DE102017102873A1 - Verwendung von Kollagenhydrolysat zur Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit und zur Stimulation des Fettabbaus - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Kollagenhydrolysat zur Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit mittels Erhöhung der mitochondrialen Aktivität. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung von Kollagenhydrolysat zur Stimulation des Fettabbaus, und insbesondere zur Reduktion des Körpergewichts, mittels Erhöhung der mitochondrialen Aktivität.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Kollagenhydrolysat zur Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit.
  • Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung von Kollagenhydrolysat zur Stimulation des Fettabbaus, und insbesondere zur Reduktion des Körpergewichts.
  • Kollagenhydrolysat, welches insbesondere durch die enzymatische Hydrolyse von kollagenhaltigen tierischen Ausgangsmaterialien hergestellt wird, besteht aus einem Gemisch von Peptiden, deren Molekulargewichte je nach Ausgangsmaterial und Herstellungsbedingungen über einen bestimmten Größenbereich verteilt sind. Die Verwendung von Kollagenhydrolysat als Nahrungsergänzungsmittel ist seit längerem bekannt, und zwar insbesondere zur Vorbeugung und/oder Behandlung von Beschwerden, die im Zusammenhang mit dem Knochen, den Gelenken oder dem Bindegewebe stehen, zumal eine stimulierende Wirkung der Kollagenpeptide auf die Synthese der körpereigenen extrazellulären Matrix in diesen Gewebetypen gezeigt werden konnte (siehe z.B. Bello et al., Curr. Med. Res. Opin. 2006 (22) 2221–2232).
  • Es wurde nun überraschend festgestellt, dass Kollagenhydrolysat auch zu einer Erhöhung der mitochondrialen Aktivität in menschlichen und tierischen Zellen führt, d.h. zu einer Erhöhung der Mitochondrienzahl pro Zelle und/oder zu einer Vergrößerung der einzelnen Mitochondrien.
  • Aus diesem Befund ergibt sich, dass Kollagenhydrolysat gemäß der vorliegenden Erfindung gezielt zur Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit und zur Stimulation des Fettabbaus bei Menschen und Tieren mittels Erhöhung der mitochondrialen Aktivität in deren Muskelzellen verwendet werden kann.
  • Die Ausdauerleistungsfähigkeit des menschlichen oder tierischen Körpers korreliert mit der Kapazität des aeroben Stoffwechsels, die Muskulatur über einen längeren Zeitraum mit der benötigten Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) zu versorgen. Entscheidend für die aerobe Kapazität ist die Sauerstoffaufnahme, die wiederum von drei Faktoren bestimmt wird: die Sauerstoffzufuhr über die Lunge, der Sauerstofftransport über das Herz-Kreislauf-System und die Sauerstoffverwertung in den Muskelzellen. Während die maximale Sauerstoffzufuhr durch die individuellen anatomischen Gegebenheiten (Gesamtoberfläche der Alveolen) im Wesentlichen vorgegeben ist, können der Sauerstofftransport und die Sauerstoffverwertung durch Training und andere Maßnahmen gesteigert werden, wobei in der Regel der letzte Schritt den entscheidenden, limitierenden Faktor darstellt. Die Ausdauerleistungsfähigkeit hängt daher wesentlich von der Anzahl der Mitochondrien (pro Muskelzelle bzw. in der Muskulatur insgesamt) ab, in denen die Sauerstoff verbrauchenden und ATP generierenden Reaktionen der Atmungskette ablaufen.
