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Vorkommen und physiologische Effekte

Vorkommen in der Nahrung
Beta-Carotin gehört zur Gruppe der Carotinoide. Beta-Carotin ist ein orangeroter sekundärer Pflanzenfarbstoff. Besonders reich an Beta-Carotin sind Karotten und Kürbis, gelbe bis orange Früchte wie Kakis, Aprikosen, Papayas, Mangos, Nektarinen, Pfirsiche, Birnen, Sanddorn oder dunkelgrünes Gemüse wie Spinat, Brokkoli, Endivien, Chicorée, Kresse, Blätter von Roter Rübe oder Löwenzahn.
Physiologische Effekte
Provitamin A	Beta-Carotin ist eine wichtige fettlösliche Vorstufe für Vitamin A und wird in der Darmschleimhaut zu Retinol reduziert.
Antioxidans	Sauerstoffradikalfänger Hemmung der Lipidperoxidation Antioxidativer Lichtschutz
Immunabwehr	Erhöhung der NK-Zellaktivität Proliferation der B- und T-Zellen

EFSA Health Claims

Health Claims		EFSA Opinion
Beta-Carotin	Trägt zu einer normalen Funktion des Immunsystems bei Trägt zum Erhalt normaler Schleimhäute bei Trägt zum Erhalt normaler Sehkraft bei Trägt zum Erhalt normaler Haut bei

Referenzwerte

Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr D-A-CH
	Alter	Beta-Carotin-Retinol (mg-Äquivalent/d)
Säuglinge (Monate)
	0-4	0,5
	4-12	0,6
Kinder (Jahre)
	1-4	0,6
	4-7	0,7
	7-10	0,8
	10-13	0,9
	13-15	1,05
Jugendliche/Erwachsene (Jahre)		Frauen	Männer
	15-19	0,9	1,1
	19-25	0,8	1,0
	25-51	0,8	1,0
	51-65	0,8	1,0
	> 65	0,8	1,0
Schwangere	1,1
Stillende	1,5
Erhöhter Bedarf
Besondere Risikogruppen für einen Mangel	Personen mit hoher Sonnenexposition, Diabetes mellitus, Makuladegeneration

Referenzwert laut Lebensmittelkennzeichnungsverordnung		Beta-Carotin
Umrechnung in Retinoläquivalente (RÄ) möglich: (6 µg Beta-Carotin = 1 µg RÄ = 1 µg Vitamin A). Beispiele: 6 mg Beta-Carotin = 1000 µg Vitamin A 1 mg Beta-Carotin = 167 µg Vitamin A		k. A.
Sicherheit des Nährstoffes
UL	Langfristige tägliche Aufnahmemenge, bei der keine negativen Einflüsse auf die Gesundheit zu erwarten sind (EFSA: gültig für die allg. Bevölkerung inkl. schweren Rauchern).	15 mg/d
NOAEL	Maximale Aufnahmedosis die in Studien keine schädigenden Auswirkungen verursachte. Studien vorhanden von 25 mg/d über zehn Jahre ohne Nebenwirkungen.	k. A.
Sicherheit	Die EFSA hat sich mit der Sicherheit von Beta-Carotin beschäftigt.

Status laut Österreichischem Ernährungsbericht 2012

Beta-Carotin-Status bei Schulkindern

Abb.1: Beta-Carotin-Statusbewertung im Vergleich zur Beta-Carotin-Aufnahme bei Schulkindern (7-14 Jahre), nach Geschlecht

Beta-Carotin-Status bei Erwachsenen

Abb. 2: Beta-Carotin-Statusbewertung im Vergleich zur Beta-Carotin-Aufnahme bei Erwachsenen (18 - 64 Jahre), nach Geschlecht

Beta-Carotin-Status bei Senioren

Abb. 3: Beta-Carotin-Statusbewertung im Vergleich zur Beta-Carotin-Aufnahme bei Seniorinnen und Senioren (65-80 Jahre), nach Geschlecht

