Kaffee als schützendes Getränk gegen Alzheimer & Co?

    Kaffee wird auf der ganzen Welt aufgrund seiner stimulierenden Wirkung und seines angenehmen Geschmacks konsumiert. Viele Jahre wurde angenommen, dass Kaffeetrinken schädlich und mit Gesundheitsrisiken verbunden sei. Wissenschaftliche Untersuchungen entmystifizierten diese Annahme und Kaffee kann heute, in Maßen genossen, als ein wirklich nützliches Nahrungsmittel betrachtet werden.

    Heute unterstützt die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) die Idee, dass ein moderater Konsum von täglich drei bis vier Tassen Kaffee für die Gesundheit vorteilhaft ist. Das Forschungsfeld über die Wirkungen von Kaffee ist sehr komplex und damit auch das Spektrum der vorhandenen Studien.

    Portugiesische Wissenschaftler fassten nun in einem Übersichtsartikel die Forschungserkenntnisse über die Wirkungen von Kaffeekonsum auf neurodegenerative Krankheiten zusammen, die in vielen alternden Gesellschaften ein zunehmendes Gesundheitsproblem darstellen. Die Zahl der Menschen, die an einer neurodegenerativen Erkrankung leiden, ist weltweit sehr hoch. Es wird geschätzt, dass es in zehn Jahren etwa 75 Millionen Betroffene geben wird, und bis 2050 wird eine Verdopplung dieser Zahl erwartet. Diese Erkrankungen sind teils mit schweren kognitiven Beeinträchtigungen oder Demenz verbunden, zusätzlich können motorischen Behinderungen die Situationen der Patienten erschweren. Die Entwicklung von Präventionsmethoden sowie die Verbesserung des Lebens der Patienten ist daher ein wichtiges Ziel.

    Die Forschung hat mittlerweile zahlreiche neuroprotektive Wirkungen von Kaffee aufgedeckt: Es wurde gezeigt, dass spezifische neurodegenerative Erkrankungen durch mäßigen und manchmal sogar hohen Kaffeekonsum positiv beeinflusst werden könnten. Parkinson und Alzheimer sind zwei der wichtigsten neurodegenerativen Erkrankungen, bei denen eine mögliche schützende Wirkung von Kaffeekonsum in den letzten zehn Jahren offensichtlich wurde. Studien deuteten darauf hin, dass diese Korrelationen von mehreren Faktoren abhängen. Sie können geschlechtsabhängig sein, denn bei Frauen werden eher neuroprotektive Effekte durch Kaffee beobachtet. Die positive Wirkung von Kaffee könnte auch dosisabhängig sein: Der Konsum von größeren Mengen über einen längeren Zeitraum scheint effektiver zu sein. Auch genetische Faktoren spielen eventuell eine Rolle. Die mögliche schützende Wirkung von Kaffee beruht nicht nur auf Koffein, denn auch andere Kaffee-Inhaltsstoffe, wie z. B. Chlorogensäure, zeigen einen neuroprotektiven Effekt über antioxidative und antientzündliche Mechanismen. 

    Die Studienlage zeigt jedoch noch kein einheitliches Bild, und aus diesem Grund sind weitere Untersuchungen, einschließlich kontrollierter Studien und Kohortenstudien mit Langzeitbeobachtungen, erforderlich. Anhand der bisherigen Forschungsergebnisse könnte Kaffeetrinken aber bereits als eine positive Ergänzung zur Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen angesehen werden.

    Quelle:

    S. M. Carneiro et al. Neuroprotective properties of coffee: An update. Trends in Food Science & Technology 113 (2021) 167–179.

  • Kaffee-Inhaltstoffe und andere pflanzliche Substanzen: Können sie die Erbsubstanz vor schädlichen Veränderungen schützen?

    Die Entstehung von Krebs wird immer besser verstanden. Ausgangspunkt sind genetische Veränderungen in einer einzelnen Zelle, die das Erbmaterial instabil machen. Eine Tumorzelle altert nicht und teilt sich immer weiter, weil ihr Kontrollprogramme fehlen. Das Konzept der Chemoprävention setzt darauf, mit protektiven Substanzen Schritte, die zu Veränderungen einer Zelle führen, möglichst früh zu verhindern, noch bevor Krebs entsteht. (siehe Quelle 2)

    Die Aufnahme von krebserzeugenden und chemopräventiven Verbindungen mit der Nahrung ist ein wichtiger Faktor im Zusammenhang mit der Entwicklung von bösartigen Tumorerkrankungen.
    Theoretisch könnten 40 % der Krebserkrankungen verhindert werden, da für deren Entstehung hauptsächlich Umwelteffekte und Lebensgewohnheiten verantwortlich sind. Ein wesentlicher Teil dieser Faktoren ist ungesunde Ernährung, oxidativer Stress, das Vorhandensein krebserregender Schadstoffe sowie weitere Faktoren im Zusammenhang mit dem Lebensstil.