  • Generell bedeutet eine Erhöhung der mitochondrialen Aktivität, dass der Grundumsatz des Körpers steigt und eine höhere Menge an Nährstoffen pro Zeiteinheit zur Energiegewinnung verstoffwechselt wird. Eine höhere katabole Stoffwechselaktivität führt aber (bei gleichbleibender Nährstoffzufuhr) zwangsläufig zu einem vermehrten Abbau der körpereigenen Reserven, d.h. zu einer Stimulation des Fettabbaus. Der Abbau der aus dem Fettgewebe freigesetzten langkettigen Carbonsäuren erfolgt dabei im Wesentlichen im ganzen Körper und insbesondere in der Leber, so dass für diesen Aspekt der Erfindung, im Gegensatz zur Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit, nicht nur die Mitochondrien in den Muskelzellen relevant sind.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung von Kollagenhydrolysat umfasst insbesondere eine nicht-therapeutische Verwendung, d.h. eine Verabreichung des Kollagenhydrolysats an Personen oder Tiere, die im Hinblick auf ihre Ausdauerleistung oder ihr Körpergewicht nicht im medizinischen Sinne therapiebedürftig sind. Vielmehr erfolgt die Verwendung zum einen mit dem Ziel einer allgemein wünschenswerten Steigerung der Ausdauerleistungsfähigkeit. Dies kann zu einer Verbesserung der Lebensqualität beitragen und ist insbesondere für Sportler relevant. Zum anderen kann eine Reduktion des Körpergewichts durch Stimulation des Fettabbaus vor allem unter kosmetischen Gesichtspunkten erwünscht sein, d.h. zur Verbesserung der Körperproportionen.
  • Daneben umfasst die Erfindung aber auch die therapeutische Verwendung von Kollagenhydrolysat zur Vorbeugung und/oder Behandlung eines pathologischen Zustandes, der durch eine Verminderung der mitochondrialen Aktivität gekennzeichnet ist. Insbesondere kann der pathologische Zustand durch eine verminderte Ausdauerleistungsfähigkeit und/oder durch ein erhöhtes Körpergewicht gekennzeichnet sein.
  • Im Rahmen dieser therapeutischen Verwendung ist der pathologische Zustand bevorzugt ausgewählt aus Adipositas, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Herzrhythmusstörungen, Herzmuskelschwäche, Hypotonus, Bluthochdruck, Stoffwechselstörungen, Diabetes mellitus, metabolisches Syndrom, sideroblastische Anämie, Funktionsstörungen der Niere und der Leber, Neuropathie, Ataxie, epileptische Anfälle, Demenz, Morbus Alzheimer, Autismus, Depressionen, chronisches Erschöpfungssyndrom, Morbus Parkinson, Amyotrophe Lateralsklerose, Multiple Sklerose, Schlaganfall-ähnliche Symptome, Migräne, Myoklonus, Lähmungen, Neuralgien, Hyperpathien, Hyperästhesien, Schluckstörungen, Erbrechen, Verstopfung, Durchfall, Degeneration von Sehnervenfasern und der Netzhaut, gestörte Augenbewegung, Ptosis, Nachtblindheit, Schwerhörigkeit, Taubheit und Innenohrstörungen. Bei diesen Indikationen kann durch die Erhöhung der Mitochondrienzahl bzw. der mitochondrialen Aktivität ein therapeutischer Effekt erzielt werden.
  • Weil durch eine Erhöhung der mitochondrialen Aktivität der Glucosespiegel gesenkt wird, kann die Verabreichung von Kollagenhydrolysat auch einen positiven Effekt bei der Vorbeugung und/oder Behandlung von Krebs, d.h. von malignen Tumoren, aufweisen. Dies beruht auf der Überlegung, dass Tumorzellen ihren Energiebedarf in erster Linie durch anaeroben Stoffwechsel (Milchsäuregärung) decken und hierfür zwingend auf Glucose angewiesen sind. Ein erhöhter Glucoseverbrauch in den Körperzellen würde somit die Tumorzellen schwächen.
  • Es wurde im Rahmen der Erfindung auch festgestellt, dass Kollagenhydrolysat zu einer erhöhten Expression des Enzyms AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) führt. Dieses regulatorische Enzym beeinflusst ebenfalls den Energiestoffwechsel der Zelle, so dass auch eine Erhöhung der AMPK-Menge einen positiven Einfluss auf die Ausdauerleistungsfähigkeit und den Fettabbau hat. Möglicherweise besteht eine direkte Korrelation zwischen der durch Kollagenhydrolysat bedingten Erhöhung der mitochondrialen Aktivität und Erhöhung der AMPK-Expression.
