Goitrogene Stoffe in Lebensmitteln: Mechanismen, Studienlage und Bedeutung bei der Schilddrüsenfunktion

Der Begriff Goitrogen leitet sich vom englischen Wort goiter (Kropf) ab und bezeichnet Stoffe, die in die Synthese der Schilddrüsenhormone eingreifen können. Goitrogene kommen in mehreren Lebensmittelgruppen natürlich vor — am bekanntesten in Kreuzblütlern, Sojaprodukten, Maniok und einigen Hirsearten. Aus diesem Vorkommen wird in der Laienliteratur häufig die pauschale Empfehlung abgeleitet, diese Lebensmittel bei Schilddrüsenproblemen zu meiden. Die wissenschaftliche Studienlage stützt diese Verallgemeinerung nicht.

Dieser Artikel beschreibt, welche Stoffgruppen als goitrogen gelten, über welche biochemischen Mechanismen sie wirken, was die verfügbaren epidemiologischen und klinischen Studien zur praktischen Bedeutung dieser Effekte zeigen und welche Konstellationen in der Literatur als relevant beschrieben werden. Konkrete Verzehrempfehlungen sind nicht Gegenstand dieses Artikels; eine Beurteilung des Einzelfalls bei einer bestehenden Schilddrüsenerkrankung erfolgt durch das behandelnde ärztliche Fachpersonal.

Stoffgruppen mit goitrogener Wirkung

Goitrogene Stoffe lassen sich nach ihrem chemischen Aufbau und ihrem Wirkmechanismus in mehrere Gruppen einteilen.¹,²

Glucosinolate sind schwefelhaltige Sekundärmetaboliten, die Pflanzen der Familie der Kreuzblütler (Brassicaceae) zur Abwehr einlagern. Zu dieser Pflanzenfamilie gehören Brokkoli, Blumenkohl, Rosenkohl, Weisskohl, Rotkohl, Grünkohl, Kohlrabi, Pak Choi, Rucola, Radieschen, Rettich, Senf und Meerrettich. Beim Zerkleinern und Kauen werden Glucosinolate durch das pflanzliche Enzym Myrosinase und durch die Darmflora zu Isothiocyanaten, Thiocyanat und — im Fall von Progoitrin — zu Goitrin abgebaut. Thiocyanat und Goitrin sind die im Schilddrüsen-Kontext am häufigsten genannten Wirkprodukte.²,³

Isoflavone, insbesondere Genistein und Daidzein, kommen in Sojabohnen und daraus hergestellten Produkten (Tofu, Tempeh, Sojadrink, Miso) vor.⁴

Cyanogene Glykoside, vor allem Linamarin, finden sich in Maniok (Cassava), Bambussprossen und Leinsamen. Nach Verzehr werden sie metabolisch zu Cyanid und weiter zu Thiocyanat umgewandelt.¹,⁵

Bestimmte Flavonoide aus Hirse (Apigenin, Vitexin) sind in Bevölkerungen mit Hirse als Grundnahrungsmittel als möglicher Cofaktor endemischer Kropfbildung beschrieben.¹

Mechanismen

Der zentrale biochemische Mechanismus läuft am Natrium-Jodid- Symporter (NIS) auf der basolateralen Membran der Thyreozyten ab. Thiocyanat ist ein kompetitiver Inhibitor dieses Transporters und konkurriert mit Jodid um die Aufnahme in die Schilddrüse.²,³ Dies ist der Mechanismus, über den Glucosinolat-Abbauprodukte aus Kreuzblütlern und Thiocyanat aus Maniok wirken.

