Trigonellin: Das Molekül im Kaffee gegen Muskelalterung?

Warum verlieren Muskeln mit zunehmendem Alter an Kraft?

Mit zunehmendem Alter können Muskelmasse, -kraft und -qualität allmählich abnehmen. Dabei spielen mehrere Faktoren eine Rolle: verminderte körperliche Aktivität, eine weniger effiziente Reaktion der Muskelproteinsynthese auf anabole Reize, Funktionsstörungen der Mitochondrien sowie Störungen des Zellstoffwechsels (1).

Wenn dieser Muskelabbau ausgeprägt ist, kann dies auf eine Sarkopenie hindeuten. Diese altersbedingte Erkrankung zeichnet sich vor allem durch eine Abnahme der Muskelkraft in Verbindung mit einer geringeren Muskelmasse oder -qualität aus. Eine Abnahme der körperlichen Leistungsfähigkeit deutet auf eine schwere Form hin (2).

Nicht jeder Muskelabbau ist jedoch auf diese Erkrankung zurückzuführen, deren Diagnose auf präzisen medizinischen und funktionellen Kriterien beruht.

Was ist Trigonellin, dieses im Kaffee enthaltene Molekül?

Trigonellin ist ein natürliches Alkaloid, das in verschiedenen Pflanzen vorkommt, insbesondere in Kaffeebohnen und Bockshornkleesamen. Chemisch gesehen handelt es sich um ein methyliertes Derivat der Nikotinsäure, auch Niacin genannt, einer Form von Vitamin B3 (3).

Es unterscheidet sich sowohl in seiner Struktur als auch in seinem Stoffwechsel von Koffein. Wichtiger Hinweis: Die hier besprochene Studie untersucht nicht die Auswirkungen des Kaffeekonsums. Mehr Kaffee zu trinken kann daher keinesfalls als Strategie gegen den Muskelalterungsprozess dargestellt werden.

Dass Trigonellin bei Forschern so großes Interesse weckt, liegt insbesondere an seinem potenziellen Zusammenhang mit NAD+ (Nicotinamidadenindinukleotid). Dieses Coenzym ist am Energiestoffwechsel und an der Funktion der Mitochondrien beteiligt, der eigentlichen Kraftwerke unserer Zellen.

Eine am Menschen durchgeführte Studie hat gezeigt, dass ältere Erwachsene im Muskelgewebe niedrigere NAD+-Spiegel aufweisen als junge Erwachsene. Dieser Rückgang war bei Probanden mit körperlichen Einschränkungen deutlicher als bei trainierten Senioren (4).

Diese Daten erklären das wachsende Interesse am NAD+-Stoffwechsel und an der Erforschung seiner Vorläufer im Zusammenhang mit dem Altern. Trigonellin gehört derzeit zu den in diesem Bereich untersuchten Ansätzen. Es ist anzumerken, dass es in Form eines Nahrungsergänzungsmittels erhältlich ist.

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Trigonellin, Muskelkraft und NAD+: Was zeigt die Studie?

Eine 2024 in „Nature Metabolism“ veröffentlichte Studie befasste sich genau mit dem Zusammenhang zwischen Trigonellin, NAD+ und Muskelalterung. Dabei wurden Daten aus Studien am Menschen mit Experimenten an Muskelzellen und Tiermodellen kombiniert. Es handelt sich jedoch nicht um eine klinische Studie zur Bewertung der Auswirkungen einer Trigonellin-Supplementierung beim Menschen (5).

Werte im Zusammenhang mit der Muskelfunktion

Zunächst verglichen die Forscher 20 Personen mit Sarkopenie mit 20 Kontrollpersonen. Sie stellten fest, dass die Trigonellin-Konzentrationen im Blut bei den Personen mit Sarkopenie signifikant niedriger waren.

Noch interessanter war, dass höhere Konzentrationen mit mehreren positiven Indikatoren in Verbindung standen: mehr Muskelmasse in den Gliedmaßen (Skelettmuskulatur der Arme und Beine), eine bessere Griffkraft und eine höhere Gehgeschwindigkeit.

Derselbe Zusammenhang bestätigte sich in einer zweiten Kohorte, bestehend aus 186 Männern über 60 Jahren: Höhere Trigonellin-Spiegel gingen mit einer besseren Griffkraft einher.

Allerdings ist zu beachten, dass diese Zusammenhänge nicht beweisen, dass Trigonellin die Kraft verbessert oder Sarkopenie vorbeugt.

Präklinische Ergebnisse zu NAD+

Die Studie versucht zudem, die Mechanismen zu beleuchten, die diese Beobachtungen erklären könnten.

An im Labor kultivierten menschlichen Muskelzellen wurde Trigonellin als Vorläufer von NAD+ eingesetzt, was zu einem Anstieg der NAD+-Konzentrationen führte. Die Forscher identifizierten dessen Verwertung über den sogenannten Preiss-Handler-Weg, einen Biosyntheseweg von NAD+.

Anschließend wurden Experimente an Fadenwürmern (Caenorhabditis elegans) durchgeführt. Dabei erhöhte Trigonellin die NAD+-Spiegel und verbesserte mehrere Parameter im Zusammenhang mit der Mitochondrienfunktion, der Mobilität und dem Erhalt der Muskelmasse im Alter.

Schließlich verbesserte bei älteren männlichen Mäusen eine Trigonellin-Supplementierung die Muskelkraft und verringerte die Ermüdbarkeit.

