Einfluss von ETAS auf den Cortisolspiegel und andere Forschungsergebnisse

Einer der Wirkstoffe in diesem Extrakt von Asparagus Officinalis ist ein neues Molekül namens Asfural, ein Derivat von Hydroxymehthylfurfural. Es wurde festgestellt, dass diese Verbindung die HSP70-Expression verstärkt.

Zahlreiche Menschen haben Probleme damit, in den Schlaf zu finden. Sie möchten ausruhen, können aber nicht entspannen. Darum fühlen sie sich ständig müde und angespannt. In der Not greifen sie zu Schlaftabletten und gehen damit das Risiko der Abhängigkeit ein. Eine Alternative, um endlich wieder gut zu schlafen ist ETAS. Zahlreiche wissenschaftliche Studien der letzten Jahre zeigen, dass die Aufnahme des Functional Food Ingredients ETAS eine Vielzahl Stressparameter nebenwirkungsfrei und positiv beeinflusst: Dazu gehören die Schlafqualität, unsere Stimmung und die Energie, die wir tagsüber haben. ETAS ist eine Innovation: 2013 berichteten japanische Wissenschaftler erstmals über ETAS. Im Journal of Agricultural Food Chemistry beschrieben sie, wie der Spargel-Extrakt gewonnen wird. Außerdem berichten Foodscience-Spezialisten, dass ETAS die Hitzeschockprotein (HSP70) mRNA Expression in Leukozyten anregt.^1,2 Auch ein Corticosteron-² und Cortisol-Spiegel³ senkender Effekt von ETAS wurde bemerkt: beides Stresshormone. Die Forschung zu ETAS schreitet stetig voran, mit beachtlichen Erkenntnissen. Der Beitrag stellt die Wichtigsten vor:

Stress

Stress meint die Antwort des Körpers auf jede wahrgenommene Gefahr: das können Umweltfaktoren, soziale und psychologische Faktoren sein.  Bei der Regulation von Stress spielen das endokrine System, das Immunsystem und das autonome Nervensystem eine Rolle: Unter anderem produzieren unsere Nebennieren bei Stress das Hormon Cortisol und geben es an das Blut ab. Cortisol verursacht einen Anstieg der Herzfrequenz und des Blutdrucks. Das ist Teil der natürlichen “Flucht oder Kampf”-Reaktion, die uns Jahrtausende überleben ließ. Cortisol weckt uns außerdem aus dem Schlaf: Es wird morgens freigesetzt, bleibt tagsüber hoch und sinkt abends wieder ab – so dass wir zur Ruhe kommen. Das ist ganz normal. Entgleist der circadiane Rhythmus der Cortisol-Synthese, weil wir unter Dauerstress stehen, gerät der gesamte Stoffwechsel durcheinander: Das führt auf die Dauer zu schwerwiegenden Erkrankungen. Ein Stressmanagement, das den überhöhten Cortisol-Spiegel senkt und das uns gerade in der heutigen, hektischen Zeit hilft, wieder zur Ruhe zu finden ist daher lebenswichtig.

Hitzeschockproteine

ETAS regt die HSP70-Synthese in unseren Zellen an – aber was sind Hitzeschockproteine? Der italienische Wissenschaftler Friderico Ritossa identifizierte Hitzeschockproteine 1960 erstmals in den Speichelzellen von Taufliegen (Drosophila melanogaster).⁴ Später wurden Hitzeschockproteine auch als Stressproteine bezeichnet, weil Wissenschaftler erkannten, dass der Körper auf jeglichen biologischen, physikalischen, chemischen und psychologischen Stress mit der verstärkten Bildung dieser Proteine reagiert.

HSP70

HSP70 (Hitzeschockproteine mit der relativen Proteinmasse 70 Kilodalton) gehören zur Hitzeschock-Protein-Familie HSP70/HSP90. Hitzeschockproteine schützen die Zellen unseres Körpers vor den schädlichen Einflüssen von Stress, der durch

• Hitze,
• Infektionen,
• Fieber,
• Entzündungen,
• Ultraviolette Strahlen
• Giftige Metalle
• und mehr

entsteht.⁵ Stress bringt die Zell-Homöostase aus dem Gleichgewicht – empfindliche Proteine verlieren dabei ihre dreidimensional gefaltete Struktur oder verklumpen. Hitzeschockproteine sind wesentlich an Erkennungs-, Reparatur- und Beseitigungsprozessen denaturierter oder funktionslos gewordener Proteine beteiligt, die ihrerseits als Stressfaktoren die Bildung der Hitzeschockproteine anregen.