Besondere Informationen

Carotinoide und ihre physiologischen Funktionen

Als wirkungsvolle Antioxidantien können Carotinoide freie Peroxylradikale und Singulettsauerstoff binden sowie die Lipidperoxidation durch UVB-, Röntgen- und Höhenstrahlung verhindern. Die verschiedenen Carotinoidformen haben dabei unterschiedliche Ansatzpunkte, können sich aber in ihren Funktionen ergänzen und verstärken. Zu den wichtigsten Carotinoiden zählt das Beta-Carotin, das als bioaktive Vorstufe für Vitamin A fungiert. Dadurch ist es zwar indirekt, aber dennoch wesentlich an der embryonalen Entwicklung, an der Sehfunktion und an der Zelldifferenzierung der Endothelien beteiligt. Beta-Carotin selbst wird in der Haut und in den Zellen der Retina verstärkt eingelagert, um dort direkt als Antioxidans gegen UV-induzierte freie Radikale wirken zu können.

Fotoprotektion durch Carotinoide

Fotooxidative Prozesse spielen eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Hautveränderungen und Hautschädigungen. Eine erhöhte UV-Exposition tritt nicht nur während der Sommer- und Urlaubszeit auf, sondern kann auch bereits bei kurzen Aufenthalten im Freien bestehen, bei denen meist auf einen topischen Sonnenschutz (Sonnencreme) verzichtet wird. Carotinoide, vor allem das Beta-Carotin, werden zur Langzeitprophylaxe vor Lichtschäden eingesetzt. Die Einnahme von 15 - 30 mg Beta-Carotin pro Tag über einen Zeitraum von zehn Wochen führt zu einer verminderten Ausprägung eines UV-induzierten Erythems (1). Auch eine weitere Studie zeigt, dass die erhöhte Zufuhr von 30 mg/Tag Beta-Carotin signifikant vor Hautalterung schützt (2). Um einen vollständigen Schutz bei starker Sonnenexposition zu gewährleisten, sind zusätzliche topische Maßnahmen allerdings unverzichtbar.

Carotinoide zur Tumorprävention

Durch ihre ausgeprägten antioxidativen Eigenschaften sind die Carotinoide auch zum präventiven Einsatz bei verschiedenen Krebserkrankungen von Interesse. Als potente Stimulatoren der zellvermittelten Immunabwehr und durch die Hemmung der Initiation der Tumorzellen können durch eine optimierte Versorgung signifikante antikanzerogene Effekte erreicht werden. In epidemiologischen Studien, z.B. der Linxian-Studie, wurde eindeutig ein Zusammenhang zwischen Beta-Carotin-, Vitamin-E- und Selengaben und einem verminderten Krebsrisiko aufgezeigt (3). Ein erhöhter Carotin- und Carotinoidplasmawert bei Männern korreliert mit einem verminderten Prostatakrebsrisiko, kann aber das Fortschreiten einer Erkrankung nicht verhindern (4)(5). Dies deckt sich mit In-vivo-Studien, die belegen, dass Beta-Carotin in erster Linie die Initiation einer Tumorzelle, aber nicht deren Progression hemmt (3).

Natürliche Quellen für Carotinoide

Die grüne Meeresalge Dunaliella salina eignet sich zum therapeutischen Einsatz bei verschiedenen Indikationen, da sie eine konzentrierte und gut verfügbare natürliche Quelle für verschiedene Carotin- und Carotinoidverbindungen darstellt. Klinische Studien konnten zudem belegen, dass Dunaliellacarotinoide einen höheren antioxidativen Schutz (6) und eine verbesserte biologische Aktivität (7) im Vergleich zu synthetischem Beta-Carotin bzw. zu einer alleinigen Beta-Carotinsubstitution aufweisen. Im Zusammenspiel mit den sauerstoffhaltigen Carotinoiden Zeaxanthin und Lutein, die zur Gruppe der Xanthophylle zählen und in der Tagetesblüte vorkommen, entsteht ein synergistischer Verbund, der als effizientes antioxidatives System an den verschiedenen Zielorganen wirkt. Die Carotinoide aus Tagetes haben auch in höheren Dosierungen keine nachgewiesenen negativen Effekte (8).

