Sitzen schadet der Funktion der Blutgefäße, aber Kakaoflavanole können dies stoppen.

Eine einfache Intervention mit Kakao, die kurz vor längeren Sitzperioden eingenommen wird, kann die Funktion der Blutgefäße in den Armen und Beinen erhalten. Das hebt eine praktische Ernährungsstrategie hervor, um den versteckten kardiovaskulären Risiken des modernen sitzenden Lebensstils entgegenzuwirken.

Studie: Diätetische Flavanole erhalten die Funktion der Endothelzellen der Arme und Beine während des Sitzens bei hoch- und niedrig fitten jungen gesunden Männern. Bildnachweis: Pixel-Shot/Shutterstock.com

In einer aktuellen Studie im Journal of Physiology wurde untersucht, ob die akute Einnahme von Kakao-Flavanolen vor längerem, ununterbrochenem Sitzen vorteilhaft ist, um die Endothel-Funktion in der Oberschenkelarterie (SFA) und der Oberarmarterie (BA) bei hoch- und niedrig fitten jungen gesunden Männern zu erhalten.

Sitzverhalten und seine Auswirkungen auf die Endothel-Funktion

Sitzverhalten bezieht sich auf jede wache Aktivität, die mit sehr niedrigem Energieverbrauch verbunden ist, wie z.B. Sitzen, Liegen oder sich Ausruhen. Längeres Sitzen ist positiv mit einer erhöhten allgemeinen Sterblichkeit verbunden und ist ein Risikofaktor für mehrere chronische Gesundheitszustände, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVDs). In den letzten Jahren ist das Sitzverhalten immer häufiger geworden. In den letzten zwei Jahrzehnten ist die durchschnittliche Sitzzeit junger Erwachsener in den USA von etwa 5,5 auf 6,5 Stunden pro Tag gestiegen.

Das Endothel ist die innere Auskleidung der Blutgefäße, die den Blutfluss, Entzündungen und die Blutgerinnung reguliert und gleichzeitig die Gesundheit der Gefäße aufrechterhält. Es gibt Substanzen wie Stickstoffmonoxid (NO) ab, die die Erweiterung der Blutgefäße unterstützen. Eine beeinträchtigte Endothel-Funktion führt zu einer Verengung der Blutgefäße, Entzündungen und einer erhöhten Gerinnung, was die Gesundheitsrisiken erheblich erhöht. Experimentelle Studien an Menschen haben gezeigt, dass längeres, ununterbrochenes Sitzen die Endothel-Funktion bei jungen, gesunden Erwachsenen negativ beeinflusst.

Forscher beurteilen häufig die Endothel-Funktion mittels der flussvermittelten Dilatation (FMD), einer nicht-invasiven Ultraschalltechnik, die NO-abhängige vaskuläre Reaktionen in peripheren Gefäßen misst. Ein paar Stunden kontinuierliches Sitzen können die FMD bei jungen Erwachsenen erheblich verringern, insbesondere in den unteren Extremitäten. Die Verringerung der FMD in den unteren Extremitäten durch Sitzen reicht von 1,75 % bis 2,51 %, abhängig von der untersuchten Arterie.

Im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung könnten Sportler weniger anfällig für die durch Sitzen verursachte Gefäßschädigung sein. Wissenschaftler haben die Hypothese aufgestellt, dass Personen mit besserer kardiorespiratorischer Fitness geringere Rückgänge der Gefäßfunktion nach längerem Sitzen erleben. Allerdings sind die Beweise zu diesem Thema begrenzt und inkonsistent.

Ernährungsstrategien zur Verbesserung der Endothel-Funktionen

Es wurden nur wenige Ernährungsstrategien untersucht, um die Gefäßwirkungen verlängerten Sitzens zu bekämpfen. Beispielsweise könnten Vitamin C und Rote-Bete-Saft helfen, die Funktion der Gefäße in den unteren Extremitäten während längerer Sitzphasen zu schützen. Daher könnten gesunde Nahrungsentscheidungen während sitzender Phasen eine effektive Möglichkeit sein, die negativen Auswirkungen von Sitzen auf die Gefäßgesundheit zu reduzieren.

