Die Praxis für Mikronährstoffmedizin

Wissenschaftler aus China untersuchten anhand der Daten von 7.890 Teilnehmern einer chinesischen Gesundheits- und Ernährungsstudie einen möglichen Zusammenhang zwischen der Tryptophanaufnahme und dem metabolischen Syndrom. Die Tryptophanaufnahme über die Nahrung zeigte einen protektiven Effekt gegen die Entstehung des metabolischen Syndroms. Die Studienteilnehmer im oberen Drittel der Tryptophanaufnahme hatten im Vergleich zu den Probanden im unteren Drittel der Tryptophanzufuhr eine signifikant längere Schlafdauer sowie signifikant niedrigere Konzentrationen von HbA1c, Gesamtcholesterin, LDL-Cholesterin und Apolipoprotein -B.

Referenz:
Weiqi Wang, Lin Liu et al.: Dietary Tryptophan and the Risk of Metabolic Syndrome: Total Effect and Mediation Effect of Sleep Duration; Nat Sci Sleep. 2021; 13: 2141–2151.

Iranische Wissenschaftler verglichen die Konzentration von 25-OH-Vitamin D von übergewichtigen Personen mit Depressionen mit denen von übergewichtigen Personen ohne Depressionen. Bei den Studienteilnehmern mit Depressionen wurde häufiger ein Vitamin-D-Mangel oder eine unzureichende Vitamin-D- Versorgung festgestellt. Es zeigte sich auch ein Zusammenhang zwischen Depressionen und den 25(OH)D-Konzentrationen, unabhängig von Alter und Geschlecht. Die Autoren der Studie kamen zu dem Schluss, dass das Ergebnis der Studie einen zusätzlichen Beweis dafür liefert, dass niedrige Vitamin-D- Konzentrationen bei übergewichtigen Personen mit Depressionen assoziiert sind. Allerdings sei eine weitere Forschung nötig, um die Frage zu klären, ob diese Assoziation kausal ist oder nicht.

Referenz:
Leila Kamalzadeh, Malihe Saghafi et al.: Vitamin D deficiency and depression in obese adults: a comparative observational study; BMC Psychiatry volume 21, Article number: 599 (2021)

Wissenschaftler aus dem Iran untersuchten die Effekte einer Taurin-Supplementierung während einer Reduktionsdiät. Die Studienteilnehmer erhielten während der Reduktionsdiät entweder 3g Taurin täglich oder ein entsprechendes Placebopräparat. In der Taurin-Gruppe zeigte sich im Gegensatz zur Placebogruppe eine signifikante Verminderung von Gesamtcholesterin, LDL-Cholesterin, Leptin, Adiponectin und hsCRP. Eine Taurin-Supplementierung während einer Reduktionsdiät hatte also einen erheblichen Zusatznutzen hinsichtlich der Verbesserung der Blutfettwerte.

Referenz:
Fatemeh Haidari, Maryam Asadi et al.: Effect of weight-loss diet combined with taurine supplementation on body composition and some biochemical markers in obese women: a randomized clinical trial; Amino Acids volume 52, pages1115–1124(2020)

Zwei US-amerikanische Ernährungsmediziner publizierten ein Fallbeispiel einer Patientin, die sich bereits 2002 einem adipositaschirurgischen Eingriff unterzogen hatte. Bei der Patientin bestand eine massive Anämie bei einem extrem niedrigen Ferritinspiegel, weshalb intravenöse Eiseninfusionen verabreicht wurden. Durch die Eisentherapie konnte aber keine nachhaltige Besserung erreicht werden. Als ausschlaggebender Faktor erwies sich ein Kupfermangel, der durch den adipositaschirurgischen Eingriff erklärbar war. Nach einer adäquaten Verabreichung von Kupfer und Zink konnte die Häufigkeit der Eiseninfusionen bei der Patientin deutlich vermindert werden. Bei einer therapieresistenten Eisenmangelanämie sollte auch ein Kupfermangel in Betracht gezogen werden.

