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ZUSAMMENFASSUNG

Die klinische Bedeutung von Vitamin A als essentiellem Nährstoff wird immer deutlicher. Ausreichend Vitamin A ist für eine normale Organogenese, Immunkompetenz, Gewebedifferenzierung und den Sehzyklus erforderlich. Mangel, der in den Entwicklungsländern weit verbreitet ist, ist jedes Jahr für eine Million oder mehr Fälle von unnötigem Tod und Blindheit verantwortlich. β-Carotin ist eine wichtige, aber unzureichende Vitamin-A-Quelle in armen Bevölkerungsgruppen, was für die weit verbreitete Natur des Vitamin-A-Mangels verantwortlich ist. Es hat sich erst kürzlich gezeigt, dass die Biokonversion traditioneller Nahrungsquellen von β-Carotin zu Vitamin A viel weniger effizient ist als bisher angenommen. Die anderen wichtigen Carotinoide, insbesondere Lycopin, Lutein und Zeaxanthin, haben wichtige biologische Eigenschaften, einschließlich antioxidativer und lichtschützender Aktivität, und eine hohe Aufnahme wurde in Beobachtungsstudien mit einem verringerten Risiko für eine Reihe chronischer Krankheiten in Verbindung gebracht. Bis heute haben jedoch keine klinischen Studien den klinischen Wert von aufgenommenen Carotinoiden einzeln oder in Kombination in physiologischer oder pharmakologischer Dosierung nachgewiesen, mit Ausnahme der Provitamin-A-Aktivität von Carotin. In der Tat haben mehrere Studien ein erhöhtes Lungenkrebsrisiko bei Personen mit hohem Risiko (Raucher und Asbestarbeiter) nahe gelegt, denen hohe Dosen β-Carotin allein oder in Kombination mit anderen Antioxidantien verabreicht wurden. Viel mehr Beweise sind erforderlich, bevor häufig anzutreffende Behauptungen über den Wert der Einnahme hoher Dosen von Nicht–Provitamin-A-Carotinoiden validiert werden.

EINLEITUNG

Die Veröffentlichung von McLarens Kritik, „The Great Protein Fiasco“ (1), reduzierte für einen beträchtlichen Zeitraum die globale Besorgnis über ernährungsorientierte Strategien und Interventionen, mit Ausnahme der Bemühungen zur Linderung von Protein-Energie-Mangelernährung, die mit Hungersnöten einhergeht. Diese Vernachlässigung begann sich zu ändern, zum Teil aufgrund des gestiegenen Interesses an der hohen Prävalenz von Vitamin-A-Mangel bei Kindern im Vorschulalter, die erstmals von Oomen et al. dokumentiert wurde (2), und aufgrund von Beweisen, dass dieser Mangel für schätzungsweise 5-10 Millionen Fälle von Xerophthalmie und eine halbe Million Fälle von irreversibler Blindheit pro Jahr verantwortlich war (3). Während die Ernährungsgemeinschaft und die internationalen Geber ein erneutes Interesse an Mikronährstoffmangel im Allgemeinen und Vitamin-A-Mangel im Besonderen entwickelten (4), begannen lokale und globale politische Entscheidungsträger das Problem erst ernst zu nehmen, als sich herausstellte, dass selbst leichte Mangelgrade vor dem Auftreten klinischer Augenerkrankungen die Resistenz gegen schwere Infektionen (hauptsächlich Masern und Durchfall) verringerten und die Morbidität und Mortalität dramatisch erhöhten (5). Vitamin-A-Mangel wurde weltweit anerkannt, und seine Linderung wurde in der Konvention über die Rechte von Kindern und in jüngerer Zeit in den Millenniums-Entwicklungszielen verankert. Durch eine von UNICEF geleitete globale Initiative (6), die größtenteils durch kanadische und US-amerikanische Auslandshilfe finanziert wird, wurden echte Fortschritte bei der Verringerung des Vitamin-A-Mangels erzielt.