Bereits zuvor durchgeführte randomisierte kontrollierte Studien haben bestätigt, dass flavonoidreiche Nahrungsmittel wie Beeren, Kakao und Zitrusfrüchte die Endothel-Funktion sowohl akut als auch langfristig verbessern. Obwohl gezeigt wurde, dass die regelmäßige Einnahme von Kakao-Flavanolen die Endothel-Funktion verbessert, bleibt ihr Einfluss auf die kardiorespiratorische Fitness unklar.

Die aktuelle randomisierte, ausgeglichene, doppelt verblindete, placebo-kontrollierte Crossover-Studie untersuchte, ob Kakao-Flavanole, die unmittelbar vor Beginn des ununterbrochenen Sitzens konsumiert werden, die durch Sitzen verursachten Rückgänge der Endothel-Funktion messenbar durch FMD in sowohl der oberflächlichen Femoral- als auch der Brachialarterie bei hoch- und niedrig fitten jungen Männern verhindern können.

Junge, gesunde männliche Erwachsene von der Universität Birmingham und aus der Umgebung wurden rekrutiert. Alle Teilnehmer waren zwischen 18 und 34 Jahre alt und wurden basierend auf dem maximalen Sauerstoffverbrauch in hoch fit (HF) oder niedrig fit (LF) kategorisiert.

Die Teilnehmer fasteten mindestens 12 Stunden vor jeder experimentellen Sitzung und vermieden Koffein, Alkohol, polyphenolreiche Lebensmittel und körperliche Aktivitäten über einer leichten Intensität für 24 Stunden. Es wurde eine polyphenolreche Diät eingehalten. Während 2 Stunden ununterbrochenen Sitzens wurden die Teilnehmer gebeten, entweder ein Hoch- oder Niedrig-Flavanol-Kakaogetränk zu konsumieren. Nach der experimentellen Sitzung wurden alle Basisparameter sowie die aerobe Kapazität erneut gemessen.

Die FMD der SFA wurde als primäres Ergebnis bewertet, wobei die FMD der BA, die Ruhe-Scherkraft, der Blutfluss und der Blutdruck (BP) als sekundäre Ergebnisse vor und nach dem Sitzen ausgewertet wurden.

Aufnahme von Kakao-Flavanolen verbessert die Endothel-Funktionen

Die Teilnehmer der HF- und LF-Gruppen wiesen ähnliche Höhen und Altersgruppen auf. Die hoch fitten Teilnehmer hatten ein niedriges Gewicht, Body-Mass-Index (BMI), diastolischen Blutdruck (BP) und Herzfrequenz sowie eine höhere aerobe Fitness. Die sieben Tage durchschnittlichen Akzelerometriedaten zeigten, dass die HF-Teilnehmer mehr intensive Aktivitäten durchgeführt haben und höhere Schrittzahlen als die niedrig fitten Teilnehmer hatten. Allerdings hatten beide Gruppen ähnliche leichte und moderate Aktivitäten sowie Sitzzeiten.

Die Ernährungsanalyse ergab, dass beide Gruppen ähnliche Mengen an Flavonoiden, Makronährstoffen, Obst und Gemüse konsumierten. Hoch fitte Teilnehmer hatten eine höhere Faseraufnahme. In der HF-Gruppe lagen nur 35,3 % unter der empfohlenen täglichen Aufnahme von Obst und Gemüse, verglichen mit 66,7 % in der LF-Gruppe.

Das Sitzen verringerte die anterograde Scherkräfte und den Blutfluss in beiden BA- und SFA-Arterien, unabhängig von der Flavanol-Intervention und dem Fitnessstatus. Die retrograden Werte blieben in beiden Arterien unverändert, unabhängig vom Sitzen, der Flavanol-Intervention oder dem Fitnessstatus. Genauer gesagt wiesen die LF-Teilnehmer höhere anterograde Scherkräfte in beiden Arterien auf, aber der anterograde Blutfluss war zwischen den Gruppen ähnlich. HF-Teilnehmer hatten eine geringere Verringerung der BA-Scherkräfte während des Sitzens. Die Einnahme von Flavanolen und die Fitness hatten keinen Einfluss auf den Blutfluss oder den Durchmesser der Arterien, mit Ausnahme einer Interaktion zwischen Flavanol und Fitness in der BA.

