Wir nehmen Antioxidantien auf, als wären sie ein magisches Elixier, das unser Leben verlängern könnte. Im besten Fall sind sie jedoch einfach unwirksam, und im schlimmsten Fall können sie unseren irdischen Weg verkürzen. Der Kolumnist von BBC Future erklärt, warum.
Linus Pauling machte einen schwerwiegenden Fehler, als er beschloss, einige Dinge in seinem traditionellen Frühstück zu ändern.
1964, im Alter von 65 Jahren, begann er, Orangensaft, den er morgens trank, mit Vitamin C zu versorgen.
Es war, als würde man Coca-Cola Zucker hinzufügen, aber er glaubte aufrichtig und sogar zu eifrig, dass es nützlich sei.
Davor war sein Frühstück kaum ungewöhnlich. Das einzige, was besondere Erwähnung verdient, ist, dass er früh morgens gefrühstückt hat, bevor er selbst am Wochenende zur Arbeit bei Caltech ging.
Er war unermüdlich und seine Arbeit war außergewöhnlich fruchtbar.
Im Alter von 30 Jahren schlug er beispielsweise ein drittes Grundgesetz für die Wechselwirkung von Atomen in Molekülen vor, das auf den Prinzipien der Chemie und der Quantenmechanik basiert.
Zwanzig Jahre später half seine Arbeit an der Struktur von Proteinen (den Bausteinen allen Lebens) Francis Crick und James Watson 1953, die Struktur der DNA (die dieses Material codiert) zu entschlüsseln.
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Im folgenden Jahr erhielt Pauling den Nobelpreis für Chemie für seine Forschungen zur Natur chemischer Bindungen.
Nick Lane, Biochemiker am University College London, schrieb 2001 in seinem Buch Oxygen über ihn: "Pauling … war der Koloss der Wissenschaft des 20. Jahrhunderts, dessen Arbeit den Grundstein für die moderne Chemie legte."
Aber dann begann das "Zeitalter von Vitamin C". In seinem Bestseller von 1970, Wie man länger lebt und sich besser fühlt, erklärte Pauling, dass eine Ergänzung mit diesem Vitamin bei der Bekämpfung von Erkältungen helfen kann.
Er nahm 18.000 mg (18 g) dieser Substanz pro Tag ein, was übrigens 50-mal höher ist als der empfohlene Tageswert.
In der zweiten Ausgabe dieses Buches wurde die Grippe in die Liste der Krankheiten aufgenommen, gegen die Vitamin C wirksam kämpft.
In den 1980er Jahren, als sich HIV in den USA zu verbreiten begann, erklärte Pauling, dass Vitamin C das Virus ebenfalls heilen könne.
1992 schrieb das Time Magazine über seine Ideen, auf deren Cover die Überschrift "The Real Power of Vitamins" zur Schau stellte. Sie wurden als Heilmittel für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Katarakte und sogar Krebs angepriesen.
"Noch verlockender ist der Vorschlag, dass Vitamine den Alterungsprozess verlangsamen können", heißt es in dem Artikel.
Die Verkäufe von Multivitaminen und anderen Nahrungsergänzungsmitteln stiegen ebenso wie Paulings Ruhm.
Im Gegenteil, sein wissenschaftlicher Ruf litt darunter. Wissenschaftliche Studien in den nächsten Jahren haben wenig oder keine Beweise für die Vorteile von Vitamin C und vielen anderen Nahrungsergänzungsmitteln gezeigt.
Tatsächlich war jeder Löffel Vitamin Pauling, der seinem Orangensaft zugesetzt wurde, eher schädlich als hilfreich für seinen Körper.
Die Wissenschaft widerlegte seine Urteile nicht nur, sondern fand sie auch ziemlich gefährlich.
Paulings Theorien basierten auf der Tatsache, dass Vitamin C zu Antioxidantien gehört - eine spezielle Kategorie natürlicher Verbindungen, zu der auch Vitamin E, Beta-Carotin und Folsäure gehören.
Sie neutralisieren hochreaktive Moleküle, die als freie Radikale bekannt sind, und werden daher als vorteilhaft angesehen.
