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Vitamin Nicotinsäureamid

Nährstoff mit antientzündlichem Potenzial

Ein Mangel an der essentiellen Aminosäure Tryptophan stört das Immunsystem im Darm. Dies bewirkt, dass sich die Zusammensetzung der im Darm angesiedelten Bakterien verändert und der Körper damit anfälliger für Durchfälle und Entzündungen wird. Die Gabe von Tryptophan oder eines seiner nachgeschalteten Stoffwechselprodukte – das Vitamin Nicotinsäureamid – stellt die angeborene Immunität, und die Zusammensetzung der Darmflora wieder her und vermindert im Tiermodell eine bereits vorhandene Darmentzündung. Neben dem Schutz des Darmepithels durch die Gabe der Tryptophanabkömmling werden auch positive Effekte auf den Stoffwechsel diskutiert. Ob auch Menschen mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen von einer solchen Nahrungsergänzung profitieren könnten, evaluiert ein vom Cluster gefördertes Projekt.

„Hunger pangs“ (zu deutsch: Hunger plagt oder Hungerkrämpfe) – so titelte im Juli 2012 das Fachmagazin Nature mit Bezug auf einen Beitrag dieser Ausgabe, an dem Cluster-Mitglieder erheblichen Anteil hatten1. Damals hatte die Arbeitsgruppe von Professor Philip Rosenstiel, Institut für Klinische Molekularbiologie der Universität Kiel, in internationaler Kooperation die besondere Rolle des Eiweißbausteins Tryptophan im Tierexperiment nachgewiesen. Das Fehlen dieser Aminosäure führte zu komplexen Veränderungen im Darmmikrobiom, zu Darmentzündung und zu Immunschwäche. Bei tryptophanreicher Ernährung klangen die Entzündungssymptome ab, die Zusammensetzung der Darmbakterien normalisierte sich und die Tiere waren weniger anfällig für eine neue Erkrankung. Aus diesen Ergebnissen entstand die Idee, durch eine gezielte Nahrungsergänzung chronische Entzündungen im Darm zu unterbinden.

Mit der Umsetzung dieser Idee beschäftigt sich seit 2015 ein vom Cluster gefördertes Projekt. Dabei konzentrieren sich die beteiligten Arbeitsgruppen aus der Lebensmitteltechnologie, Ernährungsmedizin und Molekularbiologie allerdings nicht auf die Aminosäure Tryptophan, sondern auf ein Produkt des Tryptonphanstoffwechsels: das Niacin. Niacin ist der Oberbegriff für die Vitamine Nicotinsäureamid und Nicotinsäure. Diese Stoffe sind einfacher  zu verabreichen als Tryptophan. Und auch für Niacin wurde im Tierexperiment gezeigt, dass es die Entzündung im Darm verbessert. Entscheidend ist, dass das Vitamin in größeren Mengen in den Dickdarm gelangt und nicht ins Blut übergeht. Denn: „Man darf mit der Nahrung nur bestimmte Mengen aufnehmen, da Nicotinamid auch Nebenwirkungen haben kann“, erklärt Professor Matthias Laudes, Leiter der Ernährungs- und Stoffwechselmedizin an der Klinik für Innere Medizin I am UKSH Kiel.

Matthias Laudes
ist Professor für Klinische Ernährungsmedizin an der  Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und leitet die  Ernährungs- und Stoffwechselmedizin an der Klinik für Innere Medizin I am UKSH Kiel. Der Endokrinologe und Rheumatologe forscht an der Schnittstelle zwischen chronischen Entzündungen und dem Stoffwechsel. Kooperationspartner: Prof. Dr. Karin Schwarz (Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde, Kiel), Prof. Dr. Philip Rosenstiel (Institut für Klinische Molekularbiologie,
Kiel), Dr. Dirk Seegert (Conaris Research Institute AG,  Kiel).

Der Trick ist, das Vitamin so zu verpacken, dass es die Magen- und Dünndarmpassage übersteht und gezielt im Dickdarm freigesetzt wird. Wichtig dabei ist, dass das „Verpackungsmaterial“ für Lebensmittel zugelassen sein muss, „wenn es nachher als funktionelles Lebensmittel oder als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt werden soll“, erklärt Eva-Maria Theismann. Die Doktorandin in der Abteilung Lebensmitteltechnologie (Leitung: Professorin Karin Schwarz) hat das passende Umhüllungsmaterial gefunden und kleine Vitaminkügelchen mittels Sprühverfahren ummantelt. „Das Coating ist das Herzstück der Mikroverkapselung. Dafür haben wir auch ein Patent. Wir haben eine spezielle Formulierung entwickelt, die das Vitamin gezielt im gewünschten Darmabschnitt freilässt.“ Dabei machte sich die Lebensmitteltechnologin die unterschiedlichen pH-Werte in den einzelnen Abschnitten des Magen-Darm-Trakts zunutze. „Das Coating muss dem sauren pH-Wert im Magen und der Dünndarmpassage standhalten und sich erst im Dickdarm bei höheren pH-Werten auflösen.“

Studien an 20 gesunden Freiwilligen bestätigen, dass die im Cluster entwickelte Mikroverkapselung des Niacins wie gewünscht funktioniert. „Die Frage war, wie viel können wir maximal geben, um Blutspiegel zu erreichen, die unter dem liegen, was vom Lebensmittelgesetz als Grenze angegeben wird“, sagt Laudes. Die Testpersonen erhielten das Vitamin in aufsteigender Dosis. Nach jeweils 12 Stunden wurde der Vitaminspiegel im Blut kontrolliert. Das Ergebnis stimmt den Ernährungsmediziner optimistisch. „Es wird zwar ein bisschen ins Blut resorbiert, aber man erreicht auch bei hoher Dosierung nicht die Blutspiegel, die maximal erlaubt wären, wenn man das Vitamin unverkapselt nehmen würde.“
Untersucht wurden auch die Effekte auf die Bakterien im Darm. Zwar wurden deutliche Unterschiede in der Zusammensetzung der Darmflora nachgewiesen. Weitere Rückschlüsse ließen sich daraus wegen der kleinen Fallzahl jedoch nicht ziehen. Als nächstes möchte Laudes die Prüfsubstanz Menschen mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen geben. Geprüft werden soll außerdem, ob sich die im Tierversuch beobachteten positiven Effekte auf Parameter des Fettstoffwechsels (LDL- und HDL-Cholesterin) und des Zuckerstoffwechsel (Insulinsensitivität) beim Menschen bestätigen.

Weitere Fragen, die innerhalb des Projekts geklärt werden sollen, sind: Über welche molekularen Mechanismen wirken die lokal verabreichten Tryptophan-Metaboliten (Nicotinsäure, Nicotinsäureamid) und wie ist das Mikrobiom mit dem systemischen Stoffwechsel verknüpft?

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