Nahrungsergänzungsmittel

Beta-Carotin

Aktualisiert am · 22 Quellen · Redaktionelle Richtlinien

Beta-Carotin ist ein Pflanzenfarbstoff, der in vielen gelben, orangefarbenen und dunkelgrünen Blattgemüsen sowie in einigen Obstsorten vorkommt (Albanes et al., JNCI 1996). Es ist ein Carotinoid mit „Provitamin-A“-Wirkung: Der Körper kann es spalten und daraus Vitamin A bilden. Es wird als Nahrungsergänzungsmittel verkauft, als Lebensmittelfarbstoff verwendet und war früher ein verschreibungspflichtiges Arzneimittel (Solatene) gegen eine seltene Lichtempfindlichkeitserkrankung.

Die wichtigste Tatsache darüber ist eine negative. In zwei großen randomisierten Studien erhöhten hochdosierte Beta-Carotin-Präparate das Lungenkrebsrisiko bei Rauchern und asbestexponierten Arbeitern, und die US Preventive Services Task Force (USPSTF, US-Expertengremium für Präventionsempfehlungen) rät inzwischen von Beta-Carotin-Präparaten zur Vorbeugung von Krebs oder Herzkrankheiten ab. Für Beta-Carotin aus der Nahrung wurde dieser Schaden nicht nachgewiesen.

Diese Seite fasst zusammen, was die Nährstoffberichte der National Academies, randomisierte Studien und Behörden berichten. Sie dient nur der Information und ist keine medizinische Beratung.

Eigenschaft Angabe
Klasse Provitamin-A-Carotinoid (Pflanzenfarbstoff)
Summenformel / Molmasse C₄₀H₅₆; 536,9 g/mol
Vitamin-A-Wert 2 µg Beta-Carotin als Präparat in Öl oder 12 µg aus der Nahrung = 1 µg Retinolaktivitätsäquivalent (RAE)
Dosen in großen Studien 15–30 mg/Tag oder 50 mg jeden zweiten Tag; 15–180 mg/Tag in Studien zur Protoporphyrie
Plasmahalbwertszeit Etwa 5–7 Tage (pharmakokinetische Übersichtsarbeit)
Tolerierbare Höchstmenge Keine festgelegt; das Institute of Medicine stufte Präparate für die Allgemeinbevölkerung als „nicht ratsam“ ein
Status in den USA Inhaltsstoff von Nahrungsergänzungsmitteln; gelisteter Lebensmittelfarbzusatz und GRAS-Nährstoff; früheres verschreibungspflichtiges Arzneimittel Solatene 30 mg (NDA 017589, vom Markt genommen)
USPSTF Rät von der Anwendung zur Vorbeugung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Krebs ab (Grad D, 2022)

Was es ist

Beta-Carotin ist ein Kohlenwasserstoff mit 40 Kohlenstoffatomen und einer langen Kette abwechselnder Doppelbindungen, die an jedem Ende von einem Ring abgeschlossen wird (PubChem). Es enthält keine Sauerstoffatome, und diese Kohlenwasserstoffstruktur macht es wasserunlöslich (IOM 2000).

Von den sechs Carotinoiden, die in der nordamerikanischen Ernährung am häufigsten vorkommen, können drei in Vitamin A umgewandelt werden: Alpha-Carotin, Beta-Carotin und Beta-Cryptoxanthin. Lycopin, Lutein und Zeaxanthin können das nicht (IOM 2000). Das Institute of Medicine (IOM) kam zu dem Schluss, dass die einzige bekannte Funktion von Carotinoiden beim Menschen die als Vitamin-A-Quelle ist. Antioxidative und andere Wirkungen sind vermutete Wirkungen, keine gesicherten Funktionen.

Ein Enzym in der Darmwand, die Beta-Carotin-15,15′-Dioxygenase, spaltet das Molekül in der Mitte und bildet so Vitamin A (Retinal). Andere, „exzentrische“ Spaltungswege erzeugen eine Reihe kleinerer Abbauprodukte.

