Knoblauch

Inhaltsverzeichnis:

• Überblick
• Botanik
• Bestandteile
• Traditionell
• Verwendung
• Dosierung
• Sicherheit
• Pharmakologie
• Klinische Studien
• Referenzen

Als Teil der Volksmedizin, ist Knoblauch schon seit tausenden Jahren eine der ältesten aller kultivierten Pflanzen, wobei sein Gebrauch bis in die Antike zurückführt. Die Ägypter erwähnten Knoblauch als effektives Heilmittel gegen eine Vielzahl von Krankheiten wie Kopfschmerzen, Herzleiden, Wurmbefall, Bisswunden und Tumore, im Codex Ebers, einem medizinischen Papyrus um 1550 v. Chr. [9]. Aber auch an den Wänden von alten ägyptischen Pyramiden und griechischen Tempeln fand man Aufzeichnungen über Knoblauch. Knoblauch wurde seit Jahrhunderten auf verschiedene Weise weltweit als Heilmittel verwendet. Zudem wird die arzneiliche Anwendung von Knoblauch in medizinischen Texten der Länder Indien, China, Griechenland sowie Rom beschrieben. Auch in der Bibel wird der Knoblauch beim Auszug der Juden aus Ägypten erwähnt [10].

Der griechische Arzt Hippokrates, der „Vater der Medizin“, sowie der griechische Naturwissenschaftler Aristoteles und Galen verwendeten Knoblauch als wichtigen Bestandteil zur Therapie von krankhaften Beschwerden sowie zur Erhaltung der Gesundheit. Es wurden Aufzeichnungen gefunden, in denen Knoblauch als vermutlich erstes leistungssteigerndes Mittel wettstreitenden Athleten bei den Olympischen Spielen verabreicht wurde. Im Mittelalter konnte Hildegard von Bingen von Knoblauch Gebrauch machen. Zu der Zeit wurde Knoblauch auch zur Abwehr von bösen Geistern, Vampiren oder Hexen angewendet. Buddhistischen Mönchen aus China war die Einnahme von Knoblauch jedoch strikt verboten, da ihm aphrodisierende Wirkungen zugeschrieben werden [4].

Die ESCOP Monographie von 2003 gibt die Verwendung von Knoblauch zur Prophylaxe von Arteriosklerose sowie zur unterstützenden diätetischen Vorsorge bei erhöhten Blutfettwerten an. Zudem kann Knoblauch bei Infektionen der oberen Atemwege und Katarrhen angewendet werden, jedoch sind für diese Indikationen keine klinischen Studien vorhanden [8].

Generell kann Knoblauch als sehr sicher eingestuft werden. Dennoch liegen einige Daten zu häufig auftretende Nebenwirkungen vor, sowie Berichte über seltene Fälle von unerwünschten Wirkungen [12].

Knoblauch-Zubereitungen gehören zu den am besten und häufigsten erforschten Phytopharmaka und aufgrund der zahlreichen medizinischen Eigenschaften der Droge liegen unzählige klinische in vivo und in vitro, sowie epidemiologische Studien vor [39]. Im Wesentlichen sind die unterschiedlichen pharmakologischen Effekte dem Inhaltsstoff Allicin und seinen Umwandlungsprodukten zuzuschreiben.

Antihypertensive Wirkung und Effekte auf den Gefäßwiderstand

Die antihypertensive Wirkung des Knoblauchs konnte in in vivo Studien gezeigt werden.

