Bioverfügbarkeit von Nahrungsergänzungsmitteln: wovon sie wirklich abhängt

Die Bioverfügbarkeit ist der Anteil eines Nährstoffs, der, nachdem er aus dem Produkt freigesetzt und absorbiert wurde, in verwertbarer Form in den Blutkreislauf gelangt. Kein Etikett gibt sie an.

Was das Etikett immer angibt, sind die chemische Form des Wirkstoffs, die Darreichungsform des Produkts und der Einnahmezeitpunkt. Das sind die drei Dinge, von denen die Bioverfügbarkeit abhängt, und wer sie zu deuten weiß, kann zwei Produkte vergleichen, die auf der Vorderseite der Verpackung die gleiche Milligrammangabe aufweisen.

Was ist die Bioverfügbarkeit eines Nahrungsergänzungsmittels: Definition und drei Schritte

1. 1. Freisetzungder Wirkstoff verlässt die Darreichungsform
2. 2. Aufnahmeer überquert die Darmwand
3. 3. First-Pass-EffektSchleimhaut und Leber wandeln einen Teil davon um

In der Pharmakologie ist die Bioverfügbarkeit der Anteil der verabreichten Dosis, der den systemischen Kreislauf in aktiver Form erreicht. Zwischen der Kapsel, die man schluckt, und diesem Anteil liegen drei verschiedene Schritte.

Die Biozugänglichkeit ist der erste Schritt: Der Wirkstoff muss aus seiner Darreichungsform freigesetzt werden und in den Flüssigkeiten des Verdauungstrakts in Lösung gehen. Eine Kapsel muss sich öffnen und eine Tablette muss zerfallen; ein Salz muss sich auflösen, um zu wirken. Solange das Molekül in seiner Matrix gefangen ist, ist es für den Körper so, als wäre es nicht vorhanden.

Dann kommt die Absorption, bei der das gelöste Molekül das Darmepithel durchquert. Einige gelangen durch Diffusion hindurch, andere benötigen spezifische Transporter, und die Anzahl der Transporter ist begrenzt – wie wir später sehen werden.

Der dritte Schritt ist der am wenigsten intuitive. Bevor das, was absorbiert wurde, den allgemeinen Kreislauf erreicht, passiert es die Darmwand und die Leber, wo ein Teil davon umgewandelt wird: Das ist der First-Pass-Metabolismus. Deshalb kann ein Molekül sehr gut absorbiert werden und dennoch nur in bescheidenen Mengen im Blut auftauchen.

Die auf dem Etikett aufgedruckten Milligramm beschreiben, was in den Mund gelangt. Die drei Schritte entscheiden darüber, wie viel von diesen Milligramm dem Körper zur Verfügung steht. Jeder dieser Schritte hängt von Formulierungsentscheidungen ab, die auf dem Etikett ersichtlich sind.

Erster Faktor: die chemische Form des Wirkstoffs

• Chemische FormCitrat, Chelat, Oxid — Die Löslichkeit ändert sich
• ProduktformKapsel, magensaftresistente Kapsel, Softgel, sublingual
• Einnahmezeitpunktzu einer Mahlzeit oder zwischen den Mahlzeiten

Ein Mineralstoff in einem Nahrungsergänzungsmittel liegt immer an etwas anderes gebunden vor, um ein Salz zu bilden. Derselbe Mineralstoff kann an eine organische Säure (Citrat, Gluconat), an eine Aminosäure (die Chelate, wie Bisglycinat) oder an ein anorganisches Anion (Oxid, Carbonat) gebunden sein. Die Wahl verändert zwei Dinge gleichzeitig: wie viel Mineralstoff pro Gramm der Verbindung enthalten ist und wie leicht sich diese Verbindung auflöst.