Zusätzlich zur Proteinqualitätskontrolle tragen HSP70 auch zur Senkung des Cortisol-Spiegels im Blut bei. Das geschieht im Zuge einer negativen Feedbackschleife, indem sie Glucocorticoid-Rezeptoren aktivieren, die wiederum die Synthese von Cortisol blockieren. Mit den Jahren sinkt die Hitzeschockantwort des menschlichen Körpers. Das Abschwächen dieser Antwort spielt eine Rolle bei der Entwicklung von Erkrankungen, die mit Protein-Aggregation einhergehen: zum Beispiel Alzheimer.⁶

ETAS

Herstellung

Normalerweise schneiden wir den unteren Teil von Spargelstangen ab, weil er zu holzig schmeckt und essen dann nur den oberen Teil. Aber auch der untere Teil der schlanken Stangen ist wertvoll, denn aus ihm wird ETAS hergestellt: Der über 45 Minuten mit 121°Celsius heißem Wasser gewonnene Spargel-Extrakt wird mit Enzymen (Sucrase C und Mazerozym) behandelt. Diese Behandlung mit Enzymen erhöht den Anteil der natürlichen Inhaltsstoffe noch. Nach Enzyminaktivierung und Zentrifugation wird der Überstand konzentriert, anschließend mit dem Filler Pinedex gemischt und nach der darauffolgenden Sterilisation sprühgetrocknet. Das so entstandene braune Pulver ist ETAS.¹

Inhaltsstoffe

ETAS besteht zu

84% aus Kohlenhydraten,

8,6 % aus Protein,

1% aus Fett und

2,6% Wasser.

Außerdem sind in ETAS geringe Mengen Mineralstoffe wie Magnesium und Eisen enthalten.⁷

Die Konzentration der bioaktiven Komponenten in ETAS beträgt pro 100 mg:   

5-Hydroxmethyl-2-Furfural (HMF): 292 mg +/-240 mg

Asfural:  233 mg +/- 141 mg

Wobei Asfural ein HMF-Derivat ist.

Wirkung auf den Menschen

Cortisol

Eine Möglichkeit zu entspannen und auszuruhen ist, Thermalbäder aufzusuchen – was mit einer vermehrten Synthese von HSP70 verbunden ist. Aber nur wenige Menschen können regelmäßig die entspannende Wirkung solche Einrichtungen nutzen. ETAS regt die Expression von HSP70 mRNA an ohne dass wir ein Thermalbad besuchen müssen.

Wie zuvor erwähnt, spielen Hitzeschockproteine eine wichtige Rolle bei der Aktivierung von Glucocorticoid-Rezeptoren, die den Cortisol-Spiegel im Blut herunter regeln. Weil ETAS die Hitzeschockprotein-Synthese anregt, müsste sich ein Cortisol-Spiegel senkender Effekt auch nach der Einnahme von ETAS zeigen.

Dies bestätigte 2014 eine placebo-kontrollierte, doppeblinde, randomisierte Studie mit Crossover-Design. Sie untersuchte den Einfluss der Einnahme von ETAS auf den Spiegel stressbedingter Hormone (Cortisol und Chromogranin A) und auf den Schlaf bei 18 jungen Männern mit Schlafstörungen:

Sieben Tage nach der Einnahme von Placebo war der Cortisol-Gehalt im Serum und im Speichel erhöht, während beide Parameter nach der Einnahme von ETAS nahezu unverändert blieben.  Nach Schlafdauer differenziert bemerkten die Wissenschaftler, dass besonders der Cortisol-Gehalt im Speichel derjenigen Teilnehmer, die mehr als 6,5 Stunden pro Nacht schliefen, nach der Einnahme von ETAS deutlich weniger anstieg als nach der Einnahme von Placebo. Außerdem war die Chromogranin-A-Konzentration im Speichel bei den Teilnehmern der ETAS-Gruppe signifikant niedriger verglichen zu ihrer Baseline.³

Schlaf

In derselben Studie wurde festgestellt, dass die Einnahme von ETAS bei denjenigen Probanden, die eine Schlafeffizienz von > 90 % hatten, zu einer kürzeren Schlafzeit führte. Außerdem zeigte sich, dass die Probanden mit geringerer Schlafeffizienz (<90%) während ETAS-Einnahme länger schliefen.  Als die Messergebnisse nach der Schlafdauer der Probanden eingeteilt wurden, zeigte sich ein ähnliches Bild. Bei denjenigen, die ETAS einnahmen und die länger als 6,5 Stunden pro Nacht schliefen, sank die Schlafzeit signifikant. 