Daneben werden weitere Mechanismen beschrieben. Goitrin und einige Isoflavone können die Thyreoperoxidase (TPO) hemmen, das Enzym, das im Follikelkolloid die Jodierung von Tyrosinresten am Thyreoglobulin katalysiert.²,⁴ Eine TPO-Hemmung reduziert die Bildung von T4 und T3 unabhängig von der intrazellulären Jodverfügbarkeit. In-vitro- und Tierdaten weisen auf eine mögliche Beeinflussung der peripheren Dejodierung von T4 zu T3 durch einige Flavonoide hin; die klinische Übertragbarkeit ist begrenzt.¹

Praktische Bedeutung — was die Studien zeigen

Die zentrale Frage ist nicht, ob ein Mechanismus existiert, sondern ob die im üblichen Verzehr aufgenommenen Mengen einen klinisch relevanten Effekt auf die Schilddrüsenfunktion haben.

Kreuzblütler

Felker und Mitarbeitende veröffentlichten 2016 in Nutrition Reviews eine quantitative Analyse, in der die Plasma- Konzentrationen von Thiocyanat und Goitrin sowie die in Kreuzblütlern vorhandenen Vorläufer-Mengen bewertet wurden.⁶ Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die über einen üblichen Verzehr von Kreuzblütlern erreichbaren Plasmaspiegel weit unterhalb der Konzentrationen liegen, bei denen in mechanistischen Studien eine klinisch fassbare Hemmung der Jodaufnahme zu erwarten wäre, sofern die Jodzufuhr im Referenzbereich liegt.

Truong und Mitarbeitende führten 2010 eine populationsbasierte Fall-Kontroll-Studie in Neukaledonien (293 Schilddrüsenkarzinom- Fälle, 354 Kontrollen) durch. Ein erhöhter Schilddrüsenkrebs- Risiko-Effekt durch hohen Kreuzblütler-Verzehr zeigte sich nur in der Subgruppe von Frauen mit niedriger Jodzufuhr (Odds Ratio 1,86; 95 % KI 1,01–3,43 bei einer Jodaufnahme unter 96 µg pro Tag).⁷ Bei ausreichender Jodversorgung wurde kein erhöhter Risikoeffekt beobachtet. Es handelt sich um eine Fall-Kontroll-Studie, die einen kausalen Zusammenhang nicht abschliessend belegen kann; sie illustriert aber die in der Literatur konsistente Beobachtung, dass die goitrogene Wirkung von Kreuzblütlern wesentlich von der gleichzeitigen Jodversorgung abhängt.

Fallberichte über klinisch manifeste Hypothyreosen nach extrem hohem Verzehr von rohem Kreuzblütler-Material existieren. Chu und Seltzer beschrieben 2010 im New England Journal of Medicine den Fall einer hochbetagten Patientin, bei der ein über mehrere Monate praktizierter, ausgeprägt hoher täglicher Verzehr von rohem Bok Choy mit einem Myxödem-Koma in Verbindung gebracht wurde.⁸ Solche Konstellationen liegen weit ausserhalb üblicher Ernährungsmuster.

Soja

Messina und Redmond werteten 2006 in Thyroid 14 klinische Studien zu Sojaprotein und Sojaisoflavonen aus.⁴ Bei euthyreoten Erwachsenen mit ausreichender Jodversorgung wurden in der Mehrzahl der Studien keine oder nur sehr geringe Veränderungen schilddrüsenrelevanter Laborparameter beobachtet. Bei Personen mit Hypothyreose unter L-Thyroxin-Substitution kann Soja die intestinale Resorption des substituierten Hormons reduzieren; der Effekt ist klinisch durch zeitlichen Abstand zur Medikamenteneinnahme handhabbar und liegt im Aufgabenbereich der behandelnden Praxis.

Maniok in Endemiegebieten

Aus den 1970er Jahren stammen die kanonischen Arbeiten von Ermans, Delange und Mitarbeitenden zu Kropfgebieten in Zentralafrika (Idjwi, Ubangi), in denen Maniok als kohlenhydratreiches Grundnahrungsmittel diente und die Jodversorgung gleichzeitig unzureichend war.⁵ Die Plasma-Thiocyanat-Spiegel waren in diesen Populationen erhöht; der goitrogene Effekt liess sich erst durch die Kombination aus erhöhter Thiocyanat-Last und Jodmangel erklären. Diese Konstellation ist auf Bevölkerungen ohne Salzjodierung und mit Maniok als überwiegender Kalorienquelle beschränkt.

