Theobromin, Gefäßfunktion und intestinale ApoA-I-Produktion

Begründung: Trotz erfolgreicher Bemühungen, die atherogenen LDL-Cholesterinkonzentrationen im Serum zu senken, verbleibt ein erhebliches kardiovaskuläres Restrisiko. Eine zusätzliche Strategie zur weiteren Senkung dieses Restrisikos kann darin bestehen, die Konzentrationen von Lipoprotein hoher Dichte (HDL) zu erhöhen, insbesondere die seines Hauptproteinbestandteils Apolipoprotein A-I (apoA-I). Basierend auf mehreren Studien könnte Theobromin in dieser Hinsicht ein vielversprechender Kandidat sein. Kürzlich wurde gezeigt, dass Theobromin die Konzentrationen von HDL-Cholesterin (HDL-C) im Serum um 0,16 mmol/l oder 10 % und die ApoA-I-Spiegel um 8 % erhöht. Die Frage ist, ob sich dieser beobachtete Anstieg der HDL-C- und ApoA-I-Konzentrationen in einer verbesserten Funktionalität der Blutgefäße niederschlägt. Die Auswirkungen von Theobromin auf die Gefäßfunktion wurden noch nie in einer Placebo-kontrollierten Interventionsstudie am Menschen untersucht.

Ziel: Primäres Ziel ist die Bewertung der Langzeitwirkung von Theobromin auf die Gefäßfunktion bei gesunden Probanden mit leicht erniedrigtem HDL-C im nüchternen und postprandialen Zustand. Das zweite Hauptziel ist die Bewertung der Langzeitwirkung von Theobromin auf die mRNA- und Proteinexpressionsspiegel von intestinalem ApoA-I bei gesunden Probanden mit leicht erniedrigtem HDL-C im nüchternen und postprandialen Zustand.

Sekundäre Ziele sind die Untersuchung der Langzeitwirkungen von Theobromin auf (1) Nüchtern-Serum-HDL-C-Konzentrationen, (2) Cholesterinausflusskapazität und (3) postprandialen Lipid- und Glukosestoffwechsel.

Studiendesign: Ein randomisiertes, doppelblindes, Placebo-kontrolliertes Cross-Over-Design. Die Gesamtstudiendauer beträgt 12 Wochen, bestehend aus einer 4-wöchigen Versuchsperiode, einer 4-wöchigen Auswaschphase und einer 4-wöchigen Kontrollperiode. Am Ende der Versuchs- und Kontrollperioden findet ein postprandialer Test statt.

Studienpopulation: 48 gesunde Männer im Alter von 45–70 Jahren und Frauen im Alter von 50–70 Jahren mit leicht erniedrigten HDL-C-Konzentrationen (Männer

Intervention: Während des Versuchszeitraums nehmen die Probanden täglich zum Frühstück ein Getränk zu sich, das 500 mg Theobromin enthält. Während der Placebo-Periode nehmen die Probanden täglich zum Frühstück das gleiche Getränk ohne Theobromin zu sich. Während der Auswaschphase werden sie keine Getränke konsumieren.

Hauptstudienparameter/-endpunkte: Die Messungen werden am Ende der beiden 4-wöchigen Interventionszeiträume durchgeführt. Die Wirkung von Theobromin wird als absolute Differenz zwischen den am Ende jeder Periode erhaltenen Werten berechnet. Der primäre Endpunkt ist die Veränderung der Gefäßfunktion, definiert als prozentuale Veränderung der flussvermittelten Dilatation (FMD) nach der Einnahme eines täglichen Stressors, eines Milchshakes, der alle drei verschiedenen Makronährstoffe enthält. Der zweite primäre Endpunkt ist die Veränderung der apoA-I-mRNA und der Proteinexpression am Ende jeder Periode 5 Stunden nach der Einnahme des Milchshakes.

Art und Ausmaß der Belastung und Risiken im Zusammenhang mit der Teilnahme, dem Nutzen und der Gruppenzugehörigkeit: Vor der Studie werden die Probanden während zweier Besuche von 15 Minuten zweimal untersucht, um die Eignung festzustellen. Bei diesen Besuchen werden Körpergewicht, Körpergröße und Blutdruck gemessen. Zusätzlich wird eine venöse Blutprobe (jeweils 5,5 ml) entnommen. Während der Studie erhalten die Probanden die Kontroll- und Theobromingetränke in zufälliger Reihenfolge. An Tag 1 und 14 wird eine nüchterne venöse Blutprobe (16,5 ml bzw. 7 ml) entnommen und Körpergewicht und Blutdruck werden gemessen. An den Tagen 25 und 81 wird erneut eine Nüchternblutprobe entnommen (28 ml). Zusätzlich wird am 28. Tag jedes Versuchszeitraums, bei t = 0 Stunden, eine nüchterne venöse Blutprobe (30 ml) entnommen und die Gefäßfunktion gemessen, gefolgt von einem 2,5-stündigen postprandialen Test mit erneuten Gefäßfunktionsmessungen. Als postprandiale Mahlzeit erhalten die Probanden einen fettreichen Milchshake. Vor dem postprandialen Test wird eine Kanüle platziert und Blut wird bei t=0, 15, 30, 45, 60, 90, 120 und 240 entnommen (Gesamtvolumen 129,5 ml). Somit werden während des gesamten Zeitraums von 13 Wochen (Screening und Studie) insgesamt 444 ml Blut entnommen. Gefäßfunktionsmessungen umfassen eine Gruppe von nicht-invasiven Messungen, d. h. FMD, endoperiphere arterielle Tonometrie (endoPAT), Pulswellengeschwindigkeit (PWV) und Bildgebung der Netzhaut. Die Probanden werden gebeten, zweimal einen Fragebogen zur Häufigkeit der Ernährung auszufüllen und 12 Wochen lang ein Studientagebuch zu führen. In seltenen Fällen kann die Blutentnahme Blutergüsse oder Hämatome verursachen. Die Gefäßfunktionsmessungen sind nicht-invasiv und verursachen keine Belastung.

In einer Untergruppe von 10 Freiwilligen werden 5 Stunden nach Beginn des postprandialen Tests Dünndarmbiopsien im Zwölffingerdarm entnommen, um den Unterschied in der intestinalen apoA-I-mRNA- und Proteinexpression zu bestimmen. Die Gewinnung von Dünndarmbiopsien durch flexible Standard-Gastroskopie verursacht nur während des Eingriffs, der etwa 15 Minuten dauert, lokale Beschwerden im Pharynx und verursacht ein theoretisches Risiko für Perforationen (1: 1000) und ein Infektionsrisiko von 1: 1.800.000, mit niedrigerem Risiko für gesunde Probanden. Die Komplikation ist schwerwiegend und die Probanden müssen im Krankenhaus bleiben. Bei schwerwiegenden Beschwerden nach der Magenspiegelung (z. Erbrechen mit oder ohne Blut oder Bauchschmerzen) müssen den Projektleiter oder ihren Arzt warnen.

Der gesamte Zeitaufwand für die Probanden beträgt ungefähr 14,5 Stunden und 17,5 Stunden in der Untergruppe, aus der Biopsien entnommen werden, ohne Reisezeit.