  • Bei allen Verwendungen gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Kollagenhydrolysat bevorzugt enteral, insbesondere oral, verabreicht.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Kollagenhydrolysat in Form eines Nahrungsergänzungsmittels verabreicht. Besonders vorteilhaft ist die Darreichung in Form einer Lösung, z.B. in Form von fertigen Ampullen, oder in Form eines Pulvers. Auf Grund seiner guten Löslichkeit kann das Kollagenhydrolysat auch verschiedenen Getränken zugesetzt werden, ohne eine Trübung zu verursachen. Durch die Verwendung von geschmacksneutralem Kollagenhydrolysat kann die Akzeptanz beim Benutzer erhöht werden.
  • Das Nahrungsergänzungsmittel enthält gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung neben dem Kollagenhydrolysat keine weiteren Proteine oder Proteinhydrolysate. Verschiedene Proteine werden bei bekannten Nahrungsergänzungsmitteln für den Muskelaufbau und den Muskelerhalt, insbesondere bei Sportlern, mit dem Ziel eingesetzt, Kohlenhydrate und Fette als Energielieferanten zu einem großen Teil durch Proteine zu ersetzen. Die erfindungsgemäße Verwendung beruht jedoch nicht auf der Funktion von Kollagenhydrolysat als Energielieferant, sondern auf der oben beschriebenen, spezifischen Wirkung auf die mitochondriale Aktivität.
  • Dementsprechend enthält das Nahrungsergänzungsmittel bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung neben dem Kollagenhydrolysat keine weiteren physiologisch aktiven Bestandteile.
  • Alternativ umfasst die Erfindung aber auch den Fall, dass das Kollagenhydrolysat als Bestandteil einer (Nahrungs-)Zusammensetzung mit verschiedenen weiteren Bestandteilen verabreicht wird. Insbesondere kann das Kollagenhydrolysat einem Lebensmittel oder Genussmittel zugesetzt werden, z.B. einem Schokoriegel, Proteinriegel oder Cerealienriegel (sog. Functional Food), oder in Milch, Milchprodukten (z.B. Joghurt) und Milchersatz (z.B. Sojamilch, Mandelmilch und Kokosmilch).
  • Unabhängig von der Darreichungsform wird das Kollagenhydrolysat typischerweise in einer Menge von 1 bis 40 g pro Tag verabreicht, bevorzugt von 2,5 bis 30 g pro Tag, weiter bevorzugt von 10 bis 25 g pro Tag, und insbesondere von 12,5 bis 20 g pro Tag.
  • Sofern das Kollagenhydrolysat nicht als einziger physiologisch aktiver Bestandteil eines Nahrungsergänzungsmittels eingesetzt wird, kann es für die erfindungsgemäße Verwendung mit einer oder mehreren weiteren Komponenten kombiniert werden, die einen positiven Effekt auf die allgemeine Gesundheit aufweisen, und insbesondere auf die Ausdauerleistungsfähigkeit. Solche Komponenten sind bevorzugt ausgewählt aus Vitamin C, Vitaminen der B-, D-, E- und K-Reihe, konjugierten Linolensäuren, Coffein und dessen Derivaten, Guaranáextrakt, Grünteeextrakt, Epigallocatechingallat, Kreatin, L-Carnitin, α-Liponsäure, N-Acetylcystein, NADH, D-Ribose, Magnesiumaspartat, Antioxidantien wie Anthocyane, Carotinoide, Flavonoide, Resveratol, Glutathion und Superoxiddismutase, Mineralstoffen wie Eisen, Magnesium, Calcium, Zink, Selen und Phosphor, sowie weiteren Proteinen, Hydrolysaten oder Peptiden wie Soja-, Weizen- oder Molkenprotein.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung betriftt die Kombination des Kollagenhydrolysats mit Ubichinon-10 und/oder Ubichinol, d.h. der oxidierten bzw. reduzierten Form des Coenzyms Q10, wobei Ubichinol aufgrund seiner besseren Bioverfügbarkeit bevorzugt ist. Bereits bei einer täglichen Aufnahme von 50 bis 100 mg Ubichinol wurde ein positiver Effekt auf die körperliche Leistungsfähigkeit beobachtet, wobei eine Förderung der mitochondrialen Aktivität durch die antioxidative Wirkung des Ubichinols angenommen wird. Somit kann die Wirkung des Kollagenhydrolysats bei den oben genannten Indikationen, die mit einer mitochondrialen Dysfunktion einhergehen, auf diese Weise unterstützt werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Kombination des Kollagenhydrolysats mit Pyrrolochinolinchinon (PQQ) möglich, welches kürzlich als wichtiger Redox-Cofaktor entdeckt wurde.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Verabreichung von Kollagenhydrolysat mit einem Ausdauertraining oder einem Höhentraining kombiniert. Durch Ausdauertraining kann die aerobe Kapazität des Stoffwechsels erhöht werden. Es ist ferner bekannt, dass ein körperliches Training unter relativem Sauerstoffmangel (Hypoxietraining) einen starken Effekt auf die Ausdauerleistungsfähigkeit hat, so dass bei gleichzeitiger Gabe von Kollagenhydrolysat jeweils von einem synergetischen Effekt auszugehen ist. Dies ist insbesondere für Sportler von Interesse.