Obwohl Vitamin-A-Mangel und die damit verbundenen Mangelerkrankungen jetzt die Anerkennung und Reaktion erhalten, die er verdient, sind sie immer noch allzu häufig. Schätzungsweise 10 Millionen Kinder im Vorschulalter und schwangere Frauen entwickeln jedes Jahr eine potenziell blendende Xerophthalmie (7). Während UNICEF geschätzt hat, dass Vitamin-A-Interventionsprogramme, hauptsächlich periodische hochdosierte Supplementierung, das Leben von ≥350.000 Kindern pro Jahr retten, bleiben immer noch mindestens doppelt so viele, die unnötig an Mangel sterben. Schätzungen von UNICEF zufolge erreichen mehr als 50 Länder mindestens 80% ihrer Zielkinder mindestens einmal (mit den empfohlenen zweimal jährlichen Ergänzungen) pro Jahr. Aber viele Länder nähern sich nicht diesem Niveau der Abdeckung, und selbst für diejenigen, die die fehlenden 20% tun, sind wahrscheinlich Kinder in größter Not und diejenigen, die von ergänzendem Vitamin A am meisten profitieren würden. Darüber hinaus sterben schwangere Frauen aus denselben Bevölkerungsgruppen, insbesondere solche, bei denen der Mangel schwerwiegend ist (Nachtblindheitsraten während der Schwangerschaft >10%) und bei denen die Müttersterblichkeitsrate hoch ist, wahrscheinlich ebenfalls unnötig (8).

Periodische Supplementierung (Größe der Dosis und Zeitpunkt abhängig von Alter und Fruchtbarkeitsstatus) (5, 9) bleibt die am weitesten verbreitete Intervention. Andere mögliche Interventionen, insbesondere die Vitamin-A-Anreicherung von zentral verarbeiteten Lebensmitteln, könnten durchaus wirksam sein. Tatsächlich gibt es zunehmend Hinweise darauf, dass die Vitamin-A-Versorgung im Westen zumindest teilweise von dieser Praxis abhängt (10). Aber die meisten armen Bevölkerungsgruppen können sich keine zentral verarbeiteten Lebensmittel leisten. Alternative, lokale und häusliche Befestigungsstrategien werden aktiv untersucht.Verbesserte Diäten könnten theoretisch gültige und wirksame Interventionen sein. Vitamin-A-Mangel ist jedoch nur in relativ wohlhabenden Bevölkerungsgruppen weitgehend verschwunden, in denen tierische Produkte mit höheren Kosten und relativ teures Obst in großen Mengen konsumiert werden. Jüngste Behauptungen, dass regelmäßige Nahrungsergänzung und sogar Anreicherung unnatürlich und unnötig sind und dass eine Steigerung der Gemüse- und Obstproduktion und des Verbrauchs durch arme Gemeinschaften weitaus vorzuziehen wäre (11), werden nicht durch Beweise gestützt, dass solche Ansätze in armen, traditionellen, getreidekonsumierenden Gesellschaften praktisch, effektiv, nachhaltig oder skalierbar sind.In der Tat gibt es einen Grund, warum Vitamin-A-Mangel in den Entwicklungsländern so weit verbreitet ist: die Bevölkerung, insbesondere kleine Kinder, ist weitgehend auf den Verzehr von Provitamin-A-Carotinoiden (hauptsächlich β-Carotin) in Gemüse und Obst angewiesen, um ihren Vitamin-A-Bedarf zu decken. Weltweit liefert vorgeformtes Vitamin A nur 30% aller Vitamin-A-Aktivität in der Nahrung, und dies variiert erheblich je nach Region, sozioökonomischer Klasse und Alter (12). Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die Bioverfügbarkeit traditioneller Nahrungsquellen für β-Carotin erheblich geringer ist (um die Hälfte bis ein Viertel) als bisher angenommen (13, 14). Bei diesen niedrigeren Raten können die Nahrungsmittelvorräte Asiens und Afrikas südlich der Sahara nur die Hälfte des pro Kopf benötigten Vitamin A liefern. Viele erhalten natürlich noch weniger, wenn man bedenkt, dass die Ärmsten, am meisten defizitären Personen niemals ihren gerechten „Pro-Kopf“ -Anteil erhalten.Obwohl eine Reihe von Entwicklungsländern wie Indonesien ihren Vitamin-A-Status verbessert haben (gemessen an einem dramatischen Rückgang der Xerophthalmia-Raten), bedeuten solche Verbesserungen nicht unbedingt, dass ein klinisch signifikanter Mangel beseitigt und die Übersterblichkeit kontrolliert wurde. Nur eine anhaltende Verschiebung der Serum-Retinolkonzentrationen nach rechts (so dass ≤5% der Personen Konzentrationen von < 0,7 µm / l und die meisten Konzentrationen > 1,05 µm / L aufweisen) unter denen mit dem größten Mangelrisiko unterstützt diese Schlussfolgerung. Trotzdem können sich solche Veränderungen als fragil erweisen: Vitamin-A-Mangel und Xerophthalmie traten in Indonesien während der asiatischen Finanzkrise Ende der 1990er Jahre in epidemischen Ausmaßen wieder auf. Leider sind Xerophthalmie und damit einhergehende übermäßige Morbidität und Mortalität trotz gelegentlicher gegenteiliger datenfreier Behauptungen (11, 15) in weiten Teilen der Entwicklungsländer, insbesondere in Südasien und Afrika südlich der Sahara, nach wie vor verbreitet (16).