Wie viel Vitamin A Beta-Carotin liefert, hängt stark von seiner Quelle ab. Das IOM legte diese Umrechnungsfaktoren fest (IOM 2001):

Quelle Menge, die 1 µg RAE entspricht
Retinol (vorgeformtes Vitamin A) 1 µg
Beta-Carotin als Präparat in Öl 2 µg
Beta-Carotin in Lebensmitteln 12 µg
Andere Provitamin-A-Carotinoide in Lebensmitteln 24 µg

Der 6-fache Unterschied zwischen Präparaten und Lebensmitteln spiegelt wider, wie schlecht Beta-Carotin aus der pflanzlichen Matrix freigesetzt wird.

Wie es im Körper wirkt

Beta-Carotin muss in Gallensäure-Mizellen gelöst werden, um aufgenommen zu werden; Nahrungsfett verbessert daher die Aufnahme (IOM 2000). In den Darmzellen wird ein Teil in Vitamin A umgewandelt und ein Teil unverändert in Chylomikronen (fetttransportierende Partikel) verpackt, die in die Lymphe gelangen. Im Nüchternblut wird es hauptsächlich in LDL-Partikeln transportiert und vor allem im Fettgewebe und in der Leber gespeichert.

Parameter Befund Quelle
Zeit bis zum Spitzenwert nach einer Einzeldosis 24–48 h IOM 2000
Aufnahme aus einer gut bioverfügbaren Quelle 60–75 % in Vitamin A umgewandelt, dazu etwa 15 % unverändert aufgenommen IOM 2000
Aufnahme aus manchen Lebensmitteln Teils nur 2 % IOM 2000
Eliminationshalbwertszeit Etwa 5–7 Tage Schwedhelm et al., Clin Pharmacokinet 2003
Umwandlung bei Dosen von 6 mg vs. 126 mg Etwa 27 % vs. 2 % Schwedhelm et al. 2003

Die Umwandlung in Vitamin A nimmt mit steigender Dosis ab. In einer Crossover-Studie nahmen 7 Freiwillige 20 mg und 40 mg deuteriummarkiertes Beta-Carotin ein (Novotny et al., J Nutr 2010). Die Verdopplung der Dosis verdoppelte die Beta-Carotin-Exposition im Blut, erhöhte das daraus gebildete Vitamin A aber nur um 36 %.

Diese eingebaute Bremse ist der Grund, warum das IOM festhielt, dass langfristig eingenommene Beta-Carotin-Präparate das Serumretinol bei Menschen mit bereits ausreichender Vitamin-A-Versorgung nicht erhöhen. Die tolerierbare Höchstmenge für Vitamin A von 3.000 µg/Tag gilt für vorgeformtes Vitamin A, nicht für Beta-Carotin (IOM 2001).

Regulatorischer Status

  • Nahrungsergänzungsmittel und Lebensmittelzutat. Die FDA (US-Arzneimittelbehörde) führt Beta-Carotin als zertifizierungsfreien Farbzusatz zur allgemeinen Färbung von Lebensmitteln (21 CFR 73.95). Außerdem ist es als Nährstoffzusatz offiziell als allgemein als sicher anerkannt (GRAS) bestätigt, ohne andere Begrenzung als die gute Herstellungspraxis (21 CFR 184.1245).
  • Früheres verschreibungspflichtiges Arzneimittel. Solatene von Roche, 30-mg-Kapseln zum Einnehmen, wurde unter NDA 017589 zugelassen und ist als vom Markt genommen gelistet (Drugs@FDA).
  • Keine tolerierbare Höchstmenge. Das IOM hielt die Daten für zu widersprüchlich, um einen UL festzulegen. Stattdessen kam es zu dem Schluss, dass Beta-Carotin-Präparate für die Allgemeinbevölkerung nicht ratsam sind, außer als Vitamin-A-Quelle bei Mangelrisiko oder bei erythropoetischer Protoporphyrie (IOM 2000).
  • USPSTF-Grad D. 2022 kam die Task Force mit mittlerer Sicherheit zu dem Schluss, dass bei Beta-Carotin-Präparaten zur Vorbeugung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Krebs der Schaden den Nutzen überwiegt (USPSTF, JAMA 2022).

Was die Forschung zeigt

Studien zur Vorbeugung von Krebs und Herzkrankheiten

Beobachtungsstudien zeigten, dass Menschen, die mehr carotinoidreiches Obst und Gemüse essen oder höhere Beta-Carotin-Blutwerte haben, seltener an Lungenkrebs erkranken. Vier große randomisierte Studien prüften Präparate dann direkt:

Studie Population Dosis Hauptergebnis
ATBC (Finnland) 29.133 männliche Raucher im Alter von 50–69 Jahren; 5–8 Jahre 20 mg/Tag Lungenkrebs +18 % (95-%-KI 3–36 %); Gesamtsterblichkeit +8 % (95-%-KI 1–16 %)
CARET (USA) 18.314 Raucher, ehemalige Raucher und Asbestarbeiter; im Mittel 4 Jahre 30 mg/Tag plus 25.000 IE Retinylpalmitat Lungenkrebs RR 1,28 (1,04–1,57); Tod jeglicher Ursache RR 1,17 (1,03–1,33); 21 Monate vorzeitig abgebrochen
Physicians’ Health Study (USA) 22.071 männliche Ärzte; 12 Jahre 50 mg jeden zweiten Tag Keine Wirkung: Krebs jeglicher Art RR 0,98 (0,91–1,06); kein Unterschied bei Herzinfarkt, Schlaganfall oder Tod
Women’s Health Study (USA) 39.876 Frauen ab 45 Jahren; im Median 2,1 Jahre Behandlung 50 mg jeden zweiten Tag Keine Wirkung: Krebs jeglicher Art RR 1,03 (0,89–1,18)

Quellen: ATBC Study Group, NEJM 1994; Omenn et al., NEJM 1996; Hennekens et al., NEJM 1996; Lee et al., JNCI 1999.

In ATBC gingen die zusätzlichen Todesfälle vor allem auf Lungenkrebs und ischämische Herzkrankheit zurück. Das Muster ist einheitlich: kein Nutzen bei irgendwem und ein Schaden, der sich bei Menschen mit starker Belastung der Lunge durch Rauch oder Asbest konzentriert.

Gepoolte Analysen

Die Evidenzübersicht hinter der USPSTF-Empfehlung von 2022 fasste die Beta-Carotin-Studien mit oder ohne Vitamin A zusammen (O’Connor et al., JAMA 2022):

Endpunkt Odds Ratio (95-%-KI) Studien (n)
Lungenkrebs 1,20 (1,01–1,42) 4 (94.830)
Kardiovaskulärer Tod 1,10 (1,02–1,19) 5 (94.506)

Ein Cochrane-Review zu Antioxidanzien-Präparaten kam zu einem ähnlichen Schluss. In Studien mit geringem Verzerrungsrisiko war Beta-Carotin mit einer höheren Gesamtsterblichkeit verbunden: RR 1,05 (95-%-KI 1,01–1,09), 26 Studien (Bjelakovic et al., Cochrane 2012).

Altersabhängige Makuladegeneration

Die ursprüngliche AREDS-Studie randomisierte 3.640 Menschen im Alter von 55–80 Jahren mit Anzeichen einer altersabhängigen Makuladegeneration (AMD) und beobachtete sie im Durchschnitt 6,3 Jahre lang (AREDS Research Group, Arch Ophthalmol 2001). Die Antioxidanzien-Tablette enthielt 500 mg Vitamin C, 400 IE Vitamin E und 15 mg Beta-Carotin; Zink wurde separat und in Kombination getestet.

  • Antioxidanzien plus Zink senkten die Odds für eine fortgeschrittene AMD: OR 0,72 (99-%-KI 0,52–0,98).
  • Antioxidanzien allein erreichten keine Signifikanz: OR 0,80 (99-%-KI 0,59–1,09).

