Alzheimer ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die durch den Abbau kognitiver Fähigkeiten gekennzeichnet ist. Da es derzeit keine Heilung gibt, konzentriert sich die Forschung zunehmend auf Präventionsstrategien. In diesem Zusammenhang rücken der Konsum von Kaffee und seine Inhaltsstoffe, insbesondere Koffein, in den Fokus. Dieser Artikel beleuchtet aktuelle Studien und Erkenntnisse zum Thema Kaffee und Alzheimer-Prävention.
Die Rolle von Methylxanthinen
„Natürliche Methylxanthine, deren bekanntester Vertreter Koffein ist, sind pharmakologisch wirksame Substanzen, die dem Körper über die Nahrung - beispielsweise Kaffee, Tee und Kakao - zugeführt werden. Neben Koffein zählen Theobromin und Theophyllin zu den natürlich vorkommenden Methylxanthinen, wohingegen es sich u. a. bei Propentofyllin und Pentoxifyllin um synthetisch hergestellte Methylxanthine handelt. Die einzelnen Vertreter dieser Substanzklasse zeigen ähnliche Wirkungen auf den Organismus, allerdings in unterschiedlich starker Ausprägung. Aufgrund der blutdruckerhöhenden Wirkung sowie des Auftretens von Herzrhythmusstörungen wurden Methylxanthine lange Zeit als potenziell negativ bewertet. Dieses Bild hat sich in den vergangenen Jahren jedoch gewandelt“, erklärt Prof. Dr. habil. Marcus Grimm, Studiengangsleiter im Bachelor-Studiengang Ernährungstherapie und -beratung am Campus Rheinland in Leverkusen. Demnach werden sowohl die natürlich vorkommenden Methylxanthine als auch die synthetischen zur Behandlung verschiedener Krankheiten eingesetzt, in erster Linie bei akuten und chronischen Atemwegs-erkrankungen, da sie die Atemwege erweitern und die Funktion der Atemmuskulatur verbessern. Zudem wirken sich Methylxanthine potenziell protektiv bei neurodegenerativen Erkrankungen aus.
Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. habil. Marcus Grimm konnte bereits in einer früheren Studie zeigen, dass Methylxanthine die molekularen Mechanismen, die der Alzheimer-Erkrankung zugrunde liegen, positiv beeinflussen können. Alzheimer ist durch die Freisetzung eines kleinen Eiweißmoleküls, Amyloid-β-Peptid genannt, aus einem größeren Vorläufereiweißmolekül gekennzeichnet. Die freigesetzten Amyloid-β-Peptide lagern sich im Verlauf der Erkrankung zu den charakteristischen senilen Plaques im Gehirn zusammen. Weiterhin hat sich in verschiedenen Studien gezeigt, dass sich Methylxanthine auf die Blutfette, insbesondere die Triglyceride, auswirken können. Bisher war jedoch unbekannt, ob sich die einzelnen Methylxanthine bezüglich der Zusammensetzung der Fette identisch verhalten und inwieweit sie sich unterschiedlich auf weitere Lipidklassen, die bei der Alzheimer-Erkrankung eine Rolle spielen, auswirken. Ziel der aktuell erschienenen Studie von Prof. Dr. habil.
In der Studie wurden die hauptsächlich vorkommenden natürlichen Methylxanthine (Koffein, Theobromin und Theophyllin) und die synthetisch pharmakologisch eingesetzten (Propentofyllin und Pentoxifyllin) untersucht. Hierbei zeigte sich, dass es Methylxanthin-induzierte Effekte auf die Zusammensetzung der Lipide gibt, die von der Methylxanthin-Klasse abhängen, es jedoch auch individuelle Effekte einzelner Methylxanthine auf die Lipidzusammensetzung gibt. Während seiner Habilitation an der Universität des Saarlandes etablierte Prof. Dr. habil. Marcus Grimm ein molekular- und zellbiologisches Forschungslabor, das als zusätzlichen Schwerpunkt die Analyse von Fetten betreibt.
Einfluss auf Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen
Alzheimer ist durch die Ablagerung von Beta-Amyloid-Plaques zwischen den Nervenzellen und die Bildung von Tau-Fibrillen im Inneren der Nervenzellen gekennzeichnet. Diese Ablagerungen stören die Kommunikation zwischen den Nervenzellen und führen letztendlich zum Absterben der Zellen.
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Frühere Studien der Arbeitsgruppe von Grimm haben gezeigt, dass Methylxanthine sowohl die Freisetzung des Amyloid-β-Peptids als auch die Aggregation des Amyloid-β-Peptids reduzieren und somit die Entstehung sowie den Verlauf der Alzheimer-Erkrankung hemmen können.