Dies bedeutet nicht, dass sich Änderungen der Ernährungspraktiken, selbst pflanzliche Interventionen, niemals als wirksam oder angemessen erweisen werden. Vermehrter Anbau und Verzehr von β-Carotin-reichen Lebensmitteln, bessere Lagerungs- und Zubereitungsmethoden und die Verwendung neuer Sorten mit höheren Konzentrationen von bioverfügbarerem β-Carotin (z. B. Süßkartoffel) könnten wichtige neue Instrumente für eine wirksame Intervention bieten. Ein radikaler Ansatz umfasst gentechnisch veränderte Pflanzen wie „goldener Reis“, die hoch bioverfügbares β-Carotin (17) in einem Lebensmittel enthalten, in dem es nicht natürlich vorkommt, oder solche, die einen dramatischen Anstieg des β-Carotins bieten, wie Tomaten (18). Ob sich dies als beliebte und praktische Lösung erweisen wird, bleibt abzuwarten: Lokal angepasste Sorten müssen die gleichen (oder höheren) Erträge und Gewinne erzielen, die die Landwirte attraktiv finden, und die Bevölkerung muss Änderungen ihrer organopleptischen Eigenschaften zu schätzen wissen oder zumindest neutral bleiben.

CAROTINOIDE

Carotinoide sind zu einem wichtigen Bereich der wissenschaftlichen Forschung und des Big Business geworden, wobei der Umsatz bis 2015 voraussichtlich 1,2 Milliarden US-Dollar erreichen wird.Die wichtigsten Carotinoide von aktuellem medizinischen Forschungsinteresse, die in gefärbtem Obst und Gemüse gefunden werden, umfassen Carotine (die Tiere, einschließlich Menschen, in Vitamin A umwandeln können), Lycopin, Lutein und Zeaxanthin. Carotinoide sind im gesamten Pflanzenreich weit verbreitet und werden von gemüsekonsumierenden Tieren, einschließlich Menschen, leicht akkumuliert.Eine ausreichende Zufuhr von Carotinoiden ist angeblich wichtig für die Prävention aller Arten von Krankheiten (19-24). Doch während die Versorgung mit Gemüse und Obst auf der ganzen Welt dramatisch variiert (12), gibt es wenig klinische Beweise dafür, dass eine beträchtliche Bevölkerung unzureichende Mengen für eine normale physiologische Funktion konsumiert. Mit anderen Worten, dies sind keine „essentiellen Nährstoffe“ im traditionellen Sinne, und nach heutigem Stand führt ihr „Mangel“ nicht zu klinisch erkennbaren Krankheiten. Natürlich müssen wir offen bleiben für die Möglichkeit, dass solche Mangelkrankheiten oder Krankheiten existieren könnten: erst vor relativ kurzer Zeit wurde definitiv erkannt, dass Vitamin-A-Mangel die Immunkompetenz beeinflusst und die infektiöse Morbidität und Mortalität erhöht (5), trotz früherer Vermutungen, dass dies der Fall sein könnte (25, 26). Bis zu dem Zeitpunkt, an dem Carotinoid–“Mangel“ -bezogene klinische Entitäten entdeckt werden, ist die einzige natürliche physiologische Rolle, die als wichtig erkannt wird, die der Provitamin-A-Aktivität von Carotinen, insbesondere β-Carotin.Ein ungewöhnlich hoher Verzehr verschiedener Carotinoide über die Nahrung wurde mit einer Verringerung des Risikos für verschiedene chronische Krankheiten in Verbindung gebracht, insbesondere für Lungenkrebs, Magen-Darm-Trakt und Bauchspeicheldrüse; Herz-Kreislauf-Erkrankungen; und sowohl Katarakt als auch altersbedingte Makuladegeneration (19-22). Die meisten unterstützenden Daten stammen aus epidemiologischen Beobachtungsstudien, in denen das Risiko (Prävalenz oder Inzidenz) dieser Erkrankungen bei Personen verglichen wurde, die wenig oder gar kein Gemüse konsumieren (oft das unterste Dezil oder Quintil in der Studienpopulation) mit denen, die am meisten konsumieren (27-30). Andere Analysen und Beobachtungsstudien haben diese angeblichen Beziehungen nicht unterstützt (31, 32).Noch besorgniserregender sind die Ergebnisse mehrerer großer, besonders gut durchgeführter randomisierter klinischer Studien. Randomisierte Studien sind der „Goldstandard“, um den Wert der Umkehrung eines „Mangels“ oder der Erhöhung der Aufnahme einer bestimmten Substanz in pharmazeutischen Mengen nachzuweisen. Diese haben keine konsistente Verringerung der Inzidenz von Krebs oder Krebstodesfällen oder von Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Personen gefunden, die zufällig β-Carotin mit oder ohne α-Tocopherol oder Retinol erhalten (33-35). Schlimmer noch, in 2 dieser Studien, in denen speziell Teilnehmer mit hohem Lungenkrebsrisiko (Raucher und / oder Asbestarbeiter) eingeschlossen waren, schienen die Wirkstoffe das Risiko für die Entwicklung von Lungenkrebs zu erhöhen (34, 35). Nachfolgende systematische Übersichten der Literatur bestätigen das Potenzial für erhöhte Krebsrisiken durch β-Carotin-Supplementierung (36, 37).