    Sowohl in der Entstehung als auch in der Prävention von Tumorerkrankungen spielen besondere Bereiche unseres Genoms eine Schlüsselrolle. Diese sind die sog. LINE-Elemente, wiederholt vorkommende Abschnitte in den Chromosomen, die normalerweise „stillgelegt“ und für unseren Organismus ohne Funktion sind. Wird aber durch einen chemischen Prozess die „Stilllegung“ aufgehoben, können sie gefährlich werden, da sie Mutationen verursachen und somit auch potentiell Krebsauslöser werden können. Das Methylierungsmuster (siehe Kasten unten) der LINE-Elemente spiegelt das globale Methyliserungsmuster des Genoms wider.

    Die „Stillegung“ wird in der Fachsprache als Methylierung bezeichnet und bedeutet auf chemischer Ebene, dass Methylgruppen (bestehen aus einem Kohlenstoff- und drei Wasserstoffatomen) an die DNS-Moleküle des Erbmaterials angehängt werden. So ergibt sich ein sogenanntes Methylierungsmuster des Genoms, was abhängig von verschiedenen Faktoren - wie Ernährung, Lebensstiel, oxidativer Stress unterschiedlich sein kann. Andersherum ausgedrückt kann das Methylierungszustand von Genen ein Hinweis darauf geben, wie groß der Gefahr z. B. für Krebsentstehung sein könnte.

    Ungarische Wissenschaftler haben ein Tiermodell entwickelt, in dem das Methylierungmuster von LINE-1-Element in Mäusen als Biomarker zum Nachweis und zur Testung von krebserzeugenden und chemopräventiven Nahrungsbestandteilen verwendet werden kann.

    Sie haben die Wirkung von chemopräventiven pflanzlichen Substanzen auf das DNS-Methylierungsmuster getestet. Dazu haben die Forscher Mäuse zwei Wochen lang folgendermaßen gefüttert:  Die 1. Gruppe bekam dem Futter Grünen-Tee-Extrakt (Camellia sinensis) beigemengt, die 2. Gruppe chinesischen Lorbeer-Extrakt (Morella rubra), die 3. Gruppe ein Flavonoid-Extrakt aus verschiedenen Pflanzen und die 4. Gruppe Kaffee-Auszug (C. arabica). Die Gruppe der Kontrollmäuse bekam keine schützenden Substanzen zugefüttert.  

    Nach zwei Wochen erhielten alle Gruppen den krebserregenden Substanz DMBA (7,12-dimethylbenz(a)anthracene) in einer Konzentration von 20 mg/kg Körpergewicht. Nach 24 Stunden wurde das Erbmaterial (DNS) aus Leber, Niere und Milz isoliert und das Methylierungsmuster von LINE-1-Elementen untersucht.

    Der krebserregende DMBA verursachte in der Kontrollgruppe Schäden in der DNS, es wurde eine Hypomethylierung ausgelöst, das bedeutet, die Methylgruppen wurden entfernt, die Stilllegung der LINE-1-Elemente wurde aufgehoben. Eine Hypomethylierung kann die Stabilität des Genoms reduzieren und zur Entstehung von Erkrankungen führen.

    Alle getesteten chemopräventiven Substanzen konnten die Erbsubstanz der untersuchten Organe vor Schädigungen durch DMBA schützen (außer der chinesischer Lorbeerextrakt in den Nieren). Sie konnten die DMBA-induzierte Hypomethylierung verhindern. Chemopräventive Substanzen haben antioxidative, entzündungshemmende Eigenschaften und regulieren molekularbiologische Signalwege. Die Forscher erklären damit die schützende Wirkung dieser Substanzen auf die DNS.

    Die Ergebnisse der Forscher zeigten, dass das Methylierungsmuster der LINE-1-Elemente ein nützlicher potenzieller Biomarker ist, um krebserzeugende und chemopräventive Substanzen zu testen. Aber auch, dass im Tiermodell pflanzliche Substanzen mit der Nahrung zugeführt, darunter auch Inhaltstoffe von Kaffee-Extrakt, das Erbmaterial verschiedener Organe vor schädlichen Wirkungen krebserregender Stoffen schützen könnte.

