Kollagen für gesunde Bänder und Knorpel? Eine kritische Analyse

von | Feb 15, 2024 | Artikel

Kollagen ist derzeit eines der beliebtesten Nahrungsergänzungsmittel. Das Versprechen: bessere Knorpel-, Sehnen- und Gelenkgesundheit – eine Tatsache, die für jeden Sportler wichtig ist, egal in welcher Sportart. Daher lohnt es sich, einen genaueren Blick auf den Mechanismus und die allgemeinen wissenschaftlichen Beweise für die Wirksamkeit von Kollagen bei der Schmerzlinderung und Gelenkgesundheit zu werfen.

 

Hintergrund

Im Jahr 2019 litten schätzungsweise 57 Millionen Menschen in Westeuropa an Osteoarthritis, einer Erkrankung, bei der sich der Gelenkknorpel abnutzt und den darunter liegenden Knochen freilegt, was häufig chronische Schmerzen verursacht und eine chirurgische Behandlung erfordert (1). Bei Sportlern sind Bindegewebsverletzungen die am häufigsten gemeldete Art von Verletzungen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass ein großes Interesse daran besteht, Strategien zu finden, die zu einer besseren Qualität des Weichgewebes führen und/oder die Heilungseigenschaften von Knorpel, Sehnen und Bändern unterstützen können.

In diesem Zusammenhang ist Kollagen von großem Interesse, da es den extrazellulären Raum des Bindegewebes strukturell unterstützt. Kollagen ist das am häufigsten vorkommende Protein im Bindegewebe, und zwar Kollagen und insbesondere Kollagen vom Typ I. Die Festigkeit und Steifigkeit unseres Bindegewebes und unserer Sehnen wird daher zum Teil durch die Menge an Kollagen bestimmt, die sie enthalten. Daher liegt die Vermutung nahe, dass eine Verbesserung der Kollagensynthese indirekt zu einer besseren Qualität der Gelenke und des Bindegewebes führen und das Verletzungsrisiko verringern kann  (2).

 

In diesem Artikel wird die Effektivität einer Kollagen-Supplementierung auf die Gelenk- und Sehnengesundheit analysiert und zusammengefasst

Kollagen ist eine Eiweißstruktur, die aus Aminosäuren aufgebaut ist. Im Gegensatz zum Muskelgewebe enthält es weniger essenzielle Aminosäuren und mehr Prolin und Glycin.

 

 

Dies führt zu der Hypothese, dass die Aufnahme bestimmter Nährstoffe, die hohe Mengen an Prolin und Glycin enthalten, möglicherweise einen anabolen Reiz auf die Kollagensyntheserate ausüben könnte. Zwei Nährstoffe von Interesse, die dieses Kriterium erfüllen, sind aus Kollagen gewonnene Nahrungsproteinquellen, wie Gelatine und Kollagenhydrolysat.

 

 

Vereinfachte Darstellung des Kollagenstoffwechsels (3)

 

 

 

Aber haben Galantine und Kollagen nicht eine schlechte Proteinqualität?

Es stimmt, dass Gelatine und Kollagen für ein Protein eher geringe Qualitätseigenschaften aufweisen – zumindest, wenn man die biologische Wertigkeit zur Beurteilung der Proteinqualität heranzieht. Allerdings muss man bedenken, was die biologische Wertigkeit eigentlich bezweckt – und das ist der Vergleich der Aminosäurezusammensetzung von Lebensmitteln mit der Aminosäurenmatrix des menschlichen Muskels (4). Also ja, Gelatine und Kollagen sind keine gut geeigneten Kandidaten, um Sie dick aussehen zu lassen. Jüngste Studien haben in der Tat keinen positiven Effekt einer Kollagenergänzung auf die Muskelproteinsynthese festgestellt (5). Dies bedeutet jedoch nicht automatisch, dass sie keine positiven Auswirkungen auf andere Gewebe haben können.

Wie gut wird Gelantine und Kollagen absorbiert?