Warum diese scheinbar widersprüchlichen klinischen und epidemiologischen Ergebnisse? Der offensichtlichste Grund ist, dass rein Beobachtungsstudien anfällig für Verzerrungen sind. Menschen, die am meisten Salat essen, unterscheiden sich wahrscheinlich in vielerlei Hinsicht von denen, die viel weniger essen. Während diese Studien angeblich für andere Unterschiede im Lebensstil und bekannte Risiken „anpassen“, können sie nicht für sie alle „anpassen“, noch notwendigerweise für die wichtigsten. Keine Studie kann Daten zu jeder potenziell wichtigen Variablen sammeln, und die wichtigsten Variablen sind möglicherweise nicht einmal bekannt. Auch wenn der häufige Verzehr von Salat allein das Risiko für bestimmte Krankheiten verringert, enthalten Salate eine enorme Anzahl verschiedener Verbindungen, nicht nur β-Carotin oder Carotinoide im Allgemeinen.Es ist klar, dass neue und sehr unterschiedliche Forschungsdesigns erforderlich sind, um herauszufinden, welche Carotinoide (oder Kombinationen von Carotinoiden) aus der Nahrung wichtig sind, um die Gesundheit zu fördern und Krankheiten vorzubeugen, wenn es tatsächlich Krankheiten gibt, die durch eine erhöhte Carotinoidaufnahme verhindert werden können. Die Tatsache, dass Lutein und Zeaxanthin in der Makula hochkonzentriert sind, deutet stark darauf hin, dass sie eine wichtige physiologische Rolle spielen könnten (38). In der Zwischenzeit werden die meisten Carotinoid-Wissenschaftler weiterhin auf molekularer Ebene arbeiten und die Mechanismen aufklären, durch die Carotinoide die Gesundheit beeinflussen können, sei es durch ihre antioxidativen, lichtabsorbierenden oder anderen Eigenschaften. Wir müssen jedoch bedenken, dass andere Nährstoffe, von denen angenommen wird, dass sie antioxidative Eigenschaften haben, wie beispielsweise die Vitamine E und C, und die in Beobachtungsstudien mit einem verringerten Risiko der Kataraktbildung beim Menschen in Verbindung gebracht werden, keinen solchen Nutzen gezeigt haben, wenn sie in streng kontrollierten randomisierten Studien getestet wurden (39).Bis endgültige klinische Beweise verfügbar sind, können wir nur schließen, dass Menschen eine Vielzahl von Carotinoiden akkumulieren, aber ihre Bedeutung und Rolle bleiben ungewiss. Die einzige bekannte pathophysiologische Folge eines diätetischen Carotinoid- „Mangels“ bleibt die Provitamin-A-Aktivität von Carotin, insbesondere β-Carotin.

Die Verantwortlichkeiten der Autoren waren wie folgt: AS: Konzeption der Studie und Vorbereitung des Manuskripts; und KSV: Unterstützung bei der Datenerfassung und Überprüfung des Manuskripts. Keiner der Autoren berichtete von einem Interessenkonflikt.

FUßNOTEN