Referenz:
Vijaya Surampudi, Zhaoping Li: Refractory Iron Deficiency Anemia; Current Developments in Nutrition, Volume 4, Issue Supplement_2, June 2020, Page 1841

Wissenschaftler der ETH Zürich und der Amerikanischen Universität Beirut untersuchten in einer Studie, wie sich die Fettverteilung bei Frauen auf den Eisenstoffwechsel auswirkte.

Die Studienpopulation bestand aus drei Gruppen, nämlich normalgewichtigen Frauen, Frauen mit peripherer Adipositas und Frauen mit zentraler Adipositas. Bei den übergewichtigen Frauen mit androider Fettverteilung waren das Hämoglobin, das Serumferritin, die Eisenspeicher, das Serumeisen und die Transferrinsättigung am niedrigsten, und die Konzentration des Transferrin-Rezeptors war am höchsten. Die Serumhepcidinspiegel waren bei den Frauen mit zentralem und peripherem Übergewicht höher als bei den Studienteilnehmerinnen mit Normalgewicht. Die Serumeisen-Konzentration war bei den Studienteilnehmern mit zentraler Adipositas niedriger als bei den normalgewichtigen Frauen und den Frauen mit peripherer Adipositas. Entzündungsaktivität und Serumhepcidin sind bei Frauen mit zentraler Adipositas erhöht und bedingen eine niedrigere Eisenabsorption und die niedrige Eisenspiegel im Vergleich zu Frauen mit einer mehr peripheren Fettverteilung.

Referenz:
Nicole U. Stoffel, Carla El-Mallah et al.: The effect of central obesity on inflammation, hepcidin, and iron metabolism in young women; International Journal of Obesity volume 44, pages1291–1300 (2020)

US-Wissenschaftler publizierten eine Untersuchung zum Zusammenhang zwischen der Proteinzufuhr und Übergewicht bei Schülern zwischen 12 und 18 Jahren. Die Gesamtproteinzufuhr, die Zufuhr tierischer Proteine sowie der verzweigtkettigen und schwefelhaltigen Aminosäuren war mit Übergewicht bzw. Adipositas assoziiert. Tierische Proteine und schwefelhaltige Aminosäuren waren auch mit zentraler Adipositas assoziiert. Das Ergebnis der Studie zeigte, dass eine hohe Proteinaufnahme einen nachteiligen Effekt auf die Gesundheit von Heranwachsenden hat.

Referenz:
Gina Segovia-Siapco , Golandam Khayef et al.: Animal Protein Intake Is Associated With General Adiposity in Adolescents: The Teen Food and Development Study; Nutrients, 2019 Dec 31;12(1):110. doi: 10.3390/nu12010110.

Wissenschaftler aus der Schweiz und im Libanon untersuchten bei übergewichtigen Frauen, welchen Einfluss die Fettverteilung auf Parameter des Eisenstoffwechsels und auf Entzündungsmarker hatte. Sie konnten nachweisen, dass die Körperfettverteilung den Eisenstoffwechsel beeinflusste. Die Frauen mit größerer zentraler Adipositas, also mit einer androiden Fettverteilung, hatten höhere Serum-Hepcidin Spiegel im Vergleich zu den Frauen mit gynoider Fettverteilung. Bei den Frauen mit zentraler Adipositas wurde auch eine schlechtere Eisenaufnahme nach Supplementierung festgestellt.

Referenz:
Stoffel NU, El-Mallah C et al.: The effect of central obesity on inflammation, hepcidin, and iron metabolism in young women; nt J Obes (Lond). 2020 Jan 23. doi: 10.1038/s41366-020-0522-x.

Wissenschaftler aus Südafrika publizierten einen systematischen Übersichtsartikel, der sich mit den Wirkungen von N-Acetylcystein bei Adipositas beschäftigte.
Es gibt eine substanzielle experimentelle Evidenz dafür, dass N-Acetylcystein bei zahlreichen Stoffwechselstörungen infolge Adipositas einen günstigen Effekt hat. NAC kann eine erhöhte Entzündungsaktivität vermindern und oxidative Schäden begrenzen. Außerdem vermag NAC durch Beeinflussung von entsprechenden Transkriptionsfaktoren eine Fettanreicherung zu verhindern. Dazu kommt eine Verbesserung der Insulinsensitivität. Die Autoren der Studie betonen, dass natürlich weitere Untersuchungen notwendig seien, um den therapeutischen Effekt von NAC bei adipösen Menschen zu untermauern.