Eine frühe mechanistische Studie aus dem Jahr 1999 ergab, dass Galantinehydrolysat tatsächlich von Mäusen aufgenommen wird und zu einer Anreicherung von Galantinehydrolysat im Knorpelgewebe führt (6).

Fast zwei Jahrzehnte später konnten die Forscher diese Beobachtungen am Menschen bestätigen (7). In einer Cross-over-Studie nahmen acht gesunde Probanden sechzig Minuten vor dem 6-minütigen Seilspringen entweder 0, 5 oder 15 g mit 48 mg Vitamin-C angereicherte Gelatine zu sich.

Die Ergebnisse:

Die Einnahme von 15 g Vitamin-C-angereicherter Gelatine führte zu einem signifikanten Anstieg der Glycin- und Prolin-Konzentration im Blut, was zeigt, dass diese „minderwertigen“ Proteine tatsächlich absorbiert werden und zu einem signifikanten Anstieg der Aminosäuren Glycin und Prolin führen, die eine wichtige Rolle im Prozess der Kollagensynthese spielen.

Glycine and proline concentrations in the blood after consuming 0, 5 or 15g of Gelatine – Vitamin-C enriched (7)

 

Noch wichtiger ist, dass ein signifikanter positiver Effekt auf die Kollagensyntheserate gemessen wurde (PINP): Das aminoterminale Propeptid (PINP) ist ein Vorläufer von Kollagen und enthält eine kurze Signalsequenz und terminale Verlängerungspeptide.

 

Collagen synthesis rate measured via PINP, with 0, 5 and 15g of Gelatine – Vitamin-C enriched (7)

 

Und was ist mit Kollagen als Supplement?

Dieselbe Forschergruppe führte eine Folgestudie durch, in der sie die Wirkung von 15 g hydrolysiertem Kollagen mit 15 g Gelatine (mit Vitamin C angereichert) und Gummibärchen, die sowohl Gelatine als auch Kollagen enthielten, verglich (8).

Die Ergebnisse

Sowohl die Supplementierung mit Kollagen als auch mit Gelatine (mit Vitamin C angereichert) führte zu einem Anstieg der Kollagensyntheserate um ca. 20 %, der jedoch statistisch nicht signifikant war. Bei näherer Betrachtung der einzelnen Teilnehmer zeigt sich zudem eine große individuelle Varianz: Bei genauerer Betrachtung der einzelnen Daten scheint der positive Gesamteffekt wahrscheinlich auf einen positiven Ausreißer zurückzuführen zu sein – sowohl in der Gelatine- als auch in der Kollagengruppe. Tatsächlich wurde bei 3 der 8 Teilnehmer keine positive Veränderung der Kollagensyntheserate in der Gelatinegruppe gemessen, und bei 4 der 8 Teilnehmer wurde kein Effekt in der Gelatinegruppe beobachtet.

 

 

Daher ist es fraglich, ob diese positiven Erkenntnisse auf die breite Masse übertragen werden können….

 

Außerdem ist es erwähnenswert, dass die Forscher in beiden Studien ein künstliches Band verwendet haben. In der Tat gibt es bisher keine Humanstudien, die diese Ergebnisse beim Menschen bestätigen.

In Anbetracht dieser beiden Umstände brauchen wir meiner Meinung nach weitere Studien mit größeren Kohorten, die diese Ergebnisse bestätigen, bevor wir mit Sicherheit sagen können, dass eine Supplementierung mit Gelatine/Kollagen einen positiven Einfluss auf die Kollagensynthese hat. Es gibt jedoch weitere Studien, die wir uns ansehen können, um die Gesamtwirkung auf die Gesundheit der Gelenke und Bänder besser beurteilen zu können.

McLindon und Kollegen (9) untersuchten beispielsweise die Wirkung einer täglichen Supplementierung von 10 g Kollagenhydrolysat auf eine leichte Kniearthrose über einen Zeitraum von 48 Wochen. Die lange Studiendauer ist definitiv ein großer Pluspunkt. Die Forscher bewerteten auch die Knorpelfunktion anhand von dGEMRIC-Bildern, was ein viel besserer Indikator für Veränderungen im Knorpelgewebe ist als die Messung der akuten Syntheserate über einen kurzen Zeitraum (10, 11).