  • Das Molekulargewicht des verwendeten Kollagenhydrolysats kann gemäß der Erfindung über einen weiten Bereich variieren, wobei eine Obergrenze dadurch gegeben ist, dass Kollagenhydrolysat im Unterschied zu denaturiertem Kollagen oder Gelatine einen ausreichend hohen Hydrolysegrad aufweist, um bei Raumtemperatur wasserlöslich zu sein und nicht zu gelieren. Die löslichen Peptide des Kollagenhydrolysats können im Körper gut resorbiert werden. Typischerweise weist das Kollagenhydrolysat ein mittleres Molekulargewicht von 200 bis 25.000 Da auf, bevorzugt von 1.000 bis 6.000 Da, weiter bevorzugt von 1.500 bis 3.500 Da, und insbesondere von 2.800 bis 3.300 Da.
  • Das Kollagenhydrolysat ist günstigerweise durch enzymatische Hydrolyse eines kollagenhaltigen Ausgangsmaterials hergestellt. Für diese Hydrolyse werden insbesondere Endopeptidasen und/oder Exopeptidasen mikrobiellen oder pflanzlichen Ursprungs eingesetzt.
  • Das kollagenhaltige Ausgangsmaterial ist in der Regel ausgewählt aus Haut oder Knochen von Wirbeltieren, bevorzugt von Säugetieren, und insbesondere aus der Haut von Rindern oder Schweinen (Rinderspalt bzw. Schweineschwarte). Das Kollagenhydrolysat kann entweder in einem einstufigen Verfahren aus diesen Ausgangsmaterialien hergestellt sein oder über die Zwischenstufe Gelatine, wobei in diesem Fall sowohl Gelatine vom Typ A als auch vom Typ B verwendet werden kann.
  • Alternativ kann das Kollagenhydrolysat für die erfindungsgemäße Verwendung durch rekombinante Genexpression hergestellt sein. Durch den Einsatz von natürlichen Kollagensequenzen, insbesondere aus Rindern oder Schweinen, und deren Expression in gentechnisch modifizierten Zellen (z.B. Hefen, Bakterien oder Pflanzenzellen, insbesondere Tabak) können Produkte hergestellt werden, die mit den Hydrolyseprodukten der entsprechenden kollagenhaltigen Rohstoffe im Wesentlichen identisch sind. Dabei ist es möglich, eine engere bzw. exakt vorgegebene Molekulargewichtsverteilung zu erhalten. Alternativ können die Sequenzen durch Mutationen verändert werden, um bestimmte Eigenschaften des Produktes zu beeinflussen.
  • Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit und/oder zur Stimulation des Fettabbaus, und insbesondere zur Reduktion des Körpergewichts, mittels Erhöhung der mitochondrialen Aktivität. Das Verfahren umfasst bevorzugt die enterale, insbesondere orale, Verabreichung von Kollagenhydrolysat an einen Menschen oder an ein Tier. Das Verfahren kann sowohl ein therapeutisches als auch ein nicht-therapeutisches Verfahren sein.