Zur Beurteilung von Schlafstörungen dient auch die Athens Insomnia Scale (AIS): Betrachtet werden insgesamt acht Faktoren, von denen fünf den Schlaf an sich betreffen und drei Faktoren die Befindlichkeit im Laufe des Tages. Diese werden auf einer Skala von 1 – 3 bewertet, die Ergebnisse kumuliert und die individuelle Schlafqualität beurteilt. Der AIS-Score verbesserte sich in der ETAS-Gruppe signifikant – und zwar für den Faktor „früher als gewünscht aufwachen“.

Der Ogumu-Shirakwa-Azumi sleep inventory MA (OSA-MA) ist ein selbst auszufüllender Fragebogen mit 16 Items, die auf einer Skala von 1 – 4 bewertet werden und die in 5 Subskalen zusammengefasst werden: Schläfrigkeit, Einschlaf- und Durchschlafzeit, Traumhäufigkeit, Schlaflänge und Erholung. Die Studienteilnehmer, die ETAS nahmen, berichteten von einer signifikant abnehmenden Häufigkeit von Träumen beziehungsweise Alpträumen.  

Als Gründe für die Verbesserung von Schlafqualität und Schlafdauer nahmen die Wissenschaftler an, dass ETAS ausgleichend auf REM- und Non-REM Schlaf Intervalle wirkt, so dass sich ihre Verteilung der physiologischen Verteilung annähert. Was ein großer Vorteil gegenüber Schlaftabletten ist, nach deren Einnahme das Gehirn im Schlaf nicht normal arbeitet: Beispielsweise gibt es dann weniger Tiefschlafphasen, die wichtig für unsere Erholung sind.

Ein anderer Wirkmechanismus von ETAS könnte die Modulation der Gamma-Amino-Butyric Acid (GABA)-Synthese sein, einem inhibitorischem Neurotransmitter der dafür sorgt, dass der Schlaf gut ist. HSP70 bindet Glutamat-Decarboxylase, das Enzym ist für die Synthese von GABA verantwortlich.¹⁰

Autonomes Nervensystem

Eine placebo-kontrollierte, doppeblinde, randomisierte Studie mit Crossover-Design mit 25 gesunden Männern und Frauen zeigte 2016 den Einfluss der täglichen Einnahme von ETAS auf das autonome Nervensystem. Diese Studie lief über vier Wochen. Die Teilnehmer der ETAS-Gruppe antworteten in einem psychologischen Fragebogen positiver auf die Aussagen „ich fühle mich müde”, „es ist mühsam, aufzustehen“, „ich fühle mich schwer”.

Darüber hinaus konnten die Teilnehmer dieser Studie im Uchida-Kraepelin-Test mehr Fragen beantworten und der Anteil der richtig beantworteten Fragen war höher. Psychologen ziehen diesen Test zur Ermittlung der geistigen Angespanntheit heran. Vor und nach diesem U-K Test füllten die Probanden einen POMS – Fragebogen aus, mit dem ermittelt werden kann, wie wir uns während oder sofort nach einer bestimmten Aufgabe fühlen.

Außerdem untersuchten die Wissenschaftler nach diesem U-K Test verschiedene Stress Parameter, dazu gehörte sekretorisches Immunglobulin A (sIgA): Die sIgA-Konzentration im Speichel wird vom sympathischen Nervensystem beeinflusst und gilt als immunologischer Marker für akuten Stress:   Sofort im Anschluss an den Uchida-Kraepelin-Test war die sIgA-Konzentration bei den Studien-Teilnehmern signifikant erhöht, die ETAS nahmen, nicht dagegen in der Placebo-Gruppe – was ebenso wie die verbesserte Stimmung, die im POMS-Fragebogen ermittelt wurde, darauf hinweist, dass ETAS nicht nur einen positiven Einfluss auf unseren grundlegenden Stress-Level hat sondern auch darauf, wie wir mit akutem Stress umgehen.¹¹

Eine Methode zu ermitteln, wie ETAS das autonome Nervensystem beeinflusst ist auch, die Herzratenvariabilität (HRV) zu messen: In einer weiteren doppelblinde, placebo-kontrollierte Studie wurden 30 Freiwillige in zwei gleich große Gruppen eingeteilt: Placebo und ETAS. Die ETAS-Gruppe erhielt über vier Wochen ETAS, die andere Gruppe erhielt ein Placebo. Das Ergebnisse der Studie, zeigten, dass sich unter Einnahme von ETAS die Stressantwort hochsignifikant verbesserte.¹²