Und in der Tat ist ein positiver Effekt deutlich zu erkennen, wenn man sich die folgenden Bilder ansieht:

 

die untere Fotoserie ist von der Kollagengruppe, bei der mehr grün zu erkennen ist = mehr Knorpelmasse

 

Ist das der Beweis dafür, dass eine Kollagenergänzung tatsächlich wirksam ist, um Knorpelschäden zu verbessern?

 

Aufpassen, die Details sind wichtig!

Die verwendeten dGEMRIC-Bilder zeigten Verbesserungen des Knorpels in der hinteren lateralen Femur-Region, wobei die Kollagengruppe eine statistisch bessere Verbesserung als die Kontrollgruppe aufwies. Weitere MRT-Aufnahmen des Knorpelgewebes in anderen Regionen (mediales Schienbein, zentraler mittlerer Oberschenkelknochen, hinterer medialer Oberschenkelknochen, lateraler Schienbeinknochen, zentraler lateraler Oberschenkelknochen) zeigten jedoch keine Unterschiede zwischen der Kollagen- und der Placebogruppe.

Die Schlussfolgerung des Autors lautete daher:

:

Im Gegensatz zu den dGEMRIC-Ergebnissen zeigten die T2-Knorpelmessungen wenig Variabilität oder Veränderung mit der Zeit und keine Unterschiede in irgendeiner Region zwischen den Gruppen […] aufgrund des Pilotcharakters dieser Studie und ihrer geringen Stichprobengröße betrachten wir diese Ergebnisse nicht als endgültig, und die CH-Intervention verdient weitere Tests in einer größeren Studie.

Es bleibt unklar, warum die Kollagengruppe in bestimmten Bereichen eine Verbesserung und in anderen keine Veränderung zeigte. Mit nur 15 Teilnehmern pro Gruppe ist die Stichprobengröße dieser Studie zu gering, um eindeutige Schlussfolgerungen zu ziehen, und leider gibt es keine anderen Studien, die dGEMRIC-Bilder zur Bewertung von Veränderungen der Knorpelstruktur verwenden.

 

Kollagen: Einfluss auf die Steifigkeit und Funktionalität von Sehnen und Bändern

In derselben Studie (9) wurden auch mögliche Veränderungen der körperlichen Funktionsfähigkeit und Steifigkeit untersucht, wobei jedoch keine positive Wirkung der Kollagenergänzung festgestellt werden konnte. Es ist jedoch anzumerken, dass die Teilnehmer kein systematisches Trainingsprogramm zur Stärkung der Muskeln, Sehnen oder anderer Weichteile durchgeführt haben. Dies könnte die Erklärung dafür sein, warum McAlindon et al. 2011 (9) keinen positiven Effekt gefunden haben, denn Widerstandstraining ist ein notwendiger Stimulus für die Kollagensynthese (12).

In einer anderen Studie fanden Leet et al. (2003) einen kleinen Nutzen einer täglichen Supplementierung von 30 g Kollagenhydrosylat (+ 500 mg Vitamin C) auf die Steifigkeit der Patellasehne bei weiblichen Fußballspielern [COL, +18,0 ± 12,2 % (d = 1,11) vs. PLA, +5,1 ± 10,4 % (d = 0,23), p = 0,049]. Allerdings war das Sehnenwachstum zwischen den Gruppen ähnlich (13).

In einer anderen Studie trainierten 40 gesunde junge Männer ihren Wadenmuskel und ihre Achillessehne 14 Wochen lang in 3 Trainingseinheiten pro Woche und nahmen 5 g Kollagenpeptide (CP – Temdeforte®) ein (14). . Soweit ich weiß, ist dies die einzige Studie, bei der die Teilnehmer ein strukturiertes Widerstandstrainingsprotokoll über mehr als 3 Monate befolgten, wobei das Trainingsgewicht schrittweise erhöht wurde. Vielleicht ist dies der Grund, warum die Autoren eine signifikant (p = 0,002) größere Zunahme des Sehnenwachstums (CSA +11,0 %) im Vergleich zur PLA-Gruppe (+4,7 %) feststellen konnten. Im Gegensatz dazu gab es keinen Unterschied bei der Sehnensteifigkeit oder der Muskelkraft, die zwischen den Gruppen zunahm.