Referenz:
Dludla PV, Mazibuko-Mbeje SE et al.: The beneficial effects of N-acetyl cysteine (NAC) against obesity associated complications: A systematic review of pre-clinical studies; Pharmacol Res. 2019 Aug;146:104332. doi: 10.1016/j.phrs.2019.104332. Epub 2019 Jun 26.

Wissenschaftler aus Brasilien untersuchten bei Studenten einen möglichen Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Folsäure, Vitamin B6 und Vitamin B12 für die Entwicklung von Übergewicht.
Die Studienteilnehmer mit der höchsten Folsäureaufnahme hatten ein niedrigeres Risiko für starkes Übergewicht im Vergleich zu Studienteilnehmer mit einer geringen Folsäureaufnahme. Die Serumkonzentration der Folsäure korrelierte mit der Folsäureaufnahme über die Nahrung und war negativ mit der Homocysteinkonzentration assoziiert. Die Folsäureaufnahme war negativ mit stark erhöhtem Körpergewicht und Adipositas assoziiert.

Referenz:
Pereira GA, Bressan J et al.: Dietary Folate Intake Is Negatively Associated with Excess Body Weight in Brazilian Graduates and Postgraduates (CUME Project); Nutrients. 2019 Feb 28;11(3). pii: E518. doi: 10.3390/nu11030518.

Nach den Weihnachtsfeiertagen und nach Sylvester stellt sich für viele Menschen die Frage, wie sie die „angefutterten Pfunde“ wieder loswerden. Überhaupt wird ja Übergewicht weltweit zu einem immer größeren Problem. Übergewicht ist zwar die Folge einer kalorischen Überversorgung, geht aber häufig mit erheblichen Mikronährstoffdefiziten einher. Es gibt auch viele interessante Zusammenhänge zwischen Übergewicht und Mikronährstoffen. Einige aktuelle Studien werden im Folgenden präsentiert:

Polnische Wissenschaftler haben 2017 publiziert, dass ein Vitamin-B2-Mangel die proinflammatorische Aktivität von Fettzellen steigern kann. Bekanntlich ist Übergewicht mit einer erhöhten Entzündungsaktivität verbunden, die dann durch einen Vitamin-B2-Mangel noch gesteigert werden kann.

Wissenschaftler aus Mexiko haben im Dezember 2018 die Ergebnisse eines Zellkulturversuchs publiziert, in dem sie den Einfluss von Biotin auf die Aktivität von Fettzellen untersuchten. Die gewonnen Daten zeigten, dass eine Supplementierung von Biotin eine Verminderung der Fettsäuresynthese und eine Steigerung der Fettsäureoxidation bewirken konnte.

Eine weitere Forschergruppe aus Mexiko publizierte im Dezember 2018, dass die Magnesiumaufnahme mit einem niedrigem BMI sowie einer geringeren Taillenweite und geringerer Serumglucose bei der Bevölkerung assoziiert war. Dazu analysierten sie Daten einer nationalen Gesundheits- und Verzehrsstudie.

Forscher aus China publizierten eine Metaanalyse über den Zusammenhang zwischen dem Zinkspiegel im Serum und Übergewicht/Adipositas. Die Metaanalyse lässt den Schluss zu, dass bei übergewichtigen Kindern und Erwachsenen die Zinkkonzentrationen im Serum signifikant niedriger lagen als bei normalgewichtigen Kontrollpersonen.

Im Januar 2019 wurden die Ergebnisse einer serbischen Studie veröffentlicht. Bei scheinbar gesunden Erwachsenen mit niedriger Vitamin-D-Aufnahme war der Vitamin-D-Status invers mit Parametern des Übergewichts assoziiert, z. B. Körperfettanteil. Besonders ausgeprägt waren die Zusammenhänge bei Frauen.