Beta-Carotinsupplementierung bei Rauchern

Die Resultate verschiedener Interventionsstudien (z.B. CARET-Studie und ATBC–Studie) in Bezug auf Beta-Carotinsupplementierung und Lungenkrebsrisiko führen oft zu Unklarheiten, was den Einsatz von Carotinoidsupplementen bei Rauchern betrifft. Zwar wurde in diesen Studien eine Erhöhung des Lungenkrebsrisikos bei den teilnehmenden rauchenden Probanden gefunden, eine genauere Analyse der Ergebnisse führte bei Experten zu der mittlerweile anerkannten Meinung, dass diese Studien durch die Auswahl der Teilnehmer den Anspruch eines primärpräventiven Studiendesigns nicht erfüllen. In beiden Studien handelte es sich um ein Hochrisikokollektiv, das sich aus relativ alten chronischen Rauchern zusammensetzte (3). Auch lag die aufgenommene Menge an Beta-Carotin bei beiden Studien mit 20 mg/Tag im oberen Dosierungsbereich. Grundsätzlich sollte jedoch bei chronischen älteren Rauchern eine orthomolekulare Stärkung der antioxidantiven Systeme eher über Polyphenole aus grünem Tee erfolgen.

Umstrittene Beta-Carotinrestriktion bei Schwangeren und Stillenden

Vitamin A zählt zu den kritischen Vitaminen in der Schwangerschaft und Stillzeit, da sich der Vitaminbedarf bei Schwangeren um 40 %, bei Stillenden sogar um 90 % erhöht. Vitamin A wird besonders für die Entwicklung und Reifung der kindlichen Lunge benötigt. Allerdings kann eine langfristige Überdosierung zur Schädigung des Fötus führen. Für Beta-Carotin als Vorstufe von Vitamin A gilt dies nicht. Dennoch wurde von nationalen Behörden eine Beschränkung der Beta-Carotinzufuhr für Schwangere durchgesetzt, in einigen Ländern Beta-Carotin in Vitaminsupplementen für Schwangere sogar vollkommen verboten. Diese Maßnahme wird von führenden Ernährungswissenschaftlern und Ärzten heftig kritisiert. So fordert Prof. Hans Konrad Biesalski (Universität Hohenheim, Deutschland) dringend, die Warnhinweise bzgl. Beta-Carotin auf den Etiketten zu überdenken und stattdessen Schwangere und Stillende auf die Gefahren einer Unterversorgung mit Vitamin A bzw. Beta-Carotin für die Entwicklung des Fötus hinzuweisen (9).

Labordiagnostik

Parameter	Substrat	Referenzwert	Beschreibung
Beta-Carotin	Serum/Plasma	150 - 1250 µg/l	Nüchtern (12 h Nahrungskarenz). Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit UV-Detektion nach Enteiweißung der Serumproben und nachfolgender Extraktion von Beta-Carotin in n-Hexan.
Interpretation
Verminderte Werte		Unzureichende Versorgung mit Beta-Carotin
Erhöhte Werte		Supplementierung mit Beta-Carotinpräparaten Lange Halbwertszeit, daher erst nach mehreren Wochen wieder im Normbereich

Mögliche Mangelsymptome

Auswirkung auf	Symptomatik
Oxidativer Stress	Verminderte Oxidation von LDL-Partikeln und PUFAs in den Zellmembranen
Haut	Erniedrigung der Erythembildung
Radikalassoziierte Erkrankungen	Erhöhtes Risiko für Herzinfarkt, Katarakt und Tumore
Immunsystem	Vermehrte Infektanfälligkeit Abnahme der zellvermittelten Immunität

Indikation

Effekt	Indikation	Dosierung
Physiologische Effekte mit niedrigen Nährstoffdosierungen	Zur Prävention und Therapiebegleitung bei altersbedingter Makuladegeneration (AMD)	15 - 60 mg/d
	Zum Schutz und zur Prävention von radikalassoziierten Erkrankungen, insbesondere der Haut und des Auges	5 - 20 mg/d
	Präventiv und therapiebegleitend bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen	5 - 30 mg/d
	Tumorprävention und therapiebegleitend bei Tumorerkrankungen	5 - 30 mg/d



Pharmakologische Effekte mit hohen Nährstoffdosierungen	Zur präventiven Erhöhung des körpereigenen Grundschutzes vor UV-bedingtem Erythem	100 - 180 mg/d