Die beiden Parameter entwickeln sich gegenläufig, und genau hier liegt die Entscheidung. Magnesiumoxid ist der Lehrbuchfall: Es hat eine sehr hohe Mineralstoffdichte, etwa 60 Gramm Magnesium pro 100 Gramm Verbindung, viel mehr als jede organische Form. Aber es löst sich nur sehr schlecht in Wasser, und die Löslichkeit ist die Voraussetzung für den ersten Schritt, die Biozugänglichkeit.

Das praktische Ergebnis zeigt sich im Darm: Ein erheblicher Teil dieses Magnesiums passiert ihn, ohne absorbiert zu werden, und verbleibt im Lumen, wo es Wasser anzieht. Daher die historische Verwendung von Magnesiumoxid als osmotisches Abführmittel.

In diesem Bereich schneiden die schwerlöslichen anorganischen Formen schlechter ab, und die Daten belegen dies. Citrat und Bisglycinat liefern weniger Mineralstoff pro Gramm, erfordern also größere Tabletten oder mehr Einzeldosen. Im Gegenzug lösen sie sich besser auf und sind im Magen-Darm-Trakt besser verträglich.

Magnesium ist das am besten untersuchte Beispiel für diesen Unterschied: Citrat und Bisglycinat sind zwei Magnesiumformen, die in Nahrungsergänzungsmitteln verwendet werden.

Dieselbe Frage stellt sich auch außerhalb der Mineralstoffe. Coenzym Q10 existiert in zwei Formen, Ubichinon und Ubichinol, und der Vergleich zwischen den beiden wurde direkt am Menschen gemessen. Eine Studie an zwölf gesunden Freiwilligen verglich vier Wochen lang die Einnahme von täglich 200 mg jeder Form, mit denselben Hilfsstoffen in der Weichkapsel: Der Gesamt-Coenzym-Q10-Spiegel im Plasma stieg mit der reduzierten Form stärker an [1]. Dies ist die Form, die unser Ubichinol mit Kaneka QH® verwendet. Den vollständigen Vergleich, Studie für Studie, finden Sie in Ubichinol oder Ubichinon: Welches Coenzym Q10 wählen?.

Das allgemeine Kriterium gilt für jeden Wirkstoff: die deklarierte Menge ist ebenso wichtig wie die Form, in der sie gebunden ist. Eine sehr dichte, aber wenig lösliche Form stellt weniger zur Verfügung, als die Zahl auf dem Etikett vermuten lässt.

Dieselbe Logik führt zum Methylcobalamin in unserem sublingualen Vitamin B12 und erklärt, warum bei Glucosamin + Chondroitin + MSM das verwendete Salz, Glucosaminsulfat 2KCl, vollständig deklariert wird, anstatt nur „Glucosamin“ zu schreiben. Warum bei B12 die Form und der Aufnahmeweg so wichtig sind, erzählen wir in Vitamin B12: Wozu es dient und wann es fehlt.

Die Angabe „davon“ auf dem Etikett: wie viele mg Nährstoff sind wirklich enthalten

Kaliumcitrat 2000 mg↓davon Kalium 730 mg

• Die erste Zahl ist das Gewicht der Verbindung.
• Die zweite ist der Nährstoff, den sie liefert.

Es gibt eine sehr einfache Möglichkeit, all dies auf jeder Verpackung zu überprüfen, und sie steckt in der Angabe: davon. In einer Tabelle der Inhaltsstoffe nehmen die Verbindung und der Nährstoff zwei verschiedene Zeilen ein, und die zweite ist die, die zählt.

Auf dem Etikett von Kaliumcitrat deklariert die Tagesdosis von 4 Tabletten 2.000 mg Kaliumcitrat, davon 730 mg Kalium, was 36,5 % des Nährstoffbezugswertes entspricht. Die beiden Zahlen messen unterschiedliche Dinge: die erste ist das Gewicht des Salzes, die zweite die tatsächliche Zufuhr des Minerals.

Wer zwei Produkte vergleicht und dabei nur auf die große Zahl schaut, vergleicht das Gewicht der Salze, das mehr von der gewählten Form als vom Nährstoffgehalt abhängt.