Weitere Wirkungen von ETAS

Zusätzlich zu den Vorteilen für Stress, Schlaf, Stimmung und Energie konnten Laboruntersuchungen und Tierstudien zeigen, dass ETAS weitere beachtenswerte Effekte auf physiologische Funktionen hat:

Diese Effekte beinhalten anti-entzündliche Effekte: Eine Studie zeigte, dass ETAS die Produktion des Entzündungsmediators Stickstoffmonoxid und die Produktion Pro-Inflammatorischer Cytokine und Chemokine in Interleukin-1ß-behandelten Leberzellen unterdrückte.¹³  

Laut weiteren Studien schwächt ETAS durch UVB-Strahlen verursachte proinflammatorische Reaktionen in Haut-Fibroblasten des Menschen ab – und könnte somit Schutz vor Lichtalterung bieten. Lichtalterung zeigt sich an unserer Haut unter anderem durch Verhornung, Mitesser und knollenförmige Fältchenbildung.^14,15

Darüber hinaus setzt ETAS in vitro die Resistenz von Bauspeicheldrüsen-Krebszellen gegen das Zytostatikum Gemcitabin herab. Diese Zellen sind normalerweise resistent gegen Gemcitabin – vermutlich aufgrund eines hohen HSP27-Pegels im intrazellulären Raum. ETAS verringerte den HSP27-Spiegel, HSP70 blieb jedoch unberührt.¹⁶

Die Vorbehandlung von PC12-Nervenzellen mit ETAS™ konnte Beta-Amyloid (?A) – induzierten Zelltod verhindern. PC12-Nervenzellen werden in der Alzheimerforschung eingesetzt. In Übereinstimmung mit der Studie, die einen neuroprotektiven Effekt von ETAS in vitro nachwies, ¹⁷ entdeckten Wissenschaftler in einer Studie mit Mäusen, bei denen sie die Seneszenz beschleunigten, dass sich kognitive Beeinträchtigungen abschwächten, während die Mäuse ETAS erhielten. Auch in dieser Studie fand sich ein nervenzellschützender Effekt durch ETAS mit dosisabhängig signifikantem beziehungsweise hoch signifikantem Anstieg der HSP70 Konzentration in den Zellen des Hippocampus.¹⁸

Die Forscher vermuteten, dass sich diese neuroprotektiven Wirkungen von ETAS nicht nur aufgrund der Induktion der HSP-Synthese sondern auch aufgrund eines gewissen antioxidativen Potenzials von ETAS ergaben: Die aktive ETAS-Komponente Asfural ist ein 5-Hydroxymethyl-2-furfural-Derivat – und 5-Hydroxymethyl-2-Furfural gilt als natürliches Antioxidans in Säugetierzellen.¹⁷

Endlich wieder gut schlafen

Hitzeschockproteine spielen eine lebenswichtige Rolle beim Schutz der Zellen vor Stress. HSP70 ist ein wichtiges Hitzeschockprotein, dessen Synthese mit den Jahren nachlässt. Der Spargel-Extrakt ETAS regt die Synthese von HSP70 an.^1,2 Während ETAS-Einnahme über sieben bis 28 Tage verbesserten sich Studien zufolge verschiedene Stressparameter signifikant: Dazu gehörten

• bei Mäusen der Corticosteron-Spiegel,
• beim Menschen der Cortisol- und Chromogranin-A-Spiegel, sIgA, die Schlafqualität, die Abgeschlagenheit und die Stimmung.^2,3,11

In Dosierungen von 100 – 150 mg eignet sich ETAS besonders für Erwachsene, die unter Stress und Leistungsdruck stehen, bei stressbedingt erhöhtem Cortisolspiegel und für Personen mit Schlafstörungen. Die Einsatzmöglichkeiten von ETAS sind aber noch lange nicht vollständig erforscht. Man darf gespannt sein, wie sich die Erkenntnisse insbesondere in Bezug auf neurodegenerative Krankheiten, Krebs und Hautalterung entwickeln. Dabei gilt selbst die hochdosierte Gabe von ETAS einer toxikologischen Studie zufolge als sicher.⁹ Nebenwirkungen sind bislang nicht bekannt.^2,3,11,12

ETAS ersetzt weder einen Arztbesuch, einen gesunden Lebensstil noch eine gesunde und abwechslungsreiche Ernährung: Diesbezüglich ist Eigenverantwortung gefragt. Aufgrund des Fehlens von Sicherheitsdaten sollten Schwangere, Stillende, Kinder und Jugendliche von der Einnahme absehen.