    Quellen:

    1. Szabo L. et al. (2021) The effects of flavonoids, green tea polyphenols and coffee on DMBA induced LINE-1 DNA hypomethylation. PLoS ONE 16(4): e0250157. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0250157
    2. DKFZ – Krebsinformationsdienst: Chemoprävention – ein Überblick: Was steht hinter diesem Konzept?
  • Koffein und sportliche Leistung

    Die Internationale Gesellschaft der Sporternährung (ISSN) gibt als Fachzeitschrift das Journal of the International Society of Sports Nutrition (JISSN) heraus, in dem wissenschaftliche Beiträge auf dem Gebiet der Sporternährung veröffentlicht werden. Im Januar 2021 hat die JISSN einen Übersichtsartikel publiziert, der die Position der ISSN zum Koffeinkonsum darlegt. Hierfür wurde die vorhandene Fachliteratur kritisch ausgewertet und der wissenschaftliche Kenntnisstand über die Wirkung von Koffein auf sportliche Leistung folgendermaßen zusammengefasst:

    In vielen Studien wurde gezeigt, dass Koffeinzufuhr verschiedene Aspekte der Trainingsleistung verbessert, wie Muskelkraft und -ausdauer (Erläuterung s. Kasten), Bewegungsgeschwindigkeit, Sprint-, Sprung- und Wurfleistung sowie eine breite Palette von aeroben und anaeroben sportlichen Betätigungen.

    Insbesondere die aerobe Ausdauer scheint positiv durch Koffeinkonsum beeinflusst zu werden, wobei das Maß der positiven Wirkungen von Koffein bei den einzelnen Personen unterschiedlich sein kann.

    Hintergrundwissen:

    Aerobe Ausdauer bedeutet, dass der Körper die für die Dauer einer Belastung (z. B. Laufgeschwindigkeit) notwendige Energie zum großen Teil durch die Oxidation mit Sauerstoff (daher aerob) bereitstellen kann.

    Wird die Belastungsintensität (z. B. die Laufgeschwindigkeit) erhöht, wird so viel Energie benötigt, dass die Sauerstoffmenge, die durch die Atmung bereitgestellt wird, nicht mehr ausreichend ist und der Körper einen Teil der benötigten Energie ohne Sauerstoff (daher anaerob) gewinnen muss. (Quelle: Wikipedia)  

    In Studien wurde durchweg gezeigt, dass Koffein die Trainingsleistung verbessert, wenn es in Dosen von 3 - 6 mg / kg Körpergewicht eingenommen wird. Die minimale wirksame Dosis von Koffein kann etwa 2 mg / kg Körpergewicht betragen, dies ist derzeit aber noch nicht gänzlich geklärt.

    Laut Fachliteratur wird Koffein am häufigsten 60 Minuten vor dem Training konsumiert. Der optimale Zeitpunkt für die Koffeinzufuhr hängt wahrscheinlich von der Koffeinquelle ab. Beispielsweise kann Koffein-Kaugummi im Vergleich zu Koffeinkapseln in einem kürzeren Abstand bis zum Beginn der Trainingseinheit verwendet werden.

    Koffein scheint die körperliche Leistungsfähigkeit sowohl bei trainierten als auch bei untrainierten Personen zu verbessern.

    Individuelle Unterschiede der Koffein-Wirkung auf die Sport- und Trainingsleistung können z. B. auf genetische Variationen im Zusammenhang mit dem Koffeinstoffwechsel zurückgeführt werden. Andere Faktoren, wie der gewohnheitsmäßige Koffeinkonsum, können ebenfalls eine Rolle dabei spielen.

    Es wurde gezeigt, dass Koffein bei den meisten Personen für die kognitiven Funktionen, einschließlich Aufmerksamkeit und Wachsamkeit, leistungsfördernd ist.

    Koffein kann bei einigen Personen unter Schlafentzug die kognitive und körperliche Leistungsfähigkeit verbessern.

    Koffein unterstützt das Ausdauertraining in der Hitze und in der Höhe gut, wenn die Dosierungen zwischen 3 und 6 mg / kg bzw. 4 bis 6 mg / kg Körpergewicht liegen.

    Es wurde gezeigt, dass alternative Koffeinquellen wie koffeinhaltiger Kaugummi, Mundspülungen, Energiegele und Kauartikel die Leistung verbessern, vor allem bei Aerobic-Übungen.

    Studien zeigen ebenfalls, dass Energy Drinks und koffeinhaltige Pre-Workout-Präparate sowohl die anaerobe als auch die aerobe Leistung verbessern.

    Quelle:

    Guest N. S. et al.: International society of sports nutrition position stand: caffeine and exercise performance. J Int Soc Sports Nutr. 2021 Jan 2;18(1):1. DOI: 10.1186/s12970-020-00383-4

  • 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