1954 identifizierte Rebecca Gershman, damals an der Universität von Rochester, New York, erstmals die mit diesen Molekülen verbundenen Gefahren.
1956 wurde ihre Hypothese von Denham Harman vom Labor für Medizinische Physik an der Universität von Kalifornien in Berkeley entwickelt, der erklärte, dass freie Radikale die Ursache für Zellzerstörung, verschiedene Krankheiten und letztendlich Alterung sind.
Während des gesamten 20. Jahrhunderts forschten Wissenschaftler weiter an diesem Thema, und bald fanden Harmans Ideen allgemeine Akzeptanz.
So funktioniert es. Der Prozess beginnt mit Mitochondrien, den mikroskopisch kleinen Motoren in unseren Zellen.
In ihren Membranen werden Nährstoffe und Sauerstoff in Wasser, Kohlendioxid und Energie umgewandelt.
So erfolgt die Zellatmung - ein Mechanismus, der als Energiequelle für alle komplexen Lebensformen dient.
Undichte Wassermühlen
Aber so einfach ist das nicht. Dieser Prozess erfordert neben Nährstoffen und Sauerstoff einen konstanten Fluss negativ geladener Teilchen - Elektronen.
Der Elektronenfluss durchläuft vier Proteine in Mitochondrienmembranen, die mit Wassermühlen verglichen werden können. So beteiligt er sich an der Produktion des Endprodukts - Energie.
Diese Reaktion steht im Mittelpunkt all unserer Aktivitäten, ist aber nicht perfekt.
Elektronen können aus drei Zellmühlen "austreten" und mit nahe gelegenen Sauerstoffmolekülen reagieren.
Dadurch entstehen freie Radikale - sehr aktive Moleküle mit einem freien Elektron.
Um die Stabilität wiederherzustellen, zerstören freie Radikale die Systeme um sie herum und nehmen Elektronen von lebenswichtigen Molekülen wie DNA und Proteinen, um ihre eigene Ladung aufrechtzuerhalten.
Harman und viele andere haben argumentiert, dass die Bildung freier Radikale, obwohl sie klein ist, allmählich den gesamten Körper schädigt und Mutationen verursacht, die zum Altern und verwandten Krankheiten wie Krebs führen.
Kurz gesagt, Sauerstoff ist die Quelle des Lebens, kann aber auch ein Faktor für Alterung, Krankheit und schließlich Tod sein.
Sobald freie Radikale mit Alterung und Krankheit in Verbindung gebracht wurden, wurden sie als Feinde angesehen, die aus unserem Körper vertrieben werden sollten.
Im Jahr 1972 schrieb Harman beispielsweise: „Durch die Verringerung der Menge [freier Radikale] im Körper wird die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus erwartet, wodurch eine Person zusätzliche Jahre eines gesunden Lebens erhält. Wir hoffen, dass [diese Theorie] zu fruchtbaren Experimenten führen wird, die darauf abzielen, die Dauer eines gesunden menschlichen Lebens zu verlängern."
Er sprach über Antioxidantien - Moleküle, die Elektronen von freien Radikalen aufnehmen und die von ihnen ausgehende Bedrohung verringern.
Und die Experimente, auf die er gehofft hatte, wurden sorgfältig durchgeführt und über mehrere Jahrzehnte viele Male wiederholt. Ihre Ergebnisse waren jedoch nicht sehr überzeugend.
Beispielsweise wurden in den 1970er und 80er Jahren Mäusen - dem häufigsten Labortier - verschiedene Antioxidantien mit Nahrung oder durch Injektion verabreicht.
Einige von ihnen wurden sogar genetisch verändert, so dass Gene für bestimmte Antioxidantien aktiver sind als bei normalen Labormäusen.
Wissenschaftler haben verschiedene Methoden angewendet, aber sie haben sehr ähnliche Ergebnisse erzielt: Der Überschuss an Antioxidantien hat das Altern nicht verlangsamt und Krankheiten nicht verhindert.