Einnahme

Allgemeiner Einnahmemodus
Wann	Beta-Carotin sollte zu oder nach den Mahlzeiten eingenommen werden. Hinweis: Zur Verringerung der Lichtempfindlichkeit der Haut sollte Beta-Carotin bereits vier Wochen vor Sonnenexposition eingenommen werden.
Nebenwirkungen
Beta-Carotin kann bei langfristiger und hoher Dosierung (> 3 Wochen, > 30 mg/d) zu einer harmlosen Gelbfärbung der Haut führen. Beta-Carotin kann keine Hypervitaminose A verursachen.
Kontraindikationen
Leberschäden, Niereninsuffizienz

Interaktionen

Interaktionen mit Arzneimitteln
Estrogene (Medroxyprogesteron)	Medroxyprogesteron kann Beta-Carotin- und Vitamin-A–Spiegel verändern.
Antihelmintika (z.B. Pyrantel, Mebendazol)	Vitamin-A-Mangel steht mit einem erhöhten Risiko für Wurminfektionen in Zusammenhang, Vitamin-A- oder Beta-Carotineinnahme verbessert die Therapie.
Interaktionen mit anderen Nährstoffen
keine	Nach aktuellem Kenntnisstand sind keine relevanten Wechselwirkungen bekannt.

Verbindungen

Beschreibung des Mikronährstoffes

Beta-Carotin ist ein fettlösliches Provitamin, das ausschließlich in Pflanzen vorkommt, aber auch synthetisch hergestellt werden kann.

Referenzen

1) Stahl, W., Krutmann, J. 2006. Systemische Photoprotektion durch Karotinoide. Der Hautarzt. 57(4):281-285.
2) Cho, S. et al. 2010. Differential Effects of Low-Dose and High-Dose Beta-Carotene Supplementation on the Signs of Photoaging and Type I Procollagen Gene Expression in Human Skin in vivo. Dermatology 221, Nr. 2: 160–171. doi:10.1159/000305548.
3) Hahn, A. et al. 2005. Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention und Therapie. Stuttgart (Wiss. Verlag-Ges.).
4) Chang, S. et al. 2005. Relationship Between Plasma Carotenoids and Prostate Cancer. Nutrition and Cancer 53, Nr. 2: 127–134. doi:10.1207/s15327914nc5302_1.
5) Persson, C. et al. 2008. Plasma levels of carotenoids, retinol and tocopherol and the risk of gastric cancer in Japan: a nested case-control study. Carcinogenesis 29, Nr. 5:1042–1048. doi:10.1093/carcin/bgn072.
6) Murthy, K. et al. 2005. In vivo antioxidant activity of carotenoids from Dunaliella salina — a green microalga. Life Sciences 76, Nr. 12:1381–1390. doi:10.1016/j.lfs.2004.10.015.
7) Murthy, K. et al. 2005. Comparative Evaluation of Hepatoprotective Activity of Carotenoids of Microalgae. Journal of Medicinal Food 8, Nr. 4:523–528. doi:10.1089/jmf.2005.8.523.
8) Harikumar, K. B. et al. 2008. Toxicity Profile of Lutein and Lutein Ester Isolated From Marigold Flowers (Tagetes erecta). International Journal of Toxicology 27, Nr. 1:1–9. doi:10.1080/10915810701876265.
9) Strobel, M. et al. 2007. The importance of β-carotene as a source of vitamin A with special regard to pregnant and breastfeeding women. European Journal of Nutrition 46, Nr. S1:1–20. doi:10.1007/s00394-007-1001-z.

Referenzen Interaktionen
Stargrove, M. B. et al. Herb, Nutrient and Drug Interactions: Clinical Implications and Therapeutic Strategies, 1. Auflage. St. Louis, Missouri: Elsevier Health Sciences, 2008.
Gröber, U. Mikronährstoffe: Metabolic Tuning –Prävention –Therapie, 3. Auflage. Stuttgart: WVG Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2011.
Gröber, U. Arzneimittel und Mikronährstoffe: Medikationsorientierte Supplementierung, 3. aktualisierte und erweiterte Auflage. Stuttgart: WVG Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2014.