Biomarker für den Kaffeekonsum
Auf der Suche nach neuen Biomarkern für Ernährungs- und Gesundheitsstudien, hat ein Forschungsteam vom Leibniz-Institut für Lebensmittel- Systembiologie an der Technischen Universität München (LSB) drei Stoffwechselprodukte identifiziert und strukturell charakterisiert, die als spezifische Marker für den individuellen Kaffeekonsum in Frage kämen.
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Dabei handelt es sich um Abbauprodukte einer Substanzgruppe, die bei der Kaffeeröstung in grösseren Mengen entsteht, sonst aber nur selten in anderen Nahrungsmitteln vorkommt. Dies und die Tatsache, dass sich die potenziellen Biomarker bereits in sehr geringen Urinmengen nachweisen lassen, machen sie für künftige Humanstudien interessant.
Mit rund 168 Litern pro Jahr und Person ist Kaffee laut Statista das mit Abstand beliebteste Heissgetränk Deutschlands. Die Schweizer trinken im internationalen Vergleich nicht nur qualitativ sehr hochwertigen Kaffee, sie trinken auch sehr viel davon. Rund acht Kilo Rohkaffee werden in der Schweiz jährlich pro Kopf konsumiert, das entspricht rund drei Tassen täglich (Quelle: www.swissfairtrade.ch).
Kaffee ist nicht nur ein Genussmittel, sondern weist auch gesundheitlich positive Eigenschaften auf. So sprechen zahlreiche Beobachtungsstudien dafür, dass ein moderater Kaffeekonsum mit einem verminderten Risiko für Altersdiabetes oder Lebererkrankungen assoziiert ist.
Biomarker statt Selbstauskunft
Hinsichtlich der getrunkenen Kaffeemengen sind solche Beobachtungsstudien jedoch auf die Selbstauskünfte der Teilnehmenden angewiesen, die schwer zu überprüfen sind. «Ergänzende Untersuchungen wären daher wünschenswert, bei denen sich der Kaffeekonsum objektiv anhand von Biomarkern überprüfen liesse, um den Gesundheitswert von Kaffee noch verlässlicher bestimmen zu können», sagt Roman Lang, der am LSB die Arbeitsgruppe Biosystems Chemistry & Human Metabolism leitet. Ältere Studien hatten zwar bereits auf Biomarker-Kandidaten hingewiesen, deren Urin-Konzentrationen stark mit der Höhe des Kaffeekonsums korrelierte. Die Forscher konnten die molekulare Struktur der Metaboliten jedoch nicht eindeutig identifizieren.
Identifizierung mit analytischer Hochleistungstechnologien
Jetzt untersuchte das Team um Roman Lang im Rahmen einer Pilotstudie die Urinproben von sechs Personen, nachdem sie drei Stunden zuvor 400 ml Kaffee konsumiert hatten. Mit Hilfe analytischer Hochleistungstechnologien sowie unter Zuhilfenahme selbst hergestellter Referenzsubstanzen ist es dem Team gelungen, drei Biomarker-Kandidaten im Urin zu identifizieren und erstmals deren chemische Struktur eindeutig zu bestimmen.
Bei diesen handelt es sich um ein
- Glucuronsäure-Konjugat von Atractyligenin, dessen Glykoside in relativ hohen Konzentrationen in Kaffeegetränken enthalten sind, sowie
- zwei Glucuronsäure-Derivate eines Atractyligenin-Oxidationsproduktes.
«Unsere Erkenntnisse tragen dazu bei, die Biomarkerforschung voranzubringen», sagt Roman Lang. Es müssten nun Dosis-Wirkungs-Studien, Studien zur Pharmakokinetik sowie Humanstudien mit deutlich grösseren Probandenzahlen folgen, um die Biomarker-Tauglichkeit der identifizierten Substanzen zu prüfen, so der Wissenschaftler weiter.
Veronika Somoza, Direktorin des Freisinger Leibniz-Instituts ergänzt: «Lebensmittelspezifische Biomarker sind wichtige Werkzeuge, um die gesundheitlichen Wirkungen von Nahrungsmitteln zu erforschen. Daher ist ein Teil unserer wissenschaftlichen Arbeiten am LSB auch auf die Suche nach Biomarkern für den Lebensmittelkonsum ausgerichtet.»PS