AREDS2 testete dann bei 4.203 Teilnehmenden, Beta-Carotin aus der Rezeptur zu entfernen (AREDS2 Research Group, JAMA 2013). Das Entfernen hatte keinen erkennbaren Effekt auf das Fortschreiten der AMD. Lungenkrebs trat mit Beta-Carotin häufiger auf als ohne (23 Fälle, 2,0 %, vs. 11 Fälle, 0,9 %; nominal p = 0,04), überwiegend bei ehemaligen Rauchern. Die Forschenden schlugen Lutein plus Zeaxanthin als Ersatz-Carotinoid vor.

Erythropoetische Protoporphyrie

Die erythropoetische Protoporphyrie (EPP) ist eine erbliche Erkrankung, bei der sich eine lichtaktivierte Verbindung, Protoporphyrin, anreichert und schmerzhafte Hautreaktionen auf Sonnenlicht verursacht. Beta-Carotin war die erste medikamentöse Behandlung.

  • Frühe offene Studien waren positiv. In einer unkontrollierten Serie von 133 EPP-Patienten, die 15–180 mg/Tag erhielten, verdreifachten 84 % ihre Sonnenlichttoleranz oder steigerten sie noch stärker (Mathews-Roth et al., Arch Dermatol 1977).
  • Eine kontrollierte Studie war negativ. Eine placebokontrollierte Crossover-Studie fand keinen signifikanten Unterschied zwischen Beta-Carotin und Placebo; die Beschwerden folgten stattdessen der Zahl der Sonnenstunden (Corbett et al., Br J Dermatol 1977).
  • Aktuelle Übersichtsarbeiten. Ein systematischer Review von 2023 mit 40 Studien ergab, dass kontrollierte Studien keine Wirkung von oral eingenommenem Beta-Carotin zeigten, während ein Afamelanotid-Implantat (siehe Melanotan I) und anorganischer Sonnenschutz mäßige positive Wirkungen hatten (Heerfordt et al., Biomed Pharmacother 2023).

Muskeln, Leistung und Regeneration

Wir haben keine randomisierte Studie gefunden, die Beta-Carotin allein auf Muskelmasse, Kraft, körperliche Leistungsfähigkeit oder Regeneration getestet hat. Behauptungen, es fördere die Regeneration nach dem Training, beruhen auf seiner antioxidativen Chemie, nicht auf Daten zu Endpunkten. Wie oben erwähnt, betrachtet das IOM antioxidative Aktivität nicht als gesicherte Funktion von Carotinoiden beim Menschen.

Nebenwirkungen und Risiken

Lungenkrebs bei Rauchern und asbestexponierten Menschen

Das ist der wichtigste dokumentierte Schaden, und er tritt bei Präparaten auf, nicht bei Lebensmitteln. In ATBC schien das zusätzliche Risiko bei Männern stärker, die mindestens 20 Zigaretten am Tag rauchten (RR 1,25, 95-%-KI 1,07–1,46), und bei denen, die mindestens 11 g Alkohol am Tag tranken, knapp weniger als ein Standardgetränk (RR 1,35, 95-%-KI 1,01–1,81) (Albanes et al., JNCI 1996). Die Forschenden beschrieben diese Effekte als stärker, aber nicht wesentlich verschieden von denen in den anderen Untergruppen.

Der Schaden ließ nach, als die Präparate abgesetzt wurden. In der Nachbeobachtung von ATBC nach Studienende bei 25.563 Männern war das zusätzliche Risiko 4–6 Jahre nach Ende der Supplementierung nicht mehr erkennbar (Virtamo et al., JAMA 2003). Die ATBC-Forschenden kamen zu dem Schluss, dass Raucher Beta-Carotin-Präparate meiden sollten. AREDS2 liefert zusätzlich ein Signal bei ehemaligen Rauchern.

Carotinodermie

Hohe Aufnahmemengen können die Haut gelblich färben. Das IOM beschreibt diese Carotinodermie als harmlos und nach Beenden der Zufuhr reversibel und merkt an, dass sie bei 30 mg/Tag oder mehr über längere Zeiträume auftreten kann (IOM 2000). Sie unterscheidet sich von einer Gelbsucht dadurch, dass das Weiße der Augen weiß bleibt.