Zusammenfassende Übersichtsarbeiten

Übersichtsarbeiten zu Iodine deficiency and thyroid disorders (Zimmermann und Boelaert 2015)⁹ und Consequences of excess iodine (Leung und Braverman 2014)¹⁰ ordnen die goitrogenen Lebensmittel- Effekte als gegenüber der Bevölkerungs-Jodversorgung deutlich nachrangigen Faktor ein. Die in der westlichen und zentral- europäischen Bevölkerung relevanten Treiber von Schilddrüsen- funktionsstörungen sind die Jodversorgungslage und autoimmune Prozesse, nicht der Verzehr von Kreuzblütlern oder Sojaprodukten in üblicher Menge.

Einfluss der Zubereitung

Der Goitrogen-Gehalt eines Lebensmittels ändert sich durch Lagerung und Zubereitung. Song und Thornalley untersuchten 2007 in Food and Chemical Toxicology den Effekt von Verarbeitung und Kochen auf den Glucosinolat-Gehalt von Brassica-Gemüse.¹¹ Sie berichten zwei zentrale Befunde: Erstens senkt Kochen in Wasser den Glucosinolat- Gehalt des Gemüses deutlich, weil die wasserlöslichen Glucosinolate ins Kochwasser übergehen — bis zu rund 90 % der verlorenen Glucosinolat-Menge findet sich anschliessend im Kochwasser. Zweitens führen Dämpfen, Mikrowellen-Garen und kurzes Anbraten in der Pfanne in derselben Untersuchung zu keiner statistisch signifikanten Reduktion des Glucosinolat-Gehalts. Aus den Daten folgt, dass die Goitrogen-Reduktion stark von der Wahl der Zubereitungsmethode abhängt und nicht pauschal beziffert werden kann.

Verkerk und Mitarbeitende beschreiben 2009 in Molecular Nutrition and Food Research zusätzlich, dass auch Sorte, Anbaubedingungen und Lagerdauer die Glucosinolat-Konzentration in Brassica-Gemüse erheblich beeinflussen.¹² Die im Lebensmittel tatsächlich vorhandene Menge schwankt damit selbst innerhalb einer Gemüsesorte deutlich, was Mengen-Punktangaben einschränkt.

Konstellationen mit erhöhter Aufmerksamkeit

Aus der Literatur ergeben sich vier Konstellationen, in denen goitrogene Stoffe aus Lebensmitteln stärker beachtet werden als in der Allgemeinbevölkerung:

• Bevölkerungen ohne Salzjodierung und mit einseitiger Ernährung auf Basis von Maniok oder Hirse — historisch in der Pathogenese endemischer Kröpfe relevant.⁵
• Personen mit bereits unzureichender Jodversorgung und sehr hohem Verzehr roher Kreuzblütler über längere Zeit — illustriert durch publizierte Einzelfälle wie den von Chu und Seltzer beschriebenen.⁸
• Personen unter L-Thyroxin-Substitution mit gleichzeitigem hohem Sojaverzehr — die Wechselwirkung betrifft die Hormonresorption, nicht die endogene Hormonsynthese, und wird durch zeitliche Trennung der Einnahmen handhabbar.⁴
• Personen mit hochdosierten Isoflavon-Präparaten ausserhalb üblicher Lebensmittelmengen — die mechanistisch erreichbaren Plasmaspiegel liegen hier deutlich über denen aus einer sojabetonten Ernährung.⁴

Ausserhalb dieser Konstellationen lässt sich aus den verfügbaren Daten ein klinisch relevanter goitrogener Effekt einer normalen, abwechslungsreichen Ernährung nicht ableiten.