Literatur

1 Ito T. Isolation, Structural  Elucidation, and Biological Evaluation of 5-Hydroxymethyl-2-furfural Derivative, Asfural, from Enzyme-Treated Asparagus Extract. J Agric Food Chem. 2013; 61: 9155?9159

2 H. Waki, S. Miyazaki, T. Miura, K. Uebaba, and T. Hisajima, “Effect of enzyme-treated asparagus (ETAS) on the stress response substance in a clinical trial,” Clinical Nutrition, vol. 32, pp. S233–S234, 2013.

3 Ito T, Goto K, Takanari J, Miura T, Wakame K, Nishioka H, Tanaka A, Nishihira J. Effects of enzyme-treated asparagus extract on heat shock protein 70, stress indices, and sleep in healthy adult men. J Nutr Sci Vitaminol. 2014;60(4):283-90.

4 M. Ritossa, F. (1962). A New Puffing Pattern Induced by Temperature Shock and DNP in Drosophila. Experientia.

5 Celi M, Vazzana M, Sanfratello A, Parrinello N Elevated cortisol modulates Hsp70 and Hsp90 gene expression and protein in sea bass head kidney and isolated leukocytes General and Comparative Endocrinology Volume 175, Issu 3, 1 February 2012, Pages 424-431

6 Calderwood SK, A. Murshid, T. Prince. The schock of aging: Molecular chaperones and the heat schock response in longevity and aging – a mini review. Gerontology, 2009: 55 (5): 550 – 8

7 Nishizawa M, Kano M, Okuyama T, Okumura T, Ikeya Y. Anti-inflammatory effects ofenzyme-treated asparagus extract and its constituents in hepatocytes. Functional Foods inHealth and Disease 2016. 6(2): 91-109.

8 Ito T, Maeda T, Goto K, Miura T, Wakame K, Nishioka H, Sato A. Enzyme-treated asparagus extract promotes expression of heat shock protein and exerts antistress effects. J Food Sci. 2014 Mar;79(3):H413-9.

9 Ito T, et al. 2014. Toxicological assessment of Enzyme-Treated Asparagus Extract in rat acute and subchronic oral toxicity studies and genotoxicity tests. Regulatory Toxicology and Pharmacology vol. 68, pp.240-249.

10 Frémont, M Vegetal Extract ETAS. Actifs 2016, pp. 156 – 160

11 J. Takanari, J. Nakahigashi, A. Sato et al., “Effect of enzyme-treated asparagus extract (ETAS) on psychological stress in healthy individuals,” Journal of Nutritional Science and Vitaminology, vol. 62, no. 3, pp. 198–205, 2016.

12 Maypro. ETAS Overview (n.n)

13 Nishizawa M, Kano M, Okuyama T, Okumura T, Ikeya Y. Anti-inflammatory effects of enzyme-treated asparagus extract and its constituents in hepatocytes. FFHD. 2016;6(2):91-109.

14 Matsuda M, T. Hoshino, N. Yamakawa, K. Tahara, H. Adachi, G. Sobue, D. Maji, H. Ihn, T. Mizushima. Suppression of UV-induced wrinkle formation by induction of HSP70 expression in mice. J Invest Dermatol. 2013; 133(4): 919–28.

15 Shirato K, Koda T, Takanari J, et al. ETAS®50 Attenuates Ultraviolet-B-Induced Interleukin-6 Expression by Suppressing Akt Phosphorylation in Normal Human Dermal Fibroblasts. Evid Based Complement Alternat Med. 2018;2018:1547120. Published 2018 Jul 5.

16 Shimada T, Nanimoto Y, Baron B, Kitagawa T, Tokuda K, Kuramitsu Y. Enzyme-treated Asparagus Extract Down-regulates Heat Shock Protein 27 of Pancreatic Cancer Cells In Vivo. 2018 Jul-Aug;32(4):759-763.

17 Ogasawara J. Inhibitory Effect of ETAS against Amyloid Beta-induced Cellular Disorder in PC12 Cells. Natural Product Communications vol 9 (4), pp. 561-564

18 Sakurai T, et al. 2014. Enzyme-treated Asparagus officinalis extract shows neuroprotective effects and attenuates cognitive impairment in senescence-accelerated mice. Natural Product Communications vol. 9(1), pp. 101-106.