Der zwei Wochen lang oral verabreichte wässrige Knoblauchextrakt mit einer Einzel- oder Mehrfachdosis von 0,5 ml (50 mg/kg KG) zeigte in 2-Nieren/1-Clip Goldblatt Modell Ratten mit Bluthochdruck eine signifikante blutdrucksenkende Wirkung (P < 0,05) [50]. Die Zugabe von 0,5% Knoblauchpulver (1,3% Alliin) zur normalen Fütterung von Ratten mit Hypertension, bewirkte eine Verlängerung der Lebensdauer um 22 Tage, verglichen mit 435 Tagen Lebenserwartung der Kontrollgruppe (P < 0,02) und eine eindeutige Abnahme des systolischen Blutdrucks um durchschnittlich 5,0 mmHg (P < 0,01), im Vergleich zur Kontrollgruppe [51]. Alkoholische und wässrige Knoblauchextrakte (1%) aktivieren die NO- (Stickstoffmonoxid)-Synthase, wodurch eine verstärkte Produktion von NO und Folge dessen eine Gefäßerweiterung und Blutdrucksenkung zustande kommt. Zudem wurde eine Hemmung der durch Adrenalin- und ADP (Adenosin-di-phosphat)-induzierte Thrombozytenaggregation beobachtet [52]. Die enterale Gabe einer Knoblauchlösung aus dehydriertem Knoblauchpulver (Pure-Gar, Tacoma, 100 mg/kg KG) für fünf Tage lang, führt zu einer vollständigen Hemmung der akuten hypoxischen pulmonalen Vasokonstriktion in Ratten, infolge der durch Knoblauch hervorgerufenen Dosis-abhängigen Vasorelaxation in intaktem oder geschädigtem Endothel pulmonaler Arterien [53]. 500 µg/ml des wässrigen Knoblauchextraktes (Pure-Gar, 1:9 Verdünnung) führten zu einer NO-abhängigen Vasodilatation, durch Hemmung des vasokonstriktorisch wirkenden Endothelin-1 [54].

In vitro Studien

Die Wirkung als Radikalfänger konnte in einer Studie mit einem undefinierten Knoblauchpulver Präparat in menschlichen Granulozyten, welche mit 10 nM Phorbol-12-myristat-13-acetat (PMA) aktiviert wurden, beobachtet werden. Mit einem IC50‑Wert von 390 µg/ml hat das Knoblauchpräparat die Bildung von Superoxid-Anionen gehemmt [63]. Mittels Chemolumineszenz Methode ermittelt, zeigte der von 1 mg Knoblauchpulver gewonnene wässrige Extrakt die gleichen antioxidativen Eigenschaften wie 30 nmol Ascorbinsäure oder 3,6 nmol alpha-Tocopherol [64]. In Chemolumineszenz und 1,1-Diphenyl-2-Picrylhydrazyl (DPPH) Untersuchungen konnte ebenfalls die antioxidative Wirkung von S‑Allylcystein enthaltenen Präparaten beobachtet werden [65]. Die Studie an mit 1-4 mg/ml Extrakt aus gereiftem Knoblauch behandelten HUVEC Zellen (humane umbilikale venöse Endothelzellen), zeigte eine Expressionsinduktion der antioxidativ wirkenden Enzyme Hämoxygenase-1 und Glutamatcysteinligase, über die Aktivierung des Nrf2-Signalwegs [66].

In mehreren Studien konnte die antioxidative Wirkung unterschiedlicher Knoblauchpräparate, wie beispielsweise die durch Sauerstoffradikale und Lipidperoxidation bedingte Tumorbildung [67, 68], sowie Leber- [69] und Nierenschäden [70], Herz-Kreislauf-Erkrankungen [71] und Alterung [72] demonstriert werden. Extrakte aus gereiftem Knoblauch erhöhten die Aktivitäten von antioxidativ wirkenden Enzymen wie die Superoxid-Dismutase, die Katalase und die Glutathion-Peroxidase in Endothelzellen von Rindern [73].

Antimikrobielle Wirkung

Verschiedene Knoblauchpräparate wie ätherisches Knoblauchöl, wässriger oder ethanolischer Knoblauchextrakt oder frisch gepresster Knoblauchsaft zeigten in vitro eine wachstumshemmende Wirkung auf unterschiedliche gram-positive und gram-negative Bakterien wie Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis, Bacillus-Arten, Escherichia coli, Mycobacterium tuberculosis, Pasteurella multocida, Proteus-Arten, Pseudomonas aeruginosa, Pilze wie Aspergillus niger, Candida-Arten, Cryptococcus-Arten, Rhodotorula rubra, Shigella sonnei, Toruloposis-Arten, Trichosporon pullulans und Viren. Die antimikrobiellen Eigenschaften konnten dem aktiven Inhaltsstoff Allicin und seinen Umwandlungsprodukten zugeschrieben werden, welche durch Bindung an SH-Gruppen von Enzymen in Bakterien, Pilzen, Protozoen oder Viren eine Enzymhemmung nach sich ziehen [55, 74-85].