Bedeutung der Jodversorgung

Die in der Literatur durchgehend wiederkehrende Aussage lautet: Bei ausreichender Jodversorgung sind die goitrogenen Effekte aus üblichen Verzehrmengen klinisch ohne praktische Bedeutung.⁶,⁹,¹⁰ In der Schweiz ist Speisesalz seit 2014 mit 25 mg Jodid pro Kilogramm angereichert, in Deutschland sind 15 bis 25 mg pro Kilogramm zulässig. Die mediane Jodzufuhr in Mitteleuropa wird in mehreren Erhebungen in der Grössenordnung von 100 bis 150 µg pro Tag angegeben und liegt damit im Bereich der EFSA-Adequate-Intake- Werte für Erwachsene. Die Beurteilung des individuellen Jodstatus, insbesondere bei bestehender Schilddrüsenerkrankung, bleibt Aufgabe des ärztlichen Fachpersonals.

Der Schilddrüsen-Stoffwechsel und die Bedeutung der Jodversorgung werden in einem eigenen Artikel der Wissensdatenbank ausführlich behandelt.

Zusammenfassung

Goitrogene Stoffe in Lebensmitteln greifen über zwei Hauptmechanismen in die Schilddrüsenhormonsynthese ein: über die kompetitive Hemmung der Jodaufnahme durch den Natrium-Jodid- Symporter (Thiocyanat aus Kreuzblütlern und Maniok) und über die Hemmung der Thyreoperoxidase (Goitrin, einige Isoflavone). Die mechanistische Wirkbarkeit ist gut belegt, die klinische Bedeutung bei üblichem Verzehr und ausreichender Jodversorgung ist nach den quantitativen Analysen (Felker et al. 2016) und den verfügbaren Übersichtsarbeiten (Messina und Redmond 2006; Leung und Braverman 2014; Zimmermann und Boelaert 2015) gering. Klinisch relevante Effekte sind in der Literatur an spezifische Konstellationen geknüpft — endemischer Maniokverzehr bei Jodmangel, sehr hoher Verzehr roher Kreuzblütler, hochdosierte Isoflavon-Präparate, sowie die Resorptionsinteraktion von Soja mit L-Thyroxin. Eine pauschale Vermeidung von Kreuzblütlern oder Sojaprodukten in der Allgemeinbevölkerung lässt sich aus den Daten nicht begründen. Die Beurteilung des Einzelfalls bei bestehender Schilddrüsen- erkrankung gehört in die ärztliche Mitbetreuung.

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Dieser Artikel dient der allgemeinen wissenschaftlichen Information und ersetzt keine ärztliche Beratung oder Diagnose. Bei Beschwerden, bestehenden Erkrankungen, Schwangerschaft, Stillzeit oder paralleler Medikamenteneinnahme ist eine ärztliche Abklärung erforderlich. Nahrungsergänzungsmittel können Neben- und Wechselwirkungen haben.

Quellenverzeichnis

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2. Bajaj JK, Salwan P, Salwan S. Various possible toxicants involved in thyroid dysfunction: a review. J Clin Diagn Res. 2016;10(1):FE01-FE03. DOI: 10.7860/JCDR/2016/15195.7092. PMID: 26894086.
3. Carrasco N. Iodide transport in the thyroid gland. Biochim Biophys Acta. 1993;1154(1):65-82. DOI: 10.1016/0304-4157(93)90017-i. PMID: 8323966.
4. Messina M, Redmond G. Effects of soy protein and soybean isoflavones on thyroid function in healthy adults and hypothyroid patients: a review of the relevant literature. Thyroid. 2006;16(3):249-258. DOI: 10.1089/thy.2006.16.249. PMID: 16571087.
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7. Truong T, Baron-Dubourdieu D, Rougier Y, Guénel P. Role of dietary iodine and cruciferous vegetables in thyroid cancer: a countrywide case-control study in New Caledonia. Cancer Causes Control. 2010;21(8):1183-1192. DOI: 10.1007/s10552-010-9545-2. PMID: 20361352.
8. Chu M, Seltzer TF. Myxedema coma induced by ingestion of raw bok choy. N Engl J Med. 2010;362(20):1945-1946. DOI: 10.1056/NEJMc0911005. PMID: 20484407.
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