Auch wenn diese präklinischen Ergebnisse vielversprechende Ansätze eröffnen, lassen sie sich dennoch nicht direkt auf den Menschen übertragen.

Diese Ergebnisse sind mit Vorsicht zu interpretieren. Die erste Analyse am Menschen umfasste nur 40 Personen, während die zweite Kohorte ausschließlich aus älteren Männern bestand. Der Nutzen von Trigonellin für den Muskelalterungsprozess muss daher beim Menschen noch bestätigt werden: Die Studie lässt weder die Bestimmung einer wirksamen Dosis noch die Auswirkungen einer Supplementierung auf Sarkopenie, Stürze, Selbstständigkeit oder Lebenserwartung zu.

Wie lassen sich Muskeln und zelluläre Vitalität im Alter erhalten?

Trigonellin: ein vielversprechender Ansatz

Trigonellin befindet sich genau an der Schnittstelle dreier besonders intensiv untersuchter Bereiche: Muskelalterung, Energiestoffwechsel und NAD+.

Die in „Nature Metabolism“ veröffentlichten Ergebnisse sind vielversprechend: Sie bringen Trigonellin mit der Muskelfunktion beim Menschen in Verbindung und zeigen einen Mechanismus zur NAD+-Produktion sowie funktionelle Wirkungen in mehreren Tiermodellen auf. Es sind jedoch noch klinische Studien erforderlich, um seinen Nutzen beim Menschen zu bestätigen.

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Körperliche Aktivität und Proteine: die Grundlagen des Muskelerhalts

Der Erhalt der Muskelmasse und der Muskelfunktion beruht in erster Linie auf regelmäßiger körperlicher Aktivität, einschließlich geeigneter Kraftübungen, sowie auf einer ausreichenden Energie- und Proteinzufuhr.

Proteine tragen zum Erhalt und zum Aufbau der Muskelmasse bei. Wenn die Ernährung nicht ausreicht, hilft ein hochwertiges Molkenprotein dabei, den Bedarf leichter zu decken.

Bei älteren Menschen zeigen Studien, die Molkenprotein in Kombination mit Krafttraining untersuchen, zudem interessante Ergebnisse bei bestimmten Muskelparametern, auch wenn das Ausmaß der Vorteile je nach Studie und Population variiert (6).

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Der Erhalt der Muskelmasse reicht jedoch nicht aus, um die Muskelkraft zu gewährleisten. Diese hängt auch von der Qualität des Muskels, seiner Aktivierung durch das Nervensystem und seiner Fähigkeit ab, Kraft aufzubringen. Es handelt sich also um zwei sich ergänzende Aspekte der Muskelgesundheit (7).

Vitamin D: für eine gute Muskelfunktion

Vitamin D ist ein weiterer Nährstoff, der in direktem Zusammenhang mit der Muskelphysiologie steht. Es trägt zur Aufrechterhaltung einer normalen Muskelfunktion bei. Klinische Studien haben insbesondere seinen Einfluss auf die Muskelkraft untersucht: Eine Metaanalyse von 30 randomisierten Studien berichtet von einer moderaten positiven Wirkung der Supplementierung, die bei Personen mit niedrigem Vitamin-D-Spiegel und bei über 65-Jährigen stärker ausgeprägt ist (8).

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Neue Nährstoffe für die Muskeln in der Forschung

Weitere Verbindungen wecken heute das Interesse der Forscher. Insbesondere PeptiStrong®-Bohnenpeptide, Ursolsäure und Spermidin werden unter verschiedenen Gesichtspunkten auf ihre potenziellen Auswirkungen auf die Muskelmasse oder -qualität sowie auf bestimmte mit dem Altern verbundene Mechanismen untersucht (9–11).

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NAD+: Vom Muskel bis zur zellulären Alterung

Die Bedeutung von NAD+ geht weit über die reine Muskelproblematik hinaus. Dieser Cofaktor spielt eine zentrale Rolle im zellulären Energiestoffwechsel, insbesondere bei der Funktion der Mitochondrien und der ATP-Produktion. Seine Konzentrationen nehmen jedoch mit zunehmendem Alter tendenziell ab, was ihn zu einem viel beachteten Ziel im Bereich der zellulären Alterung und Langlebigkeit macht (12).

Daher zielen mehrere Ernährungsstrategien darauf ab, die Verfügbarkeit von NAD+ zu unterstützen. Eine davon basiert auf Vorläufersubstanzen wie Nicotinamid-Ribosid (NR). Studien am Menschen berichten von einem Anstieg des NAD+-Spiegels und bestimmter Metaboliten nach einer NR-Supplementierung (13).

Ein weiterer Ansatz betrifft CD38, ein Enzym, das NAD+ „verbraucht“. Präklinische Studien deuten darauf hin, dass seine Aktivität im Laufe des Alterungsprozesses zunimmt und zum Rückgang von NAD+ sowie zu bestimmten mitochondrialen Funktionsstörungen beitragen könnte (14).

Bestimmte Flavonoide, wie beispielsweise Apigenin, nutzen diesen Weg. Zell- und Tierversuche haben insbesondere seine potenzielle Fähigkeit aufgezeigt, CD38 zu hemmen und gleichzeitig die NAD+-Konzentrationen zu erhöhen (15).

Es ist daher sinnvoll, an beiden Fronten anzusetzen: die NAD+-Produktion anzuregen und dessen Abbau zu bremsen.

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