Blutzuckersenkende Wirkung

Nach oraler Verabreichung von 200 mg/kg KG Knoblauch in Streptozotocin- und Nikotinamid-induzierten diabetischen Ratten, konnte eine signifikante Reduktion der Hyperglykämie, durch eine um 26‑37% erhöhte Insulinproduktion beobachtet werden [86]. In einer Studie wurde eine deutliche Reduktion des Blutglucosespiegels, sowie des gemessenen glykosylierten Hämoglobins und eine Zunahme des Seruminsulins um 34% und 64% in Streptozotocin-induzierten diabetischen Ratten, welche mit 300 mg/kg oder 600 mg/kg KG Extrakt aus gereiftem Knoblauch behandelt wurden, festgestellt [87]. Zu einer Blutzuckersenkung kam es auch bei Ratten mit Diabetes, ausgelöst durch 60 mg/kg KG i.p. Streptozotocin, durch die 28‑tägige Behandlung mit jeweils 1000 mg/kg/5 ml (gelöst in Kochsalzlösung) rohem Knoblauchextrakt (P < 0,05), aber nicht durch Extrakt aus gereiftem Knoblauch und gekochtem Knoblauchextrakt [88]. Allerdings zeigten zwei ähnliche Studien negative Ergebnisse in Bezug auf die blutzuckersenkende Wirkung des Knoblauchs [89, 90].

Neuroprotektive Effekte

In einer erst kürzlich veröffentlichten Studie wurde der Effekt von 125, 250 und 500 mg/kg KG Extrakt aus gereiftem Knoblauch (30,96 % mg/g S-Allylcystein und 32 µg/g Allicin) an der durch 1 µl β-Amyloid (1-24) ausgelöste degenerative Dysfunktion und Neuroinflammation in Ratten untersucht. Mittels eines neuen Objekterkennungstest wurde die Merkfähigkeit der Ratten geprüft. Bei Dosen von 250 und 500 mg/kg KG des Extraktes konnte eine signifikante Verbesserung des Kurzzeitgedächtnisses in kognitiv eingeschränkten Ratten beobachtet werden. Im Vergleich zur Kontrollgruppe war eine Besserung der Neuroentzündung durch eine deutliche Verringerung der Dichte an immunreaktiven CD11b-positiven Mikrogliazellen und Zytokinen, wie Interleukin-1β in der Großhirnrinde und Hippocampus zu sehen. Das Ergebnis war vergleichbar mit dem Resultat, das durch die Behandlung der Ratten mit 10 mg/kg Celebrex^®, einem entzündungshemmenden Schmerzmittels erzielt wurde [91]. Im Morris Wasserlabyrinth konnte gezeigt werden, dass Ratten, die täglich mit 2,5, 5 oder 10 mg/200 g KG Extrakt aus schwarzem Knoblauch, eine Form von fermentierten Knoblauch, gefüttert wurden, eine bessere Hirnleistung, sowie im Vergleich zu den kontrollierten Tieren eine höhere Anzahl neuronaler Zellen in der CA1 Region des Hippocampus aufwiesen [92]. Die Gabe von 150, 300 oder 450 mg/kg S-Allylcystein eine halbe Stunde vor der Applikation von 1 µl des Neurotoxins Quinolinsäure (240 nmol) erhielt die funktionelle und morphologische Integrität des Striatums in Ratten, durch den antioxidativen Effekt des im Knoblauch enthaltenen Stoffs [93]. Ebenso war bei C57BL/6J Mäusen der durch 1-Methyl-4-phenylpyridinium induzierte Dopaminverlust im Striatum mit der 17-tägigen S-Allycystein-Vorbehandlung (125 mg/kg i.p.) um 32% verringert und das Bewegungsverhalten bzw. die Bewegungsfähigkeit um 35% verbessert. Dies erfolgte durch den Anstieg der Aktivität der Cu‑Zn-Superoxid-Dismutase [94]. Nach der Verabreichung von 1,2 ml/kg KG Kyolic^® Extrakt aus gereiftem Knoblauch i.p. an zerebralen Ischämie induzierten Ratten zu Beginn der 24 h Reperfusion war die Expression und Aktivität von TNF-α und Cyclooxygenase-2 (COX-2) geringer. Zudem verringerten sich die neurologischen Ausfallserscheinungen, das Infarktareal und die histologischen Veränderungen [95].