Günstiger Einfluss von Koffein auf das Lipidprofil
Die aktuell erschienene Studie von Grimm und seinem Team an der Universität des Saarlandes in Kooperation mit der SRH Hochschule für Gesundheit untersuchte den Einfluss unterschiedlicher Methylxanthine auf Zell-Linien mit neuronalen Eigenschaften. Hierbei zeigte sich, dass Koffein das Lipidprofil bezüglich der Alzheimer-Krankheit in den analysierten neuronalen Zell-Linien günstig beeinflusst.
Das Fazit von Grimm: Methylxanthine und insbesondere Koffein können einen wichtigen Baustein in der Prophylaxe und der Verlangsamung des Krankheitsverlaufs darstellen - neben weiteren Maßnahmen wie einer gesunden Diät mit einem hohen Anteil an mehrfach ungesättigten langen Fettsäuren.
Espresso und die Hemmung von Tau-Proteinen
Eine aktuelle Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Journal of Agricultural and Food Chemistry hat nun ergeben, dass Espresso die Bildung dieser „Tau-Fibrillen“ verhindern kann. Die Wissenschaftler:innen untersuchten hierfür die chemische Zusammensetzung einer Espresso-Kaffee-Mischung. Es handelt sich dabei um Arabica-Kaffee aus Südamerika sowie Robusta-Kaffee aus Afrika und Südwestasien. Aus den gemahlenen Bohnen stellten sie die Kaffeemischung her und kochten so den Espresso. Die chemische Zusammensetzung untersuchten sie anschließend mit einer Kernspinresonanz-Spektroskopie. Vor allem prüften sie die Wirkung der im Espresso enthaltenen vier Substanzen: Koffein, Trigonellin, Genistein und Theobromin.
Im Labor beobachteten sie dann bis zu 40 Stunden lang die Reaktion der einzelnen Substanzen, sowie dem gesamten Espresso-Extrakt mit den „Tau-Eiweißen“. Dabei kam das Forschungsteam zu folgenden Ergebnissen:
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- Koffein und Genistein zeigten eine Wirkung
- „Tau-Fibrillen“ wurden kürzer - diese führen nicht zu weiteren Verklumpungen und wirken nicht toxisch
- „Tau-Fibrillen“ bildeten keine größeren Fasern
- Stärkste Wirkung hatte der gesamte Espresso-Extrakt
Die Forschenden haben auf Grundlage handelsüblicher Bohnen Espresso zubereitet und als Inhaltsstoffe Koffein, Trigonellin, Genistein und Theobromin für Experimente ausgewählt. Letzteres ist eine anregende Substanz, die auch in Schokolade vorkommt. Das Tau-Protein wurde mit diesen Stoffen gemischt und die Mischung dann vierzig Stunden lang unter kontrollierten Bedingungen beobachtet. Die Fasern erwiesen sich als nicht-toxisch für die Zellen und fungierten nicht als "Saat" für eine weitere Ansammlung. Sowohl Espressoextrakt als auch Koffein konnten zudem vorgeformte Tau-Fasern binden.
Das Ergebnis der Studie zeigt, dass Espresso gegen neurodegenerative Erkrankungen wirken kann. Dazu zählt auch Parkinson. Wichtig ist jedoch zu beachten, dass es sich bei der Studie um eine Forschung im Labor und nicht an einem Menschen handelt. Hierfür bedarf es weitere Forschungsarbeit.
Die Bedeutung der Zubereitungsmethode
Espresso ist nicht nur starker Kaffee, sondern ein Getränk, das bei hohem Druck durch fein gemahlenes Kaffeepulver gepresst wird. Espresso kommt auch in vielen Varianten wie Americano/Verlängerter, Latte Macchiato oder Espresso Martini vor. Die Bohnen unterscheiden sich in Zusammensetzung und Röstung von gewöhnlichem Kaffee. Ob die Ergebnisse auf andere Kaffeezubereitungsarten übertragbar sind, schreiben die Forschenden allerdings nicht.
Moderater Kaffeekonsum und kognitiver Abbau
Eine auf der „Alzheimer's Association International Conference“ vorgestellte Beobachtungsstudie untersuchte Assoziationen zwischen Kaffeekonsum und kognitiver Leistungsfähigkeit. Die fast 8.500 Teilnehmenden wurden in Gruppen mit hohem Konsum (mindestens vier Tassen pro Tag, 18% der Teilnehmenden), moderatem Konsum (eins bis vier Tassen pro Tag, 58% der Teilnehmenden) und keinem Konsum (25% der Teilnehmenden) eingeteilt und ihre kognitive Leistungsfähigkeit über mehrere Jahre beobachtet. In den Analysen wurden zudem die Kofaktoren Alter, Geschlecht, Townsend-Index als Marker für den sozioökonomischen Status, ApoE4-Status und der Body-Mass-Index (BMI) berücksichtigt. Während des durchschnittlichen Beobachtungszeitraums von fast neun Jahren wurden die Teilnehmenden noch mindestens zweimal für kognitive Testungen vorstellig. Das Ergebnis: Moderater Kaffeekonsum hing im Vergleich zu sehr starkem Kaffeekonsum mit einem eher niedrigeren Rückgang fluider Intelligenz zusammen.