"Niemand konnte zuverlässig nachweisen, dass sie (Antioxidantien - Hrsg.) Das Leben verlängern oder die Gesundheit verbessern können", sagt Antonio Henriquez vom Nationalen Zentrum für Forschung zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Madrid, Spanien. "Die Mäuse reagierten nicht viel auf die Ergänzungen."
Was ist mit Menschen? Im Gegensatz zu unseren kleineren Brüdern können Wissenschaftler Mitglieder unserer Gesellschaft nicht in Labors unterbringen, um ihre Gesundheit während ihres gesamten Lebens zu verfolgen, und alle externen Faktoren ausschließen, die das Endergebnis beeinflussen können.
Das einzige, was sie tun können, ist eine langfristige klinische Studie zu organisieren.
Sein Prinzip ist sehr einfach. Zunächst müssen Sie eine Gruppe von Menschen finden, die ungefähr gleich alt sind, in derselben Gegend leben und einen ähnlichen Lebensstil führen. Dann müssen Sie sie in zwei Untergruppen aufteilen.
Der erste erhält die zu testende Ergänzung, während der zweite eine Pille oder ein Placebo erhält.
Um die Reinheit des Experiments sicherzustellen, muss niemand genau wissen, was die Teilnehmer vor dem Ende der Studie erhalten - selbst diejenigen, die die Pillen abgeben.
Diese als Doppelblindtest bekannte Technik gilt als Maßstab in der pharmazeutischen Forschung.
Seit den 1970er Jahren haben Wissenschaftler viele ähnliche Experimente durchgeführt, um herauszufinden, wie sich Antioxidantien auf unsere Gesundheit und Langlebigkeit auswirken. Die Ergebnisse waren enttäuschend.
Beispielsweise wurde 1994 in Finnland eine Studie mit 29.133 Rauchern im Alter von 50 bis 60 Jahren durchgeführt.
In der Beta-Carotin-Supplement-Gruppe stieg die Inzidenz von Lungenkrebs um 16%.
Ähnliche Ergebnisse wurden durch eine amerikanische Studie mit Frauen erzielt, die in die Zeit nach der Menopause eintraten.
Sie nahmen 10 Jahre lang täglich Folsäure (eine Art B-Vitamin) ein, und danach stieg ihr Brustkrebsrisiko um 20% im Vergleich zu denen, die das Präparat nicht einnahmen.
Von da an wurde es nur noch schlimmer. Eine 1996 veröffentlichte Studie mit mehr als 1.000 starken Rauchern musste etwa zwei Jahre vor dem geplanten Zeitpunkt abgebrochen werden.
Nach nur vierjähriger Einnahme von Beta-Carotin und Vitamin A nahmen die Lungenkrebsfälle um 28% und die Todesfälle um 17% zu.
Und das sind nicht nur Zahlen. Die Supplement-Gruppe hatte jedes Jahr 20 Todesfälle mehr als die Placebo-Gruppe.
Dies bedeutet, dass in den vier Jahren der Studie 80 weitere Menschen starben.
Die Autoren bemerkten: "Die Studienergebnisse sprechen stark dafür, dass Beta-Carotin-Präparate sowie Beta-Carotin in Kombination mit Vitamin A nicht eingenommen werden."
Tödliche Ideen
Natürlich geben uns diese bemerkenswerten Studien nicht das vollständige Bild. Einige Studien haben die Vorteile von Antioxidantien gezeigt, insbesondere in Fällen, in denen die Teilnehmer nicht richtig essen konnten.
Die Ergebnisse einer wissenschaftlichen Überprüfung von 2012, die auf 27 klinischen Studien zur Wirksamkeit verschiedener Antioxidantien basiert, sprechen jedoch nicht für Letzteres.
In nur sieben Studien wurde festgestellt, dass eine Supplementierung einen gewissen Nutzen für die Gesundheit hat und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Bauchspeicheldrüsenkrebs senkt.
Zehn Studien zeigten keine Vorteile von Antioxidantien - die Ergebnisse waren so, als würden alle Patienten ein Placebo erhalten (obwohl dies in Wirklichkeit natürlich nicht der Fall war).