Das IOM berichtete außerdem über keine toxischen Wirkungen bei den sehr hohen Dosen (etwa 180 mg/Tag), die bei Protoporphyrie eingesetzt wurden, und über keine Hinweise auf Fehlbildungen, Mutationen oder Krebs in Langzeitstudien an Tieren.

Wechselwirkungen

  • Orlistat (Xenical). Das Abnehmmedikament verringerte in einer pharmakokinetischen Studie die Aufnahme von Beta-Carotin aus Präparaten um 30 %. Die Fachinformation (US-Label) empfiehlt ein tägliches Multivitaminpräparat mit den Vitaminen A, D, E, K und Beta-Carotin (Xenical-Fachinformation).
  • Kombinierte Vitamin-A-Produkte. CARET kombinierte Beta-Carotin mit täglich 25.000 IE Retinylpalmitat, sodass die Ergebnisse beides widerspiegeln. Vorgeformtes Vitamin A hat, anders als Beta-Carotin, eine eigene tolerierbare Höchstmenge und eine eigene Toxizität.

Wer Präparate meiden sollte

Auf Grundlage der Studienevidenz und der Positionen von IOM und USPSTF sind die Gruppen mit dokumentiertem Schaden:

  • aktuelle Raucher, besonders starke Raucher;
  • ehemalige Raucher (das Lungenkrebssignal aus AREDS2);
  • Menschen mit früherer Asbestexposition (CARET).

Das Wichtigste in Kürze

  • Eine Vorstufe von Vitamin A, kein eigenständiger essenzieller Nährstoff. Der Körper wandelt es nach Bedarf in Vitamin A um, und die Umwandlung nimmt mit steigender Dosis ab.
  • Lebensmittel und Präparate unterscheiden sich. Beta-Carotin als Präparat in Öl ist etwa 6-mal besser verfügbar als Beta-Carotin in Lebensmitteln, und nur Präparate wurden mit Schäden in Verbindung gebracht.
  • Kein vorbeugender Nutzen. Vier große Studien mit über 100.000 Teilnehmenden fanden keinen Schutz vor Krebs oder Herzkrankheiten.
  • Echter Schaden bei Rauchern. Lungenkrebs nahm in ATBC um 18 % und in CARET um 28 % zu, und die USPSTF rät von Beta-Carotin-Präparaten zur Vorbeugung ab.
  • Schwache Evidenz für seine einzige arzneiliche Anwendung. Frühe Studien zur Protoporphyrie waren positiv, doch kontrollierte Studien bestätigten keinen Nutzen.
  • Keine Evidenz für Training oder Regeneration. Keine randomisierte Studie hat Beta-Carotin allein auf Muskel- oder Leistungsendpunkte getestet.