  • Die Erfindung wird anhand von Versuchsergebnissen in vitro und in vivo, die im Rahmen der nachfolgenden Beispiele beschrieben werden, näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1: Fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen von SH-SY5Y-Zellen, die in Gegenwart von Kollagenhydrolysat inkubiert wurden.
  • Beispiele
  • 1. Erhöhung der Mitochondrienzahl durch Kollagenhydrolysat
  • Die Wirksamkeit von Kollagenhydrolysat zur Erhöhung der Mitochondrienzahl konnte Anhand von humanen Nervenzellen (Neuroblastomzelllinie SH-SY5Y) in vitro gezeigt werden.
  • Die SH-SY5Y-Zellen wurden in Kulturmedien mit unterschiedlichen Konzentrationen an Kollagenhydrolysat von 0,05 Gew.%, 0,2 Gew.% und 2,5 Gew.% inkubiert. Hierfür wurde ein Kollagenhydrolysat aus Schweineschwartengelatine mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 3.000 Da verwendet, das durch enzymatische Hydrolyse hergestellt wurde. Die Molekulargewichtsverteilung der Peptide, die mittels Gelpermeationschromatographie bestimmt wurde, ist in der folgenden Tabelle 1 angegeben: Tabelle 1
    Fraktion Gew.%
    > 7.500 Da < 10
    3.500–7.500 Da 20–30
    1.500–3.500 Da 30–33
    500–1.500 Da 25–38
    100–500 Da < 5
  • Um eine direkte Auswertung der Mitochondrienzahl zu ermöglichen, wurde die mitochondriale Proteinkomponente TOM20 fluoreszenzmarkiert. Bei TOM20 handelt es sich um eine Untereinheit eines Rezeptorkomplexes in der äußeren Membran der Mitochondrien, der die Funktion hat, zytosolische Vorläuferproteine (Präpeptide) in die Mitochondrien zu transferieren. Dort werden die Proteine, bei denen es sich um Enzyme der Atmungskette bzw. des Zitronensäurezyklus handelt, durch Abspaltung der Präsequenz aktiviert.
  • Die im Fluoreszenzmikroskop sichtbare Menge an fluoreszenzmarkiertem TOM20 ist somit ein Maß für die Mitochondrienzahl in der Zelle. Die mit 0,05 Gew.%, 0,2 Gew.% und 2,5 Gew.% Kollagenhydrolysat inkubierten Zellen sind in den 1A, 1B bzw. 1C dargestellt, wobei mit steigender Konzentration eine Zunahme der hellen (im Original grünen) Fluoreszenz in den Bereichen um den Zellkern (im Original blau) deutlich erkennbar ist. Das Kollagenhydrolysat bewirkt somit eine Zunahme der Mitochondrienzahl in den SH-SY5Y-Zellen, und damit eine Erhöhung der gesamten mitochondrialen Aktivität.
  • 2. Aktivierung des Enzyms AMPK durch Kollagenhydrolysat in vitro
  • Die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) ist sowohl im Fettgewebe als auch in der Muskulatur in die Energiebereitstellung involviert. Da AMP beim Verbrauch von ATP gebildet wird, kann es als ein Indikator für Energiemangel angesehen werden. Die Expression von AMPK dient somit der Aktivierung von Energiereserven aus dem Fettdepot und im Rahmen der Glykolyse.
  • Um den Einfluss von Kollagenhydrolysat auf die AMPK-Expression zu bestimmen, wurden humane Myocyten während eines Zeitraums von 24 Stunden in einem Medium mit 0,5 mg/ml Kollagenhydrolysat inkubiert. Nach Entfernung des Mediums wurde aus dem Zellrasen die RNA extrahiert und die Menge an AMPK-RNA mittels PCR unter Verwendung spezifischer Primer bestimmt.