Das Sitzen verringerte die FMD in beiden BA und SFA nur nach Niedrig-Flavanol-Kakao; jedoch traten nach Hoch-Flavanol-Kakao keine Rückgänge auf. Nach dem Sitzen war die FMD nach der Einnahme von Hoch-Flavanol-Kakao höher als nach Niedrig-Flavanol-Kakao, ohne Unterschiede zwischen den Basen der Interventionen. Das allometrisch skalierte FMD zeigte ähnliche Ergebnisse: Das Sitzen verringerte die FMD nach Niedrig-Flavanol, jedoch nicht nach Hoch-Flavanol-Kakao. Die post-sitzende FMD war nach Hoch-Flavanol-Kakao höher. Fitness beeinflusste diese Effekte nicht.

Das Sitzen führte zu signifikanten Rückgängen in der Sauerstoffversorgung der Beinmuskulatur (TOI) in Ruhe sowie während Ischämie und Reperfusion und senkte die maximale Sauerstoffversorgung, das Reperfusionsmagnituden und die Erholungsgeschwindigkeit. Allerdings hatten Fitnesslevel keinen Einfluss auf diese Veränderungen, obwohl hoch fitte Personen im Allgemeinen niedrigere Sauerstoffwerte hatten. In der LF-Gruppe wurde nur eine kleine Interaktion beobachtet, bei der die Niedrig-Flavanol-Intervention zu einem geringeren Rückgang bestimmter Sauerstoffmessungen führte als die Hoch-Flavanol-Intervention; es wurden jedoch keine Unterschiede 2 Stunden nach dem Sitzen oder während der Reperfusion festgestellt. Während des 2-stündigen Sitzens wurden bei beiden Kakao-Interventionen Rückgänge in der Sauerstoffversorgung beobachtet, und nTHI (ein Maß für den gesamten Hämoglobin-Gehalt) erhöhte sich in beiden Fitnessgruppen, mit unterschiedlichen Zeitverläufen abhängig vom Fitnesslevel.

Hoch fitte Personen hatten insgesamt niedrigere Sauerstoffwerte und höhere nTHI-Baseline, und die Fitness beeinflusste das Muster der nTHI-Veränderungen während des Sitzens. Die Ergebnisse des Blutdrucks zeigten keine Veränderung des systolischen BP, aber der diastolische BP stieg in beiden Gruppen nach dem Sitzen an, unabhängig von der Intervention. Die Herzfrequenz sank nach dem Sitzen, wobei niedrig fitte Personen einen höheren diastolischen BP und eine höhere Herzfrequenz als hoch fitte Teilnehmer zeigten.

Schlussfolgerungen

Diese Studie zeigte, dass der Verzehr von diätetischen Flavanolen kurz vor einer langen Sitzperiode die Endothel-Funktion in den Arterien der oberen und unteren Extremitäten erhält, jedoch die mikrovaskuläre Funktion der Muskeln bei jungen, gesunden Männern unterschiedlicher Fitnesslevels nicht verbessert. Sowohl hoch als auch niedrig fitte Individuen haben gleichermaßen profitiert, was darauf hindeutet, dass körperliche Fitness nicht vor vaskulären Beeinträchtigungen durch Sitzen schützt und auch die Vorteile der Flavanolintegration nicht verändert.

Angesichts des weit verbreiteten Sitzverhaltens unter jungen Menschen könnte die Integration von hoch flavanolhaltigen Lebensmitteln wie Tee, Kakao, Beeren oder Äpfeln während des Sitzens dazu beitragen, die vaskuläre Dysfunktion zu reduzieren. Zukünftige Forschungen sollten die optimale Dauer und Dosis für den Flavonoid-Schutz bestimmen und klären, ob die Kombination verschiedener flavonoidreicher Lebensmittel diese Effekte während längerer Sitzzeiten verstärken kann.

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Quellen: