Wissenschaftliche Studie zu IGF
Biologische Verfügbarkeit von IGF-1
Ein Auszug der zur Verfügung stehenden Studien u.a. von Philipps (1977) bewertet die Wirkung von IGF-1 als Zusatz in einem Milch-Ersatzprodukt bei neugeborenen Säugetieren. Beobachtet wurden ansteigende IGF-1 Konzentrationen und Gewichtszunahmen bei den mit IGF-1 angereicherter Milch gefütterten Säugetieren. Eine neuere Studie der gleichen Herausgeber zeigt, dass milch-abgeleitetes IGF-1vollständig absorbiert wird und Auswirkungen sowohl auf Leber, als auch auf anderes peripherisches Gewebe haben kann. (u.a. Philipps 2000)
Baumrucker und Blum (1994) studierten die Absorption von recombinantem (gentechnisch hergestellt) IGF-1 bei einem neugeborenen Kalb. Sie beobachteten einen Anstieg des IGF-1 Plasmaniveaus und schlossen daraus auf eine vollständige Absorption ein paar Tage nach der Verabreichung.
Xu & Wang (1996) führten eine Studie an Schweinen durch mit als radioaktiv gekennzeichnetem IGF-1. Sie stellten fest, dass ein enormer Anstieg in der Plasmaradioaktivität auf das IGF-1 zurückzuführen war. Eine ähnliche Studie (Donovan, 1997) zeigte das gleiche Ergebnis, wobei die Herausgeber anmerkten, dass der Anteil von radioaktivem IGF-1 im Serum (21%) relativ gering war.
Eine neue Studie bei Schweinen beschäftigt sich mit der Stabilität von milch-abgeleitetem IGF-1 in den Flüssigkeiten des Verdauungstraktes. (Shen & Xu, 2000) Die Autoren fanden heraus, dass das milch-abgeleitete IGF-1 in den Verdauungs-Flüssigkeiten des Lumens bei noch zu säugenden Schweinen stabil bleibt. Das Verdauungssystem von Schweinen wird häufig als passendes Modell für das menschliche Verdauungssystem verwendet.
Xian (1995) hat anhand von detaillierten Studien gezeigt, dass besonders Kasein und in einem kleineren Ausmaß auch Lactoferrin, das Überleben von intaktem IGF-1 in den Organen sichern kann, und so der Verdauung im Magen oder Dünndarm vorbeugt. Eine weitere Studie über Methoden, die Stabilität von IGF-1 im menschlichen Verdauungstrakt zu sichern, zeigte erneut, dass die In-Vitro-Stabilität von IGF-1 durch Gabe von Kasein erhöht wird. (Anderle, 2002)
Fazit: Diese Studien führen zu der wahrscheinlichen Schlussfolgerung, dass milch-abgeleitetes IGF-1 innerhalb des Kreislaufes deutlich absorbiert wird.
Weitere Steigerungen in der Absorption konnten erreicht werden durch:
Hinzufügen von Kasein als eine Protein-Quelle als Anbindung von IGF-1 an Proteine. In Milch ist IGF-1 in Verbindung mit einem Protein vorhanden, welches IGF-1 vor der Verdauung schützt. Darum wird empfohlen, angereichertes IGF-1 als Teil eines Proteins oder einer Protein-Hydrolysat-Verbindung zu konsumieren. Diese Hydrolysat-Verbindungen unterstützen den Transport vom Magen aus. Die Verabreichung in Kapseln garantiert eine verzögerte Ausschüttung im Verdauungstrakt, um so die Abgabe im Magen und ersten Teil des Dünndarms zu reduzieren und die verfügbare Menge für die Absorption zu erhöhen.
Informationen über Wachstumsfaktoren und deren Wirkung
Es gibt angereicherte Wachstumsfaktoren aus Milch und Molke, die über dem Level der verfügbaren in gegenwärtigen Produkten liegen. Der von der Kuhmilch abgeleitete Faktor zeigt eine hohe Homologie mit dem menschlichen Gegenpart. Tests haben gezeigt, dass ihre Bioaktivität sehr ähnlich ist. Einer der für die kommerzielle Anwendung ausgewählten Wachstumsfaktoren ist ein insulin-ähnlicher Faktor 1 (IGF-1), der vielfältige Auswirkungen auf unseren Körper hat. Im allgemeinen trägt IGF-1 zum Anabolismus bei, d.h. zum Aufbau von Molekülen, Zellen und Gewebe. Es wurde ein neues kommerzielles Produkt auf dem Markt eingeführt, welches 30ppm von IGF-1 ( 30mg von IGF-1 pro kg) enthält. Das ist eine wesentliche Menge, da Wachstumsfaktoren ihre biologischen Eigenschaften in Mikrogramm oder sogar in Nanogramm darstellen.
Die nachfolgenden Informationen konzentrieren sich auf IGF-1 und den Einsatz innerhalb von Sportnahrungsergänzung. Wachstumsfaktoren sind Proteine oder Peptide die in die Zell-Kommunikation eingebunden sind. Sie wirken durch eine Anbindung an die Rezeptoren auf der Zelloberfläche. Im Allgemeinen hat jeder Wachstumsfaktor einen spezifischen Typ eines Rezeptors. Durch die Anbindung werden eine Reihe von komplexen intrazellulären Reaktionen ausgelöst, meist dutzende von verschiedenen Proteinen einbeziehend. Am Ende dieser durch den Wachstumsfaktor ausgelösten Reaktionen, können erhöhtes Zellwachstum, Zellspezialisierung, Vermehrung der Leukozyten oder die Produktion anderer Wachstumsfaktoren stehen. Wachstumsfaktoren können verschiedene Auswirkungen auf unterschiedliche Zelltypen in den verschiedenen Stufen der Aktivierung oder Spezialisierung haben. Sie wirken entweder lokal oder an abgelegenen Orten nach dem Transport durch den Blutkreislauf. Milch und Molke enthalten mehr als 50 Wachstumsfaktoren.
Eigenschaften von IGF-1
IGF-1 ist ein relativ kleines Protein-Molekül mit einem Molekulargewicht von ca. 7600 daltons (70 Aminosäuren). Sein iso-elektrischer Punkt liegt bei ungefähr 8.5. Abgesehen von IGF-1 ist ein zusätzliches IGF-Molekül, IGF-2 entdeckt worden. Als Mehrheit der IGF-Molküle in der Milch, sind die IGF-1 jedoch die Wichtigsten.
Abb. 1 zeigt schematisch die verschiedenen gefundenen Kombinationen in Verbindung mit den Rezeptoren. Insulin ist ebenfalls dargestellt, da seine biologische Wirkung sehr ähnlich der von IGF-1 ist.
IGF-1 Abnahme: Die Verabreichung von recombinantem (gentechnisch hergestellt) IGF-1, entweder intravenös oder subkutan gespritzt, zeigt das Potential ernsthafte Zustände bei kritisch kranken erwachsenen Patienten umzukehren. IGF-1 ist ein anabolischer, in vielen Geweben erzeugter, Wachstumsfaktor.
Zusätzlich verändern andere Faktoren wie Alter, Ernährungszustand, Schwangerschaft und körperliche Fitness die Konzentration und Gewebeproduktion von IGF-1. Im Gegensatz zum Insulin scheinen umlaufende IGF-1 Plasmakonzentrationen unabhängig vom Tages- und Nachtrhythmus zu sein.
Während katabolischer Zustände (Tiefstwerte von Proteinen) und Unterernährung, wird die Serummenge allerdings, als durchschnittliche Dosis während der gesamten Behandlung mit gentechnisch hergestelltem IGF-1, auf ungefähr 100 mg geschätzt; mit einem derzeitigen Marktpreis von ungefähr 2000 € pro mg sind die Behandlungskosten sehr hoch. Kinder, die unter dem Wachstumshormonresistenzsyndrom leiden, profitieren von der erhöhten Wachstumsgeschwindigkeit durch die subkutane Behandlung mit IGF-1.