Die Ergebnisse der verbleibenden 10 Studien zeigten, dass sich viele Patienten in einem signifikant schlechteren Zustand befanden als vor der Einnahme von Antioxidantien. Darüber hinaus stieg unter ihnen die Inzidenz von Lungenkrebs und Brustkrebs.
"Der Vorschlag, dass eine Antioxidans-Ergänzung eine magische Heilung ist, ist völlig unbegründet", sagt Henriquez.
Linus Pauling wusste nicht einmal, dass seine eigenen Ideen tödlich sein könnten.
Vor der Veröffentlichung der Ergebnisse zahlreicher groß angelegter klinischer Studien starb er 1994 an Prostatakrebs.
Vitamin C war überhaupt kein Allheilmittel, obwohl Pauling bis zu seinem letzten Atemzug darauf bestand. Aber ist der erhöhte Verbrauch mit zusätzlichen Risiken verbunden?
Es ist unwahrscheinlich, dass wir es jemals sicher wissen werden. Angesichts der Tatsache, dass viele Studien die Aufnahme von Antioxidantien mit Krebs in Verbindung bringen, kommt dies jedoch nicht ganz in Frage.
Eine Studie des US National Cancer Institute aus dem Jahr 2007 ergab beispielsweise, dass Männer, die ein Multivitaminpräparat einnahmen, das doppelte Risiko hatten, an Prostatakrebs zu sterben, als Männer, die dies nicht taten.
Und im Jahr 2011 ergab eine ähnliche Studie an 35.533 gesunden Männern, dass die Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln mit Vitamin E und Selen das Risiko für Prostatakrebs um 17% erhöhte.
Seit Harman seine berühmte Theorie der freien Radikale und des Alterns vorgeschlagen hat, haben Wissenschaftler die klare Trennung von Antioxidantien und freien Radikalen (Oxidationsmitteln) schrittweise aufgegeben. Es gilt jetzt als veraltet.
Antioxidans ist nur ein Name, der die Natur einer bestimmten Substanz nicht vollständig widerspiegelt.
Nehmen Sie zum Beispiel Paulings geliebtes Vitamin C. Bei richtiger Dosierung neutralisiert es hochaktive freie Radikale, indem es ein freies Elektron wegnimmt. Er wird ein "molekularer Märtyrer", nimmt den Schlag und schützt die Zellen um ihn herum.
Durch die Aufnahme eines Elektrons wird es jedoch selbst zu einem freien Radikal, das Zellmembranen, Proteine und DNA schädigen kann.
Wie der Lebensmittelchemiker William Porter 1993 schrieb: "[Vitamin C] ist der wahre zweiseitige Janus, Dr. Jekyll und Mr. Hyde, ein Oxymoron von Antioxidantien."
Glücklicherweise kann das Reduktaseenzym unter normalen Umständen das antioxidative Erscheinungsbild von Vitamin C wiederherstellen.
Aber was ist, wenn es so viel Vitamin C gibt, dass das Enzym einfach nicht damit umgehen kann?
Trotz der Tatsache, dass eine solche Vereinfachung komplexer biochemischer Prozesse nicht in der Lage ist, das Wesentliche des Problems widerzuspiegeln, zeigen die Ergebnisse der obigen klinischen Studien, wozu dies führen kann.
Teile und herrsche
Antioxidantien haben eine dunkle Seite. Darüber hinaus wirkt sich auch ihre positive Seite nicht immer positiv auf uns aus - angesichts der wachsenden Beweise, dass freie Radikale auch für unsere Gesundheit wichtig sind.
Wir wissen jetzt, dass freie Radikale oft als molekulare Botenstoffe wirken, die Signale von einem Teil der Zelle zu einem anderen senden. Sie regulieren also die Prozesse von Wachstum, Teilung und Zelltod.
Freie Radikale spielen in jeder Phase der Existenz einer Zelle eine sehr wichtige Rolle. Ohne sie würden die Zellen unkontrolliert weiter wachsen und sich teilen - ein Prozess namens Krebs.