  • Im Vergleich zu einer Kontrolle ohne Kollagenhydrolysat war die AMPK-RNA signifikant erhöht (um einen Faktor von über 600). Auch aus diesem Befund ergibt sich somit ein stimulierender Einfluss von Kollagenhydrolysat auf den Energiestoffwechsel der Zelle.
  • 3. Aktivierung des Enzyms AMPK durch Kollagenhydrolysat in vivo
  • Die positive Wirkung von Kollagenhydrolysat auf die AMPK-Expression konnte auch mit einem Tierversuch in vivo bestätigt werden.
  • Hierfür wurden Mäuse während eines Zeitraums von 3 Monaten täglich mit einer Menge an Kollagenhydrolysat gefüttert, die einer humanen Äquivalenzdosis von 10 g entspricht. Nachdem die Mäuse euthanasiert worden waren, wurde der Quadrizeps komplett exzidiert, schockgefroren und zermahlen. Aus dem Muskelgewebe wurden die löslichen Proteine extrahiert und die Menge an AMPK mittels eines Immunassays (ELISA) bestimmt.
  • Im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, die kein Kollagenhydrolysat erhalten hatte, war die AMPK-Menge um einen Faktor zwischen 1,5 und 2 erhöht.
  • 4. Einfluss von Kollagenhydrolysat auf die NADH-Bereitstellung in vitro
  • Die Bildung der energiereichen Form NADH + H+ von Nicotinamidadenindinukleotid aus der energiearmen Form NAD+ ist äquivalent zur Bereitstellung von Energie in Form von ATP. Sie ist somit ein indirektes Maß für die mitochondriale Aktivität in den Muskelzellen.
  • Für diesen Versuch wurden humane Myocyten während eines Zeitraums von 6 Tagen in einem Medium mit 0,5 mg/ml Kollagenhydrolysat inkubiert. Nach Entfernung des Mediums wurden die Triglyceride extrahiert, und mit Hilfe der Enzyme Glycerinkinase und Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase wurde die in den Triglyceriden bzw. dem Glycerin enthaltene Energie in Form des freigesetzten NADH + H+ bestimmt.
  • Im Vergleich zu einer Kontrolle ohne Kollagenhydrolysat war die NADH-Menge um einen Faktor von ca. 2 erhöht.
  • 5. Erhöhung der mitochondrialen Dichte bei Ratten in vivo
  • In einer präklinischen Studie konnte eine deutliche Erhöhung der mitochondrialen Dichte (d.h. eine Zunahme der Anzahl und/oder Größe der Mitochondrien) in der Skelettmuskulatur von Ratten durch die Verabreichung von Kollagenhydrolysat gezeigt werden.
  • Die Studie wurde an männlichen Ratten der Linie CD® IGS (Charles River Laboratories, Sulzfeld) durchgeführt, die zu Beginn des Untersuchungszeitraums 64 Tage alt waren und ein Körpergewicht zwischen 300 und 400 g aufwiesen. Die Testgruppe und die Kontrollgruppe umfassten jeweils sechs Tiere.
  • Zu Beginn der Untersuchung (t = 0) wurde bei jeder Ratte eine Feinnadelbiopsie aus dem vierköpfigen Oberschenkelmuskel (Quadriceps femoris) entnommen. Die Tiere der Testgruppe erhielten dann während eines Zeitraums von vier Wochen eine tägliche Dosis von 200 mg des Kollagenhydrolysats pro kg des aktuellen Körpergewichts (entsprechend einer Tagesdosis von 15 g bei einem Menschen mit 75 kg). Das Kollagenhydrolysat wurde bei einer Konzentration von 20 mg/ml in einer entsprechenden Menge an Leitungswasser gelöst und über eine Magensonde verabreicht. Die Tiere der Kontrollgruppe erhielten jeweils die identische Menge an Leitungswasser ohne Kollagenhydrolysat.
  • Nach Ende des Untersuchungszeitraums (t = 4 w) wurden alle Ratten euthanasiert und erneut eine Feinnadelbiopsie des Quadriceps femoris entnommen. Während der vier Wochen erfolgte eine durchschnittliche Gewichtszunahme der Ratten von etwa 30%, wobei zwischen der Testgruppe und der Kontrollgruppe kein signifikanter Unterschied bestand.