Die Tücke der Dosis: Zu viel Kaffee kann schaden
Der Konsum von mehr als drei Tassen Kaffee pro Tag steht im Zusammenhang mit einem schnelleren Abbau der kognitiven Fähigkeiten im Laufe der Zeit. Dies zeigen die Ergebnisse einer großen Studie mit den Daten von fast 8.500 Erwachsenen über 60 Jahren. Die Forscher untersuchten die Auswirkungen unterschiedlicher Kaffee- und Teemengen auf die fluide Intelligenz - ein Maß für kognitive Funktionen wie abstraktes Denken, Mustererkennung und logisches Denken.
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"Es ist ein altes Sprichwort, dass ein Zuviel von irgendetwas nicht gut ist. Es geht um Ausgewogenheit, also ist mäßiger Kaffeekonsum in Ordnung, aber zu viel ist wahrscheinlich nicht empfehlenswert", sagte Studienleiter Dr. Kelsey R. Sewell vom Advent Health Research Institute, Orlando, gegenüber Medscape Medical News.
Im Vergleich zu Personen mit hohem Kaffeekonsum (vier oder mehr Tassen täglich) zeigten Personen, die nie Kaffee konsumierten und solche mit mäßigem Konsum einen langsameren Rückgang der fluiden Intelligenz. Dies gilt für eine durchschnittliche Nachbeobachtungszeit von 8,83 Jahren.
"Wir können sehen, dass diejenigen mit hohem Kaffeekonsum den steilsten Rückgang der fluiden Intelligenz über die Nachbeobachtungszeit zeigten, verglichen mit denen mit mäßigem Kaffeekonsum und denjenigen, die nie Kaffee konsumierten", berichtet Sewell und verweist auf die veranschaulichenden Diagramme. Gleichzeitig "deuten unsere Daten darauf hin, dass mäßiger Kaffeekonsum über diesen Zeitraum hinweg als eine Art Schutzfaktor gegen kognitiven Verfall dienen kann", fügte sie hinzu.
Tee als Alternative?
Beim Teekonsum, ebenfalls von der Forschungsgruppe analysiert, zeigte sich ein gegenläufiges Muster: Während bei Personen, die sehr häufig Tee tranken, der Rückgang der kognitiven Leistungsfähigkeit im Sinne fluider Intelligenz besonders schwach war, war der Rückgang bei Nie-Tee-Trinkenden besonders stark. Personen, die nie Tee tranken, verzeichneten einen stärkeren Rückgang der fluiden Intelligenz im Vergleich zu Personen mit mäßigem Konsum oder hohem Konsum.
Weitere Forschung notwendig
Da es sich um eine Beobachtungsstudie handelt, "benötigen wir noch randomisierte kontrollierte Studien, um den neuroprotektiven Mechanismus von Kaffee- und Teeinhaltsstoffen besser zu verstehen", so Sewell.
Auf die Frage eines Tagungsteilnehmers, wie mäßiger Kaffeekonsum schützend wirken könnte, antwortete Sewell, dass es wahrscheinlich "verschiedene Ebenen von Mechanismen" gebe, unter anderem auf molekularer Ebene (möglicherweise unter Einbeziehung der Amyloid-Toxizität) und auf der Verhaltensebene (möglicherweise unter Einschluss der Schlafmuster).
Sewell äußerte die Hoffnung, dass diese Forschungsrichtung zu neuen Wegen in der Erforschung von Präventionsstrategien für die Alzheimer-Krankheit führen wird: "Wir hoffen, dass der Konsum von Kaffee und Tee zur Entwicklung einer sicheren und kostengünstigen Strategie zur Verzögerung des Ausbruchs und zur Verringerung der Häufigkeit der Alzheimer-Krankheit beitragen könnte".
Weitere präventive Maßnahmen
Eine Alzheimererkrankung kann auch durch andere Maßnahmen vorgebeugt werden. Bislang gelten folgende Empfehlungen:
- Geistige und körperliche Aktivitäten
- Pflege von sozialen Kontakten
- Ausgewogene Ernährung (Obst, Gemüse, Nüsse, Olivenöl, Getreide und Hülsenfrüchte)
- Verzicht auf übermäßigen Alkoholkonsum