Dasselbe Prinzip gilt mit einem anderen Vokabular auch für Pflanzenextrakte. Unser 5-HTP deklariert 500 mg Trockenextrakt aus Griffoniasamen, davon 100 mg 5-Hydroxytryptophan, da der Extrakt auf 20 % titriert ist. Auch hier ist die zweite Zahl die nützliche, und wie Titration und Extraktionsverhältnis funktionieren, haben wir in einem eigenen Ratgeber beschrieben.

Die „davon“-Zeile ist also die schnellste Überprüfung, die man mit dem Produkt in der Hand durchführen kann: Es dauert nur drei Sekunden und sie sagt aus, wie viel Nährstoff man tatsächlich zu sich nimmt. Der vollständige Prozess zum Lesen eines Etiketts wird in Wie man das Etikett eines Nahrungsergänzungsmittels liest erklärt.

Zweiter Faktor: die Darreichungsform des Produkts

Die Darreichungsform steuert die erste der drei Etappen, d. h. den Zeitpunkt und den Ort, an dem der Wirkstoff freigesetzt wird. Drei Fälle genügen, um den Mechanismus zu verstehen.

Die magensaftresistente Kapsel hält die Hülle in der sauren Umgebung des Magens geschlossen und öffnet sie erst später, wo der pH-Wert sich dem Neutralpunkt nähert. Sie ist für Wirkstoffe gedacht, die von der Magensäure vor der Aufnahme abgebaut würden: in unserem Katalog ist dies bei Bromelain 5000 GDU und Nattokinase der Fall, beides Enzyme.

Bei der Weichkapsel und der Ölkapsel kommt der Wirkstoff bereits in einer Fettbasis gelöst an, und für Moleküle, die sich nicht in Wasser lösen, ist das Problem der Löslichkeit praktisch umgangen. Ubiquinol mit Kaneka QH® ist eine Weichkapsel, das Bio-Astaxanthinöl eine Kapsel, in der der Wirkstoff in Olivenöl dispergiert ist.

Einen anderen Weg geht die sublinguale Tablette: sie löst sich im Mund auf und die Aufnahme beginnt über die Mundschleimhaut, wie bei unserem sublingualen Melatonin und dem bereits erwähnten Vitamin B12.

Wie man zwischen diesen Formen wählt und was garantiert, dass eine Tablette auch wirklich zerfällt, ist das Thema von Magensaftresistente Kapseln oder Tabletten: welche Form für welches Ergänzungsmittel.

Dritter Faktor: der Zeitpunkt der Einnahme und was sich im Magen befindet

Der dritte Faktor ist der einzige, der von der Person abhängt, die das Produkt einnimmt, und er ist auch am einfachsten zu befolgen: Es genügt, die Anweisungen auf dem Etikett zu befolgen.

Ein fettlöslicher Wirkstoff gelangt besser in den Kreislauf, wenn die Mahlzeit Fette enthält: Die Fette sind das Vehikel, in dem sich dieses Molekül auflöst. Die Etiketten von Ubiquinol und Astaxanthinöl geben daher an, dass sie zu einer Mahlzeit eingenommen werden sollen.

Zum Prinzip des Lipidträgers gibt es eine solide Humanstudie. Odeberg und Kollegen verabreichten 2003 gesunden Freiwilligen eine Einzeldosis von 40 mg Astaxanthin und verglichen drei Lipidformulierungen mit einer Referenzformulierung: Die gemessene Bioverfügbarkeit erwies sich als 1,7- bis 3,7-mal höher [2]. Die getesteten Formulierungen enthielten Polysorbat 80 und sind anders als unsere; diese Studie belegt das allgemeine Prinzip des Lipidträgers.

Magensaftresistente Enzyme folgen der entgegengesetzten Logik und tragen auf dem Etikett den Hinweis „nicht zu den Mahlzeiten“. Das vollständige Thema – welche Produkte wann und warum – wird in Wann man Nahrungsergänzungsmittel einnehmen sollte behandelt.