  • Zur Bestimmung der mitochondrialen Dichte wurden die vor und nach dem Untersuchungszeitraum entnommenen Biopsien für eine Analyse mit dem Transmissionselektronenmikroskop präpariert, wie in der Literatur beschrieben (siehe A. Glauert und P. Lewis: Biological Specimen Preparation for Transmission Electron Microscopy, Princeton Legacy Library, 2014). Es wurden jeweils einzelne Flächenabschnitte der Muskelbiopsien von 15,17 × 15,17 µm (230 µm2) digitalisiert und semi-quantitativ ausgewertet. Dabei wurde anhand von 10 Einzelproben von jeder Biopsie die durchschnittliche Fläche der Mitochondrien im Verhältnis zur Gesamtfläche bestimmt. Die Mitochondrien konnten durch die deutlich sichtbare, charakteristische Struktur der inneren Membran mit ihren Cristae lokalisiert werden.
  • Die folgende Tabelle 2 zeigt die Entwicklung der mitochondrialen Dichte (µm2 Mitochondrien pro 230 µm2 Gesamtfläche) bei den Tieren der Testgruppe: Tabelle 2
    Ratte Nr. Testgruppe, t = 0 Testgruppe, t = 4 w
    1 9,82 11,97
    2 10,36 17,44
    3 6,84 12,36
    4 8,15 17,46
    5 8,03 15,61
    6 6,18 13,29
    Mittelwert 8,23 14,69
    Standardabweichung ± 1,63 ± 2,48
  • Im Ergebnis führte die vierwöchige Verabreichung von Kollagenhydrolysat zu einer sehr deutlichen Erhöhung der mitochondrialen Dichte um durchschnittlich 78,5%, die auch statistisch signifikant ist (p = 0,001).
  • Einen ähnlichen Befund zeigt auch der Vergleich der mitochondrialen Dichte zwischen der Testgruppe und der Kontrollgruppe jeweils nach vier Wochen gemäß der folgenden Tabelle 3: Tabelle 3
    Ratte Nr. Kontrollgruppe, t = 4 w Testgruppe, t = 4 w
    1 8,95 11,97
    2 6,84 17,44
    3 11,73 12,36
    4 8,76 17,46
    5 9,74 15,61
    6 10,28 13,29
    Mittelwert 9,38 14,69
    Standardabweichung ± 1,64 ± 2,48
  • Die mitochondriale Dichte war bei der Testgruppe im Durchschnitt um 56,6% höher als bei der Kontrollgruppe, was ebenfalls statistisch signifikant ist (p = 0,0001). Der Wert „Cohens d“ als Maß für die Effektstärke beträgt hier 2,521, womit es sich um einen sehr starken Effekt handelt.
  • Zusammengefasst belegt diese Studie eindeutig, dass die Verabreichung von Kollagenhydrolysat zu einer signifikanten Erhöhung der mitochondrialen Dichte in Muskelzellen führt, und damit auch zu einer entsprechenden Steigerung der mitochondrialen Aktivität.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Bello et al., Curr. Med. Res. Opin. 2006 (22) 2221–2232 [0003]
    • A. Glauert und P. Lewis: Biological Specimen Preparation for Transmission Electron Microscopy, Princeton Legacy Library, 2014 [0047]

Claims (17)

  1. Verwendung von Kollagenhydrolysat zur Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit mittels Erhöhung der mitochondrialen Aktivität.
  2. Verwendung von Kollagenhydrolysat zur Stimulation des Fettabbaus, und insbesondere zur Reduktion des Körpergewichts, mittels Erhöhung der mitochondrialen Aktivität.
  3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verwendung eine nichttherapeutische Verwendung ist, insbesondere eine kosmetische Verwendung.
  4. Verwendung nach 1 oder 2, wobei die Verwendung eine therapeutische Verwendung ist zur Vorbeugung und/oder Behandlung eines pathologischen Zustandes, der durch eine Verminderung der mitochondrialen Aktivität gekennzeichnet ist, und insbesondere durch eine verminderte Ausdauerleistungsfähigkeit und/oder durch ein erhöhtes Körpergewicht.