Von niederländischen Universitäten wurde publiziert, dass bei Frauen der Gesamtkörperfettanteil sowie das viszerale Fettgewebe invers mit den 25-OH-Vitamin-D3-Konzentrationen zusammenhingen. Bei Männern zeigte sich ein inverser Zusammenhang zwischen 25-OH-Vitamin-D3 und fizeralem Fett sowie mit dem Fettanteil in der Leber. Am stärksten war der viszerale Fettanteil mit den 25-OH-Vitamin-D3-Spiegeln assoziiert.

Wissenschaftler der Universität Glasgow publizierten einen Übersichtsartikel zur Rolle Vitamin-B1-abhängiger Enzyme bei Erkrankungen, die mit Übergewicht zusammenhängen. Durch die höhere Kalorienaufnahme, die dann zwangsläufig zu Übergewicht führt, ist auch der Vitamin-B1-Bedarf erhöht. Die Zufuhrempfehlung für Vitamin B1 beträgt 1,3 mg pro Tag. 0,5 mg Thiamin sind erforderlich, um 1000 Kalorien zu verstoffwechseln. Daraus geht hervor, dass bei höherer Kalorienzufuhr häufig von einer zu geringen Vitamin-B1-Aufnahme auszugehen ist. Eng mit dem Stoffwechsel von Vitamin B1 ist auch der Magnesiumstoffwechsel verbunden, da die Bildung von Thiamindiphosphat Magnesium erfordert. Die Wissenschaftler aus Glasgow gehen davon aus, dass ein Thiamin- und Magnesiummangel bei Übergewicht häufig zu wenig erkannt werden und dass diese Mängel dann eine wichtige Rolle für das Voranschreiten übergewichtsassoziierter Erkrankungen spielen.

Wissenschaftler aus Brasilien untersuchten den Zusammenhang zwischen Antioxidantien mit Stoffwechselparametern bei gesunden und stark übergewichtigen Heranwachsenden. Die Auswertung ihrer Daten zeigte, dass speziell Retinol, Beta-Carotin und Vitamin E negativ mit Stoffwechselveränderungen assoziiert waren. Es zeigte sich z. B. ein Zusammenhang zwischen der Vitamin-E-Konzentration und des Taillenumfangs.

Referenzen:

• Mazur-Bialy AI, Pocheć E: Vitamin B2 deficiency enhances the pro-inflammatory activity of adipocyte, consequences for insulin resistance and metabolic syndrome development; Life Sci. 2017 Jun 1;178:9-16
• Analí Castellanos-Gutiérrez, Tania G. Sánchez-Pimienta et al.: Higher dietary magnesium intake is associated with lower body mass index, waist circumference and serum glucose in Mexican adults; Nutrition Journal201817:114, Received: 21 February 2018
• Moreno-Méndez E, Hernández-Vázquez A et al.: Effect of biotin supplementation on fatty acid metabolic pathways in 3T3-L1 adipocytes; Biofactors. 2018 Dec 21. doi: 10.1002/biof.1480
• Maguire D, Talwar D et al.: The role of thiamine dependent enzymes in obesity and obesity related chronic disease states: A systematic review; Clin Nutr ESPEN. 2018 Jun;25:8-17. doi: 10.1016/j.clnesp.2018.02.007.
• Rafiq R, Walschot F et al.: Associations of different body fat deposits with serum 25-hydroxyvitamin D concentrations; Clin Nutr. 2018 Dec 18. pii: S0261-5614(18)32586-X.
• Pantovic A, Zec M et al.: Vitamin D Is Inversely Related to Obesity: Cross-Sectional Study in a Small Cohort of Serbian Adults; J Am Coll Nutr. 2019 Jan 11:1-10. doi: 10.1080/07315724.2018.1538828
• Gu K, Xiang W et al.: The association between serum zinc level and overweight/obesity: a meta-analysis; Eur J Nutr. 2018 Dec 12. doi: 10.1007/s00394-018-1876-x.
• Stenzel AP, Carvalho R et al: Serum Antioxidant Associations with Metabolic Characteristics in Metabolically Healthy and Unhealthy Adolescents with Severe Obesity: An Observational Study; Nutrients. 2018 Jan 30;10(2).