Wenn die Aufnahme eine Obergrenze hat: die Sättigungskinetik

Bei einigen Nährstoffen steigt die Aufnahme proportional zur Dosis bis zu einem gewissen Punkt an und flacht dann ab: Die intestinalen Transporter, die sie passieren lassen, sind in ihrer Anzahl begrenzt und werden gesättigt. Oberhalb dieser Schwelle führt eine Erhöhung der Menge pro Einzeldosis vor allem zu einem Anstieg des ausgeschiedenen Anteils.

Vitamin C ist der Nährstoff, für den diese Kurve am besten beschrieben wurde. Die Referenzstudie ist nach wie vor die von Levine und Kollegen aus dem Jahr 1996, durchgeführt an sieben Freiwilligen, die über Monate hinweg stationär aufgenommen wurden und eine Diät mit kontrolliertem Gehalt erhielten. Die daraus resultierende Plasmakinetik hat eine sigmoide Form: vollständige Aufnahme bei den niedrigsten Einzeldosen und ein aufgenommener Anteil, der mit zunehmender Einzeldosis abnimmt [3].

Die praktische Konsequenz ist, dass auf vielen Etiketten die Tageszufuhr aufgeteilt statt auf einmal konzentriert wird. Unser Vitamina C + Bioflavonoidi liefert 1.000 mg pro Tag mit einer Tablette zweimal täglich, während oder nach den Mahlzeiten. Für jeden Nährstoff mit Sättigungskinetik wirken zwei zeitlich getrennte Einnahmen besser als eine einzige doppelte Dosis.

Liposomal, phytosomal, mizellar: Wie man eine Trägertechnologie bewertet

Liposomen, Phytosomen und Mizellen sind legitime und in vielen Fällen dokumentierte Ansätze, die alle demselben Zweck dienen: ein Molekül, das sich in Wasser nicht löst, in Lösung zu bringen, indem es in Phospholipide eingeschlossen oder an sie gebunden wird, damit es die wässrige Umgebung des Darms leichter durchqueren kann.

Angesichts einer dieser Bezeichnungen gibt es nur eine Frage, die man sich stellen sollte: Wurde die zitierte Studie am Rohstoff oder am Endprodukt durchgeführt? Eine für einen Rohstoff dokumentierte Technologie überträgt ihre Ergebnisse nicht automatisch auf das Produkt, das ihn enthält und seine eigene Dosis, seine eigene Matrix und seine eigenen Hilfsstoffe hat.

Aus demselben Grund deklarieren wir für keines unserer Produkte einen Absorptionsprozentsatz: Pharmakokinetische Studien beziehen sich auf Rohstoffe und allgemeine Prinzipien, nicht auf unsere Endprodukte. Wir deklarieren präzise, was in welcher Form enthalten ist, und lassen dies der Vergleichsmaßstab sein.

Die Faktoren der Bioverfügbarkeit in einer Tabelle: Wo man sie auf dem Etikett findet

Häufig gestellte Fragen

Was ist die Bioverfügbarkeit eines Nahrungsergänzungsmittels?

Es ist der Anteil eines Nährstoffs, der, nachdem er aus dem Produkt freigesetzt und im Darm aufgenommen wurde, den Blutkreislauf in verwertbarer Form erreicht. Sie hängt von der chemischen Form des Wirkstoffs, der Produktform und dem Einnahmezeitpunkt ab. Kein Etikett gibt sie als Zahl an, da sie je nach den Bedingungen, unter denen das Produkt eingenommen wird, variiert.

Was ist der Unterschied zwischen Biozugänglichkeit und Bioverfügbarkeit?

Die Biozugänglichkeit ist der Anteil des Wirkstoffs, der aus der Form, in der er enthalten ist, freigesetzt wird und im Verdauungstrakt in Lösung geht: Sie ist die Voraussetzung für alles Weitere. Die Bioverfügbarkeit ist der Anteil, der nach der Aufnahme und dem First-Pass-Metabolismus in den Blutkreislauf gelangt. Ein Wirkstoff kann vollständig biozugänglich sein und dennoch eine geringe Bioverfügbarkeit aufweisen.