  5. Verwendung nach Anspruch 4, wobei der pathologische Zustand ausgewählt ist aus Adipositas, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Herzrhythmusstörungen, Herzmuskelschwäche, Hypotonus, Bluthochdruck, Stoffwechselstörungen, Diabetes mellitus, metabolisches Syndrom, sideroblastische Anämie, Funktionsstörungen der Niere und der Leber, Neuropathie, Ataxie, epileptische Anfälle, Demenz, Morbus Alzheimer, Autismus, Depressionen, chronisches Erschöpfungssyndrom, Morbus Parkinson, Amyotrophe Lateralsklerose, Multiple Sklerose, Schlaganfall-ähnliche Symptome, Migräne, Myoklonus, Lähmungen, Neuralgien, Hyperpathien, Hyperästhesien, Schluckstörungen, Erbrechen, Verstopfung, Durchfall, Degeneration von Sehnervenfasern und der Netzhaut, gestörte Augenbewegung, Ptosis, Nachtblindheit, Schwerhörigkeit, Taubheit und Innenohrstörungen.
  6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kollagenhydrolysat enteral, insbesondere oral, verabreicht wird.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei das Kollagenhydrolysat in Form eines Nahrungsergänzungsmittels verabreicht wird, insbesondere in Form einer Lösung oder eines Pulvers.
  8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei das Nahrungsergänzungsmittel neben dem Kollagenhydrolysat keine weiteren Proteine oder Proteinhydrolysate enthält.
  9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Nahrungsergänzungsmittel neben dem Kollagenhydrolysat keine weiteren physiologisch aktiven Bestandteile enthält.
  10. Verwendung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Kollagenhydrolysat in einer Menge von 1 bis 40 g pro Tag verabreicht wird, bevorzugt von 2,5 bis 30 g pro Tag, weiter bevorzugt von 10 bis 25 g pro Tag, insbesondere von 12,5 bis 20 g pro Tag.
  11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 10, wobei das Kollagenhydrolysat kombiniert ist mit einem oder mehreren Komponenten, die ausgewählt sind aus Vitamin C, Vitaminen der B-, D-, E- und K-Reihe, konjugierten Linolensäuren, Coffein und dessen Derivaten, Guaranáextrakt, Grünteeextrakt, Epigallocatechingallat, Kreatin, L-Carnitin, α-Liponsäure, N-Acetylcystein, NADH, D-Ribose, Magnesiumaspartat, Antioxidantien wie Anthocyane, Carotinoide, Flavonoide, Resveratol, Glutathion und Superoxiddismutase, Mineralstoffen wie Eisen, Magnesium, Calcium, Zink, Selen und Phosphor, sowie weiteren Proteinen, Hydrolysaten oder Peptiden wie Soja-, Weizen- oder Molkenprotein.
  12. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 10 oder 11, wobei das Kollagenhydrolysat kombiniert ist mit Ubichinon-10 und/oder Ubichinol, welches bevorzugt in einer Menge von 50 bis 100 mg pro Tag verabreicht wird, und/oder mit Pyrrolochinolinchinon (PQQ).
  13. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verabreichung von Kollagenhydrolysat mit einem Ausdauertraining oder einem Höhentraining kombiniert wird.
  14. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kollagenhydrolysat ein mittleres Molekulargewicht von 200 bis 25.000 Da aufweist, bevorzugt von 1.000 bis 6.000 Da, weiter bevorzugt von 1.500 bis 3.500 Da, insbesondere von 2.800 bis 3.300 Da.
  15. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kollagenhydrolysat durch enzymatische Hydrolyse eines kollagenhaltigen Ausgangsmaterials hergestellt ist.
  16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei das kollagenhaltige Ausgangsmaterial ausgewählt ist aus Haut oder Knochen von Wirbeltieren, bevorzugt von Säugetieren, insbesondere Haut von Rindern oder Schweinen.
  17. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Kollagenhydrolysat durch rekombinante Genexpression hergestellt ist.
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