Bei 75 übergewichtigen Studienteilnehmern wurde entweder eine pflanzenbasierte Diät oder eine Kontrolldiät durchgeführt. Eine erhöhte Aufnahme pflanzlicher Proteine war mit einer Verminderung der Fettmasse assoziiert. Eine verminderte Aufnahme der Aminosäure Histidin war mit einer Verminderung der Insulinresistenz verbunden, unabhängig von Veränderungen des BMI und der Energieaufnahme. Eine verminderte prozentuale Leucinaufnahme war mit einer Verminderung der Fettmasse verbunden.

Referenz:
Kahleova H, Fleeman R et al.: A plant-based diet in overweight individuals in a 16-week randomized clinical trial: metabolic benefits of plant protein; Nutr Diabetes. 2018 Nov 2;8(1):58. doi: 10.1038/s41387-018-0067-4.

Depressionen und Übergewicht sind weit verbreitet und eng miteinander verbunden. Vermutlich sind auch BDNF und Vitamin D mit Depression und Übergwicht assoziiert.

Wissenschaftler aus der Universität Greifswald untersuchten die Zusammenhänge zwischen Depression, Übergwicht, BDNF und Vitamin D. Sie konnten nachweisen, dass Vitamin D invers mit Übergewicht und Depressionen assoziiert war. BDNF war mit abdominellem Übergewicht, aber nicht mit Depressionen assoziiert.

Referenz:
Goltz A, Janowitz D et al.: Association of Brain-Derived Neurotrophic Factor and Vitamin D with Depression and Obesity: A Population-Based Study; Neuropsychobiology. 2018 Jun 19:1-11. doi: 10.1159/000489864.

Bei übergewichtigen Personen wurden häufiger verminderte Eisenkonzentrationen, Ferritinspiegel und eine niedrigere Transferrinsättigung beobachtet als bei gesunden Personen. Forscher aus Polen untersuchten bei übergewichtigen Frauen verschiedene Stoffwechselparameter, u. a. auch den Serumeisenspiegel und die Transferrinsättigung sowie das CRP. Bei den übergewichtigen Frauen wurden niedrigere Eisenspiegel sowie eine niedrigere Transferrinsättigung nachgewiesen sowie höhere Plasmaspiegel von CRP. Die erhöhten CRP-Spiegel könnten die Eisenhomöostase beeinflussen. Eine Gewichtsreduktion führte zwar zu einer Verminderung der CRP-Spiegel, veränderte aber nicht die hämatologischen Parameter innerhalb von acht Wochen.

Referenz:
Stankowiak-Kulpa H, Kargulewicz A et al.: Iron status in obese women; Ann Agric Environ Med. 2017 Dec 23;24(4):587-591. doi: 10.5604/12321966.1232092. Epub 2017 May 11.

Von Übergewicht, Adipositas und Eisenmangel sind weltweit sehr viele Menschen betroffen. 2014 gab es laut Aussage einer internationalen Studie weltweit 641 Mio. Menschen, die stark übergewichtig waren, d.h. einen BMI größer 30 aufwiesen. Das sind mehr als sechs Mal so viel wie noch Mitte der siebziger Jahre. Erstmals leben auf der Erde mehr adipöse Menschen als untergewichtige. Eisenmangel ist weltweit der am häufigsten zu beobachtete Nährstoffmangel, wobei in Entwicklungsländern mehr als ein Drittel der Bevölkerung Eisenmangelsymptome aufweisen. Nach Schätzungen der WHO leiden etwa 600 bis 700 Mio. Menschen an eine Eisenmangelanämie.