Wie erkennt man auf dem Etikett, wie viel Nährstoff man wirklich aufnimmt?

Suchen Sie in der Tabelle der Inhaltsstoffe pro Tagesdosis nach der Angabe „davon“. Die erste Zeile gibt das Gewicht der Verbindung an, die zweite die Zufuhr des Nährstoffs: 2.000 mg Kaliumcitrat, davon 730 mg Kalium. Bei Pflanzenextrakten erfüllt die Titrierung die gleiche Funktion, die angibt, wie viel Leitsubstanz der deklarierte Extrakt enthält.

Werden organische Formen besser aufgenommen als anorganische?

Im Allgemeinen lösen sich organische Salze und Chelate leichter auf, und die Löslichkeit ist die Voraussetzung für die Aufnahme: In diesem Vergleich sind schwerlösliche anorganische Formen wie Magnesiumoxid im Nachteil. Anorganische Formen haben jedoch eine höhere Mineralstoffdichte pro Gramm Verbindung, und das ist der Grund, warum sie verwendet werden.

Warum sollten manche Nahrungsergänzungsmittel zu den Mahlzeiten und andere nüchtern eingenommen werden?

Fettlösliche Wirkstoffe gelangen besser in den Blutkreislauf, wenn die Mahlzeit Fette enthält, die das Vehikel sind, in dem sie sich auflösen: Dies ist bei öligen Produkten und Weichkapseln der Fall. Enzyme in magensaftresistenten Kapseln haben die gegenteilige Angabe, weil ihre Form sie vor dem Magenmilieu schützt und die Passage auf nüchternen Magen schneller ist.

Bedeutet eine höhere Dosis, dass man mehr davon aufnimmt?

Bis zu einem gewissen Punkt. Bei Nährstoffen, deren Passage von intestinalen Transportern abhängt, sättigen sich die Transporter oberhalb einer bestimmten Menge pro Einzeldosis und der aufgenommene Anteil hört auf, proportional zu wachsen. Aus diesem Grund teilen viele Etiketten die tägliche Zufuhr auf zwei zeitlich versetzte Einnahmen auf.

Sind liposomale Nahrungsergänzungsmittel wirksamer?

Liposomale Formulierungen haben eine dokumentierte Rationale für Wirkstoffe mit Löslichkeitsproblemen. Die Frage, die man sich bei jeder Transporttechnologie stellen sollte, ist, woran die zitierte Studie durchgeführt wurde: ein am Rohstoff erzieltes Ergebnis lässt sich nicht automatisch auf das fertige Produkt übertragen, das seine eigene Dosis, Matrix und Hilfsstoffe hat.

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Quellen

Studien

1. Langsjoen P.H., Langsjoen A.M., Comparison study of plasma coenzyme Q10 levels in healthy subjects supplemented with ubiquinol versus ubiquinone, Clin Pharmacol Drug Dev 2013;3(1):13-7. PMID 27128225 — doi:10.1002/cpdd.73
2. Mercke Odeberg J. et al., Oral bioavailability of the antioxidant astaxanthin in humans is enhanced by incorporation of lipid based formulations, Eur J Pharm Sci 2003;19(4):299-304. PMID 12885395 — doi:10.1016/s0928-0987(03)00135-0
3. Levine M. et al., Vitamin C pharmacokinetics in healthy volunteers: evidence for a recommended dietary allowance, PNAS 1996;93(8):3704-9. PMID 8623000 — doi:10.1073/pnas.93.8.3704

Rechtsvorschriften

1. Decreto Legislativo 21 maggio 2004, n. 169 — Umsetzung der Richtlinie 2002/46/EG über Nahrungsergänzungsmittel.
2. Regolamento (UE) n. 1169/2011 — Informationen über Lebensmittel für die Verbraucher: Angabe der Zutaten und Stoffe.