Cholesterinsenkende Wirkung

Die Wirkung des Knoblauchs auf den Gesamtcholesterinspiegel wurde in mehreren Metaanalysen [15, 96-100] beurteilt. In all diesen Metaanalysen konnte festgestellt werden, dass bei Patienten mit der Knoblauchtherapie im Vergleich zur Placebo-Gruppe eine deutliche Reduktion des Gesamtcholesterinwertes zu beobachten war. In einer 2012 publizierten Metaanalyse zu 26 randomisiert, doppelblinden und Placebo-kontrollierten Studien kam der Verfasser der Analyse zu dem Ergebnis, dass bei der Gruppe die die Behandlung mit Knoblauchpräparaten erhielt im Vergleich zur Placebo-Gruppe, eine Reduktion des Gesamtcholesterinspiegels von 0,28 mmol/L (95% CI, −0,45, −0,11) (P = 0.001) und eine Reduktion des Triglyceridwertes um 0,13 mmol/L (95% CI, −0,20, −0,06) (P < 0.001) beobachtet werden konnte. Die meisten Studien verwendeten Knoblauch Pulver (600 bis 900 mg/Tag), drei Studien verwendeten Knoblauchöl, vier Studien gealterten Knoblauchextrakt und die Anwendungsdauer reichte von zwei Wochen bis zu einem Jahr. Die Heterogenität unter den Studien betrug I2 = 64,2%, mittels Chi-Quadrat Test X2 = 61,43% [99]. Eine Reduktion des Gesamtcholesterinspiegels von 0,19 mmol/L (95% Cl, -0,33, -0.06) (7,35 mg/dl) und einer Senkung des Triglyceridwertes um 0,11 mmol/L (95% Cl, -0,19, -0,06) im Vergleich zur Placebo-kontrollierten Gruppe, konnte in der Metaanalyse aus dem Jahre 2009 zu 29 randomisiert und Placebo-kontrollierten Studien gezeigt werden [97]. Die Autorin Stevinson und Kollegen haben eine Metaanalyse erfasst in der nach den geforderten Kriterien wie randomisiert, doppelt verblindet und Placebo-kontrolliert, 13 Studien ermittelt wurden in denen Patienten mit Hypercholesterinämie, mit einem durchschnittlichen Gesamtcholesterin von 5,17 mmol/L (200 mg/dL) mit Knoblauchmonopräparaten (Zehn Studien davon verwendeten Tabletten mit standardisiertem Knoblauchpulver, mit 600, 800, 900 mg/Tag, eine Studie verwendete ätherisches Öl (0,25 mg/kg KG), eine Studie verwendete sprühgetrocknetes Pulver (700 mg/Tag) und eine weitere Studie verwendete wasserdampfdestilliertes Öl (10 mg/Tag)) und einer Anwendungsdauer variierend zwischen acht und 24 Wochen behandelt wurden. Im Vergleich zur Placebo-Gruppe war insgesamt eine Reduktion von -0,41 mmol/L (CI, -0,66 bis -0,15 mmol/L) (-15,7 mg/dL [CI, -25,6 bis -5,7 mg/dL]) (P < 0,01) des Gesamtcholesterins zu beobachten. Die Heterogenität der Studie mittels Chi-Quadrat Test ergab 36,76 [98]. In einer früheren Metaanalyse aus dem Jahr 1993 wurden Daten zu fünf ausgewählten randomisierten, Placebo-kontrollierten Studien mit Parallelgruppen-Design, an Patienten, von denen mindestens 75% einen erhöhten Gesamtcholesterinwert von 5,17 mmol/L (200 mg/dL) aufwiesen, quantitativ zusammengefasst. In drei Studien verabreichte man den Patienten Kwai^® Tabletten (600, 800 und 900 mg/Tag), in einer Studie wurde Sprühgetrocknetes Pulver (700 mg/Tag) und in einer anderen Studie wässriger Extrakt (1000 mg/Tag) verwendet. Es wurde eine Reduktion von -0.59 mmol/L (CI, -0,74 bis -0,44 mmol/L) (22,8 mg/dL [CI, -28.6 bis ‑17.0 mg/dL]) beobachtet [96].