Praes et al. (2019) verwendeten ein ähnliches Supplementierungsprotokoll: In einer doppelblinden RCT mit Cross-over-Design nahmen 10 Teilnehmer mit Achillessehnenentzündung über einen Zeitraum von 6 Monaten 2,5 g CP in Kombination mit einem zweimal täglich durchgeführten Wadenkraftprogramm ein (15). Sie stellten auch keinen Nutzen von CP auf die Mikrovaskularität der Sehne fest, die mittels kontrastverstärktem Ultraschall (CEUS) untersucht wurde. Die CP-Ergänzung hatte auch keine Auswirkungen auf die Knöchelfunktionalität und die Sehnenschmerzen, die mit dem VISA-A-Fragebogen bewertet wurden.

Darüber hinaus wurde bei Sportlern, die CP einnahmen, ein positiver Trend zu einer schnelleren Rückkehr zum Sport beobachtet. Allerdings nahmen zu wenige Probanden an der Studie teil, um eine statistische Analyse durchführen zu können. Mit anderen Worten: Wir wissen nicht, ob die beobachteten Unterschiede auf den Zufall zurückzuführen sind oder ob sie tatsächlich das Ergebnis der CP-Einnahme sind.

Interessanterweise wird diese Studie oft zitiert und als Referenz für die Wirksamkeit einer CP-Ergänzung verwendet, obwohl sie keine statistisch signifikante Wirkung zeigt.

 

 

Praet et al., (2019): keine statistische Analyse aufgrund der geringen Anzahl an Probanden

 

 

Schmerzlindernder Effekt ?

Mehrere Studien konnten tatsächlich eine Reduktion des Schmerzempfinden durch Arthritis feststellen  (16,17,18). Eine Verbesserung wurde nicht nur bei dem subjektiven Schmerzempfinden der Patienten festgestellt, sondern wurde auch durch Messungen und Test eines Arztes bestätigt. Je nach Studie, verbesserte sich das Schmerzempfinden um 10-25%.

 

Relative Änderung der subjektiven Schmerzwahrnehmung (VAS Score) (16)

 

Allerdings sollte auch hier erwähnt werden, dass es Studien gibt, die keine Verbesserung feststellen konnten. (19).

Kollagen bei Schmerzen empfehlen: Ja oder nein ?

10 % Schmerzreduktion ist nicht sonderlich viel. 25% Reduktion der empfundenen Schmerzen ist hingegen schon eine recht ordentliche Verbesserung. Am Ende weiß man nicht in welche Kategorie man fällt, bis man das Ganze mal über mehrere Wochen ausprobiert hat.

Soll heißen: Wer von chronischen Schmerzen durch Knorpelschäden leidet, der sollte Kollagen einfach mal für 8 Wochen in Kombination eines Reha-Programmes ausprobieren und gucken, ob ein positiver Effekt festzustellen ist.

 

 

Positiver Effekt von Whey and Casein ?

Es liegt nahe anzunehmen, dass hochwertige Eiweißquellen wie Whey- oder Casein-Protein höchstwahrscheinlich eine positive Wirkung auf die Kollagensynthese haben. Überraschenderweise scheint dies jedoch nicht der Fall zu sein. In mehreren Studien, in denen Molkenprotein verwendet wurde, konnte keine positive Wirkung auf das intramuskuläre Bindegewebe oder die Kollagensyntheserate festgestellt werden (20, 21).

Eine Hypothese, warum in diesen Studien keine Wirkung auf die Bindegewebssynthese gefunden wurde, ist, dass Whey-Protein grundsätzlich „zu schnell“ verstoffwechselt wird und dass die Aktivierung des Bindegewebes verzögert erfolgt und daher ein langsamer absorbiertes Protein benötigt, um optimal stimuliert zu werden.