Ohne freie Radikale würden wir auch eher Infektionen bekommen. Unter Stressbedingungen, die durch das Eindringen unerwünschter Bakterien oder Viren in den menschlichen Körper verursacht werden, werden freie Radikale aktiver produziert und wirken als stilles Signal für das Immunsystem.
Infolgedessen beginnen sich Zellen an der Spitze unserer Immunabwehr - Makrophagen und Lymphozyten - zu teilen und das Problem zu bekämpfen. Wenn es ein Bakterium ist, werden sie es schlucken, wie Pacman, der blaue Geist im beliebten Computerspiel.
Die Bakterien werden gefangen, aber noch am Leben. Um dies zu beheben, sind freie Radikale wieder in Aktion.
In der Immunzelle werden sie für genau das verwendet, wofür sie einen schlechten Ruf haben: Töten und Zerstören. Der Eindringling wird in Stücke gerissen.
Eine gesunde Immunantwort hängt von Anfang bis Ende vom Vorhandensein freier Radikale im Körper ab.
Die Genetiker João Pedro Magalhães und George Church schrieben 2006: „Feuer ist gefährlich, aber die Menschen haben gelernt, es zu ihrem eigenen Besten einzusetzen. Ebenso scheinen Zellen in der Lage gewesen zu sein, Mechanismen zur Kontrolle und Nutzung von [freien Radikalen] zu entwickeln."
Mit anderen Worten, es lohnt sich nicht, freie Radikale mit Antioxidantien loszuwerden.
"In diesem Fall sind wir gegen einige Infektionen schutzlos", betont Enriquez.
Glücklicherweise verfügt der menschliche Körper über Systeme, die für die Aufrechterhaltung der Stabilität biochemischer Prozesse verantwortlich sind.
Bei Antioxidantien wird der Überschuss aus dem Blutkreislauf in den Urin entfernt. "Sie werden einfach auf natürliche Weise aus dem Körper ausgeschieden", sagt Cleva Villanueva vom National Polytechnic Institute in Mexiko-Stadt.
"Der menschliche Körper hat eine unglaubliche Fähigkeit, alles auszugleichen, so dass die Auswirkungen [der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln] ohnehin gering sind, und wir sollten dafür dankbar sein", sagt Lane.
Wir begannen uns an die mit Sauerstoff verbundenen Risiken anzupassen, selbst als die ersten Mikroorganismen dieses giftige Gas zu atmen begannen, und eine einfache Pille kann nicht ändern, was in Milliarden von Jahren der Evolution entstanden ist.
Niemand kann leugnen, dass Vitamin C ein wesentlicher Bestandteil eines gesunden Lebensstils ist, ebenso wie alle Antioxidantien.
Aber wenn diese Ergänzungen nicht von einem Arzt verschrieben werden, ist eine gesunde Ernährung immer noch der beste Weg, um Ihr Leben zu verlängern.
„Die Einnahme von Antioxidantien ist nur dann gerechtfertigt, wenn dem Körper tatsächlich eine bestimmte Substanz fehlt“, sagt Villanueva. "Es ist am besten, Antioxidantien aus Lebensmitteln zu erhalten, die einen bestimmten Satz von Antioxidantien enthalten, die in Kombination wirken."
"Eine Ernährung, die reich an Obst und Gemüse ist, ist normalerweise sehr gesund", sagt Lane. "Nicht immer, aber in den meisten Fällen ist es das."
Während die Vorteile dieser Diät häufig auf Antioxidantien zurückgeführt werden, ist ein gesundes Gleichgewicht von Prooxidantien und anderen Nährstoffen noch nicht sicher bekannt.
Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler versucht, die komplexe Biochemie von freien Radikalen und Antioxidantien zu verstehen, Hunderttausende von Freiwilligen für ihre Forschung gewonnen und Millionen für klinische Studien ausgegeben, aber die moderne Wissenschaft hat uns noch nichts Besseres angeboten als den Rat, den wir aus der Schule kennen: Essen Sie fünf Gemüse oder Obst jeden Tag.
Alex Riley