Antihypertensive Effekte

In einer aktuellen aktualisierten Meta-Analyse über die Auswirkung von Knoblauch auf den Blutdruck wurden randomisiert, kontrollierte Studien, die zwischen dem Jahr 1995 und 2013 veröffentlicht wurden, in Datenbanken gesucht. Die Analyse bezog 20 Studien mit 970 Teilnehmern ein. Im Vergleich zur Placebo-Gruppe zeigte sich bei den Gruppen die Zubereitungen aus Knoblauch erhielten, eine Senkung des mittleren systolischen Blutdrucks um 5 mmHg (P < 0,001; n = 19) und des mittleren diastolischen Blutdrucks um 3 mmHg (P < 0,001; n = 20). Bei Hypertonikern senkte sich der systolische Blutdruck um 9 mmHg (P < 0,001; n = 10) und der diastolische Blutdruck um 6 mmHg (P < 0,001; n = 6) [101]. Drei weitere Meta-Analysen aus dem Jahr 2015 [102-104], konnten durch die Meta-Analyse der Autorin Ried und Kollegen bestätigt werden. Die Mehrheit der Studien (n = 13) verwendeten standardisiertes Knoblauchpulver (600 bis 2400 mg/Tag) oder Extrakte aus gereiften Knoblauch (n = 5) (240, 480, 960, 2400, 3050 mg/Tag). Nur zwei Studien machten von anderen Knoblauchpräparaten (Knoblauchöl, Eidotterangereichertes Knoblauchpulver) Gebrauch [101].

Thrombozytenaggregationshemmende Wirkung

In einer randomisierten, doppelblinden, Placebo-kontrollierten Cross-Over Studie wurde bei 34 gesunden Teilnehmern die Wirkung von 2,4 bis 7,2 g Extrakt aus gereiftem Knoblauch pro Tag untersucht. Im zwei‑Wochen-Intervall, wurde die durch verschiedene Induktoren wie ADP, Adrenalin und Kollagen stimulierte Plättchenaggregation und Adhäsion, im Verlauf der Studie gemessen. Durch die Einnahme des Extraktes konnte eine nicht bei allen Induktoren dosisabhängige Thrombozytenaggregation beobachtet werden. Bereits niedrige Extraktdosen hemmten die Adhäsion der Thrombozyten an Fibrinogen. Mit der hohen Extraktdosis von 7,2 g pro Tag wurde das Anheften an den von Willebrandfaktor gehemmt [105]. An Jugendlichen mit einem erhöhten Risiko für ischämische Attacken konnte in einer randomisierten, doppelblinden und Placebo-kontrollierten Studie gezeigt werden, dass im Vergleich zur Placebo-Gruppe die Gruppe mit täglicher Einnahme von 800 mg Knoblauchpulver  über vier Wochen lang zu einer signifikanten Senkung der Quote der zirkulierenden Plättchenaggregate um 10,3%, von 1,17 +/- 0,08° auf 1,05 +/- 0,11° (U Test, P < 0,01) und der spontanen Thrombozytenaggregation um 56,3% von 40,7 +/- 23,3° auf 17,8 +/- 23.2° (U Test, P < 0,01) führte [106]. Auch bei Patienten mit peripherer arteriellen Verschlusskrankheit im Stadium II, wurde durch die 12-wöchige Behandlung mit einer täglichen Dosis von 800 mg Knoblauchpulver  eine Reduktion der spontanen Plättchenaggregation um 59% festgestellt. Zudem sank die Plasma Viskosität in der mit Knoblauch behandelten Gruppe um 3,6% und die Patienten konnten um 46 m längere schmerzfreie Gehstrecken zurücklegen, im Vergleich zur Placebo-Gruppe [107]. Ebenso besaß ein Extrakt aus gereiftem Knoblauch mit einer Dosis von 5 ml pro Tag eine hemmende Wirkung auf die ADP-stimulierte Thrombozytenaggregation [108].