Sonksen berichtet, dass es eine altersabhängige, exponentiellere Abnahme des IGF-1-Serums bei weiblichen und männlichen Ausnahmeathleten im Alter zwischen 15 und 50 Jahren gibt, als in der normalen Bevölkerung.
IGF-1 und die Leistungssteigerung
Die Wirkung von IGF-1 ist ähnlich der Wirkung des Wachstumshormon (GH) und Insulin. Die Übersicht von Sonksen bietet einen exzellenten Überblick über die Wechselwirkung zwischen Insulin, Wachstumshormon und insulinähnlichem Wachstumshormon, unter Berücksichtigung der zur Grunde liegenden Physiologie der Leistungssteigerung.
Insulin-Gebrauch scheint bei Leistungssportlern und Bodybuildern weit verbreitet zu sein. Der Grund für seine Popularität kann wie folgt zusammengefasst werden:
Insulin erleichtert eine größere Aufnahme von Traubenzucker in den Muskelzellen als für die Zellatmung notwendig ist; folglich wird eine Kohlenhydrat-Einlagerung in Form von Glycogen stimuliert; dies funktionierst sowohl vor dem Training, als auch in der Regenerationsphase; dies ist besonders relevant für Ausdauerathleten. Andererseits vergrößern Bodybuilder, Gewichtheber und Kraftsportler auf diese Weise ihre Muskelmasse.
Insulin hemmt die Protein-Abnahme in der Muskelzelle; Diabetes-Patienten erhöhen mit Hilfe von Insulin ihr zu niedriges Körpergewicht.
GH und Insulin sind eng verwandt. GH stimuliert die Ausschüttung von IGF-1 in allen Geweben. Das meiste so produzierte IGF-1 wirkt direkt lokal, jedoch bringt die Leber aktiv IGF-1 in den Blutkreislauf und ist somit verantwortlich für das Plasmaniveau von IGF-1 und gebundener Proteine.
GH hat zwei Hauptwirkungen in punkto Sporternährung:
- Anregung der Protein-Synthese
- Anregung der Fettverbrennung
Die relevanteste Eigenschaft von IGF-1 für die Sporternährung ist die Fähigkeit die Protein-Synthese anzuregen.
Da Insulin den Protein-Abbau hemmt und sowohl GH, als auch IGF-1 die Protein-Synthese anregen, ist das Resultat mehr Protein-Masse in den Muskeln. Ohne Insulin verliert GH seinen anabolischen Effekt. Tatsächlich kann GH ohne genügend Insulin-Reserven (während dem Fasten oder bei Menschen mit Diabetes Typ 1) nicht anabolisch wirken. Die Insulin-Ausschüttung wird durch Kohlenhydrate, Protein-Hydrosylate oder spezifische Aminosäuren gesteuert.
Die anabolische Wirkung von GH und IGF-1 ist wahrscheinlich das Resultat eines Anstiegs von Aminosäure-Transportern auf der Zelloberfläche. Zweifelsfrei braucht man für den Aufbau von Muskelmasse ausreichend Aufnahme von qualitativ hochwertigem Protein, oder Protein-Hydrosylat, Wachstumshormon und IGF-1.
Studien zum Einsatz von mit IGF-1 angereicherten Produkten in der Sportzusatzernährung
Die verfügbaren klinischen Daten basieren alle auf Tests mit Kolostrum (Erstmilch bei Mutterkühen), entweder aus Australien, Finnland oder Neuseeland. Andere Daten wiederum beziehen sich auf die Menge des in den Produkten zugesetzten IGF-1, welche zur Bestimmung des täglichen Bedarfes an Wachstumshormonen herangezogen werden. Zugrunde gelegt bei diesen Studien wurden Ergebnisse aus täglichen Einnahmen von mind. 14 Tagen, meistens 4-8 Wochen und sogar über 10 Wochen. Die Studien wurden durchgeführt mit Ausdauerathleten (Läufer, Radfahrer, Ruderer) oder Kurzzeitathleten (Hockey-Spieler), nicht mit Bodybuildern oder Gewichthebern, obwohl es bekannt ist, dass diese zu den häufigsten Anwendern von IGF-1 oder GH-Präparaten zählen.
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