 

Quelle: Nutrition Tactics

 

Diese Hypothese wurde von Trommelen et al. (2020) untersucht: Sie fanden zwar heraus, dass das Training selbst die Bindegewebssyntheserate aktiviert, aber es wurde kein zusätzlicher Nutzen beobachtet, wenn nach dem Ausdauertraining 30 g Kaseinprotein verzehrt wurden (22). 

Bindegewebsproteine enthalten im Vergleich zu anderen Proteinen im Skelettmuskel hohe Konzentrationen an Prolin (12 %) und Glycin (25 %). Kasein hingegen enthält nur geringe Mengen an Prolin (6,5 %) und Glycin (2 %) und kann daher nicht genügend dieser wichtigen Aminosäuren liefern, um die Proteinsyntheserate des Bindegewebes nach dem Training zu steigern
Rate zu unterstützen (23). Diese Hypothese wird durch die Tatsache gestützt, dass das von Trommelen et al. (2020) verabreichte Casein die Glycinkonzentration im Blut nicht erhöht hat.

 

Veränderungen der Glycin- und Prolinkonzentration im Blut nach Einnahme von 30g of Kasein (Trommelen et al., 2020)

 

Was passiert bei höheren Proteinmengen?

Diese Frage wurde in einer Folgestudie der gleichen Forscher untersucht (24): In dieser Studie haben ältere Probanden nach einem Krafttrainig 40g Kasein zu sich genommen.

 

wir zeigen zum ersten Mal, dass Aminosäuren aus Nahrungsproteinen bei älteren Erwachsenen in neue Muskel-Bindegewebsproteine eingebaut werden

 

Und tatsächlich wurde ein positiver Effekt auf die Syntheserate des Bindegewebes festgestellt.

Allerdings wurde ein möglicher Effekt auf die Kollagensynthese hier nicht gemessen. Und leider können wir aufgrund des Studiendesigns auch nicht konkret herauslesen, ob der positive Effekt durch den Sport und das Kasein-Supplement hervorgerufen wurde.

 

Zusammenfassung:

 

  • Mechanistische In-vitro-Studien zeigen, dass Kollagen und Gelatine einen signifikanten positiven Einfluss auf die Knorpelsyntheseraten haben könnten
  • Bei Patienten mit chronischen Gelenkschmerzen kann die kontinuierliche Supplementierung mit Kollagen über 8 Wochen oder länger die subjektiven Schmerzniveaus um 10 bis 25% verbessern
  • Aktuell sind die Beweise zur Verbesserung der Knorpelgesundheit eher schwach
  • Etwas besser scheint die Effektivität von Kollagen auf die Sehnensteifheit zu sein. Ob dies wirklich Verletzung vorbeugt oder die Verletzungszeit reduziert, ist noch unklar
  • Es scheint so, dass sowohl Molke- als auch Kaseinprotein keine signifikante Wirkung auf das Knorpelgewebe haben, selbst wenn sie in größeren Mengen konsumiert werden
  • Noch fehlen uns qualitativ hochwertige RCTs am Menschen, um endgültige Schlussfolgerungen über mögliche positive Auswirkungen einer Kollagenergänzung auf die Gesundheit von Gelenken und Sehnen zu ziehen

 

Unsere Bewertung

Evidenz zur Verbesserung der Gesundheit von Knorpel, Sehnen und Bändern

Insgesamt ist die Studienalge sehr durchwachsen; Einige Studien zeigen vielversprechende Ergebnisse. Schaut man sich jedoch die Details dieser Studien an, so weisen fast alle von ihnen methodische Schwächen auf. Die Ergebnisse mechanistischer Studien, sowie die positiven Ergebnisse hinsichtlich der Schmerzreduktion, sind einigermaßen vielversprechend. Wir benötigen jedoch mehr hochwertige RCTs mit Menschen, um eindeutigere Schlussfolgerungen ziehen zu können.