Quellen

  1. Institute of Medicine. β-Carotene and other carotenoids. In: Dietary Reference Intakes for Vitamin C, Vitamin E, Selenium, and Carotenoids. Washington, DC: National Academies Press; 2000:325–382. doi:10.17226/9810. NAP.
  2. Institute of Medicine. Vitamin A. In: Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington, DC: National Academies Press; 2001. doi:10.17226/10026. NAP.
  3. National Center for Biotechnology Information. Beta-Carotene, PubChem CID 5280489. PubChem.
  4. US Food and Drug Administration. 21 CFR 73.95, β-Carotene (Farbzusatz), und 21 CFR 184.1245, Beta-carotene (GRAS). eCFR 73.95; eCFR 184.1245.
  5. US Food and Drug Administration. Solatene (beta carotene) 30-mg-Kapsel, NDA 017589, Roche. Drugs@FDA.
  6. Schwedhelm E, Maas R, Troost R, Böger RH. Clinical pharmacokinetics of antioxidants and their impact on systemic oxidative stress. Clin Pharmacokinet. 2003;42(5):437–459. PubMed.
  7. Novotny JA, Harrison DJ, Pawlosky R, Flanagan VP, Harrison EH, Kurilich AC. Beta-carotene conversion to vitamin A decreases as the dietary dose increases in humans. J Nutr. 2010;140(5):915–918. PubMed.
  8. Alpha-Tocopherol, Beta Carotene Cancer Prevention Study Group. The effect of vitamin E and beta carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers. N Engl J Med. 1994;330(15):1029–1035. PubMed.
  9. Albanes D, Heinonen OP, Taylor PR, et al. Alpha-Tocopherol and beta-carotene supplements and lung cancer incidence in the alpha-tocopherol, beta-carotene cancer prevention study: effects of base-line characteristics and study compliance. J Natl Cancer Inst. 1996;88(21):1560–1570. PubMed.
  10. Virtamo J, Pietinen P, Huttunen JK, et al. Incidence of cancer and mortality following alpha-tocopherol and beta-carotene supplementation: a postintervention follow-up. JAMA. 2003;290(4):476–485. PubMed.
  11. Omenn GS, Goodman GE, Thornquist MD, et al. Effects of a combination of beta carotene and vitamin A on lung cancer and cardiovascular disease. N Engl J Med. 1996;334(18):1150–1155. PubMed.
  12. Hennekens CH, Buring JE, Manson JE, et al. Lack of effect of long-term supplementation with beta carotene on the incidence of malignant neoplasms and cardiovascular disease. N Engl J Med. 1996;334(18):1145–1149. PubMed.
  13. Lee IM, Cook NR, Manson JE, Buring JE, Hennekens CH. Beta-carotene supplementation and incidence of cancer and cardiovascular disease: the Women’s Health Study. J Natl Cancer Inst. 1999;91(24):2102–2106. PubMed.
  14. US Preventive Services Task Force, Mangione CM, Barry MJ, et al. Vitamin, mineral, and multivitamin supplementation to prevent cardiovascular disease and cancer: US Preventive Services Task Force recommendation statement. JAMA. 2022;327(23):2326–2333. PubMed.
  15. O’Connor EA, Evans CV, Ivlev I, et al. Vitamin and mineral supplements for the primary prevention of cardiovascular disease and cancer: updated evidence report and systematic review for the US Preventive Services Task Force. JAMA. 2022;327(23):2334–2347. PubMed.
  16. Bjelakovic G, Nikolova D, Gluud LL, Simonetti RG, Gluud C. Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases. Cochrane Database Syst Rev. 2012;(3):CD007176. PubMed.
  17. Age-Related Eye Disease Study Research Group. A randomized, placebo-controlled, clinical trial of high-dose supplementation with vitamins C and E, beta carotene, and zinc for age-related macular degeneration and vision loss: AREDS report no. 8. Arch Ophthalmol. 2001;119(10):1417–1436. PubMed.
  18. Age-Related Eye Disease Study 2 Research Group. Lutein + zeaxanthin and omega-3 fatty acids for age-related macular degeneration: the Age-Related Eye Disease Study 2 (AREDS2) randomized clinical trial. JAMA. 2013;309(19):2005–2015. PubMed.
  19. Mathews-Roth MM, Pathak MA, Fitzpatrick TB, Harber LH, Kass EH. Beta carotene therapy for erythropoietic protoporphyria and other photosensitivity diseases. Arch Dermatol. 1977;113(9):1229–1232. PubMed.
  20. Corbett MF, Herxheimer A, Magnus IA, Ramsay CA, Kobza-Black A. The long term treatment with beta-carotene in erythropoietic protoporphyria: a controlled trial. Br J Dermatol. 1977;97(6):655–662. PubMed.
  21. Heerfordt IM, Lerche CM, Philipsen PA, Wulf HC. Experimental and approved treatments for skin photosensitivity in individuals with erythropoietic protoporphyria or X-linked protoporphyria: a systematic review. Biomed Pharmacother. 2023;158:114132. PubMed.
  22. H2-Pharma. Xenical (orlistat) capsules, prescribing information. DailyMed.