Wirksamkeit bei Erkältungskrankheiten

Nur eine von acht Studien konnte in einer Cochrane Meta-Analyse zur Wirksamkeit von Knoblauchzubereitungen bei Erkältungskrankheiten einbezogen werden [109]. In dieser Studie erhielten 146 Teilnehmer entweder ein Knoblauchpräparat mit einem Gehalt von 180 mg Allicin pro Tag oder ein Placebo über 12 Wochen. Laut Selbstangaben kam es in der mit Knoblauch behandelten Gruppe zu 24 Erkältungsepisoden mit 111 Krankheitstagen, in der Placebo-Gruppe zu 65 Erkältungsepisoden mit 366 Krankheitstagen (P < 0,001). Der Krankheitsverlauf unterschied sich bei einer Erkrankung der Teilnehmer zwischen den beiden Gruppen nicht [110]. Nach der täglichen Einnahme von 2,56 g Extrakt aus gereiftem Knoblauch über drei Monate lang, konnte bei 120 Patienten in einer randomisierten, Placebo-kontrollierten Doppelblind-Studie eine bessere Proliferation von γδ-T-Zellen (P = 0,039, n = 56) und NK-Zellen (P = 0,043, n = 56) festgestellt werden, im Vergleich zu Placebo-kontrollierten Patienten. Obwohl kein signifikanter Unterschied in der Anzahl der Erkältungsepisoden zu erkennen war, so war bei den Personen in der Knoblauchgruppe eine um 21% (P < 0,001; z‑Test) geringere Schwere der Symptome zu erkennen. Ebenso verringerte sich die Anzahl der Tage um 61% (P < 0,001; z-Test) an denen die Betroffenen suboptimal funktionierten und die Anzahl der Tage mit Arbeits- bzw. Schulunfähigkeit um 58% (P < 0,035; z-Test) [111].

Blutzuckersenkende Wirkung

In einer 24-wöchigen Placebo-kontrollierten Einfachblind-Studie, wurde der Effekt von Knoblauch auf den Blutglucosespiegel und HbA1c an Typ-II Diabetikern untersucht. Dazu wurden 210 Teilnehmer in sieben Gruppen (A, B, C, D, E, F und G) zu je 30 Patienten unterteilt. Die Personen der Gruppen A, B, C, D und E erhielten täglich jeweils 300, 600, 900, 1200 und 1500 mg Knoblauchtabletten, Gruppe F nahm zweimal täglich 500 mg Metformin Tabletten ein und Gruppe G erhielt ein Placebo. Der Nüchternblutzucker und HbA1c wurde in der 0., 12. und 24. Woche gemessen. Im Vergleich zur Placebo-Gruppe, konnte in jeder mit Knoblauch behandelten Gruppe eine Dosis- und Dauer-abhängige Senkung des Nüchternblutzuckerspiegels (P < 0,005) und des HbA1c-Wertes (P < 0,005) beobachtet werden. Bei höheren Dosen an Knoblauch und einer längeren Behandlungsdauer, waren die Reduktion des Nüchternblutzuckers und die Verbesserung des HbA1c-Wertes hoch signifikant. Zur Senkung des Nüchternblutzuckerspiegels ist Knoblauch wirksamer als das Placebo und vergleichbar mit dem Antidiabetikum Metformin [112]. Die blutzuckersenkende Wirkung des Knoblauchs konnte auch in einer vier wöchigen randomisierten, Placebo-kontrollierten Doppelblind-Studie an 60 Teilnehmer mit Typ II-Diabetes mellitus gezeigt werden. Die Patienten erhielten entweder die Monotherapie mit  Knoblauchtabletten mit einem Gehalt von 300 mg, eine Kombinationstherapie mit einem oralen Sulfanylharnstoff oder ein Placebo. Im Vergleich zur Placebo-Gruppe, konnte bei den beiden mit Knoblauch behandelten Gruppen eine Reduktion des Nüchternblutzuckerspiegels und Verbesserung der Blutzuckereinstellung wahrgenommen werden (P < 0,05) [113].

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