Interessant ist jetzt natürlich die Frage, ob Eisenmangel und Adipositas irgendetwas miteinander zu tun haben. Tatsächlich haben zahlreiche Studien gezeigt, dass bei Erwachsenen mit zunehmendem Body-Mass-Index niedrigere Eisenkonzentrationen gemessen wurden. Auch die Transferrinsättigung verminderte sich bei zunehmendem BMI. Ähnliches gilt für Heranwachsende. Mehrere Studien bewiesen, dass das Risiko für einen Eisenmangel bei übergewichtigen Heranwachsenden doppelt so hoch war als bei Normalgewichtigen. Ein zentraler Befund bei übergewichtigen Personen ist die verminderte Fähigkeit des Zwölffingerdarms Eisen zu absorbieren. Das Hormon Hepcidin ist ein Hauptregulator des Eisenstoffwechsels. Seine Rolle wurde auch in Zusammenhang mit Übergewicht untersucht. Bei Übergewichtigen wird häufig eine Erhöhung der Hepcidinkonzentration beobachtet, was zu einer verminderten Eisenabsorption im Darm führt.

Eine Hochregulierung der Hepcidin-Expression bei Übergewicht dürfte auf die erhöhte Entzündungsaktivität bei Übergewicht/ Adipositas zurückzuführen sein. Bei übergewichtigen Menschen ist eine orale Eisentherapie häufig nicht erfolgversprechend, da die erhöhten Hepcidinwerte die Eisenabsorption einschränken.

In den letzten Jahren liest man vermehrt über das "dysmetabolic iron overload syndrome (DIOS)". Hierbei handelt es sich um eine Erhöhung der Ferritinkonzentration bei normaler oder allenfalls leicht erhöhter Transferrinsättigung. Dieses Phänomen wird bei ungefähr einem Drittel der Patienten mit metabolischem Syndrom oder nichtalkoholischer Fettlebererkrankung beobachtet. Es ist also eine sehr häufige Konstellation und die häufigste Differenzialdiagnose für erhöhte Ferritinkonzentrationen. 2009 haben Wissenschaftler aus Frankreich publiziert, dass bei übergewichtigen Personen mit normalen Eisenspeichern die Eisenabsorption durch eine Hepcidinhochregulierung vermindert ist. Bei Patienten mit DIOS war dieser Effekt noch ausgeprägter. Im März 2016 veröffentlichten Wissenschaftler aus Italien die Ergebnisse eines Eisenbelastungstests bei 18 Patienten mit DIOS, 18 Patienten mit Fettlebererkrankung, 23 gesunden Personen und 10 Patienten mit Hämochromatose. Sie konnten nachweisen, dass bei den DIOS-Patienten möglicherweise eine Hepcidinresistenz vorliegen könnte. In dieser Patientengruppe konnte Hepcidin die Eisenabsorption nach einem Eisenprovokationsversuch nicht mehr kontrollieren.

Kommentar:
Bei der Bewertung von Laborparametern des Eisenstoffwechsels findet sich sehr häufig die Konstellation relativ hohes Ferritin bei normaler oder leicht verminderter Transferrinsättigung, ohne dass eine erhöhte Entzündungsaktivität messbar wäre. Die Beschreibung der Eisenhomöostase bei adipösen Menschen und die Erkenntnisse zum "dysmetabolic iron overload syndrome" bieten nun eine sinnvolle und nachvollziehbare Erklärung für die beobachteten Veränderungen der Laborparameter. Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang vor allem auch, dass übergewichtige Menschen als Risikogruppe für einen Eisenmangel anzusehen sind, was in der Praxis deutlich mehr Beachtung finden sollte.

Referenz:

• Aigner E, Feldman A et al.: Obesity as an emerging risk factor for iron deficiency; Nutrients. 2014 Sep 11;6(9):3587-600.
• Ruivard M, Lainé F, Ganz T et al.: Iron absorption in dysmetabolic iron overload syndrome is decreased and correlates with increased plasma hepcidin; J Hepatol. 2009 Jun;50(6):1219-25
• Chen LY1, Chang SD et al.: Dysmetabolic hyperferritinemia is associated with normal transferrin saturation, mild hepatic iron overload, and elevated hepcidin; Ann Hematol. 2011 Feb;90(2):139-43.
• Rametta R, Dongiovanni P et al.: Hepcidin resistance in dysmetabolic iron overload; Liver Int. 2016 Mar 21. doi: 10.1111/liv.13124.