Einleitung

Die Ernährung spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung verschiedener menschlicher Krankheiten. Über alle Kulturen hinweg gibt es viele verschiedene Ernährungsmuster, von denen angenommen wird, dass sie die menschliche Gesundheit fördern. Trotz kultureller Unterschiede gibt es einige gemeinsame Merkmale von gesunden Ernährungsmustern. Die Wahrnehmung von pflanzlichen Lebensmitteln als gesundheitsfördernde Ernährung wird in der Folklore vieler Kulturen seit Jahrhunderten empfohlen.

Knoblauch (Allium sativum L.) hat sich in verschiedenen Traditionen einen Ruf als prophylaktische sowie therapeutische Heilpflanze erworben. Einige der frühesten Hinweise auf diese Heilpflanze wurden im Avesta gefunden, einer Sammlung heiliger Schriften der Zoroastrier, die wahrscheinlich im sechsten Jahrhundert v. Chr. zusammengestellt wurde (Dannesteter, 2003 ▶). Auch bei den Sumerern und den alten Ägyptern spielte Knoblauch als Medizin eine wichtige Rolle. Es gibt einige Hinweise darauf, dass während der frühesten Olympischen Spiele in Griechenland Knoblauch an die Athleten verfüttert wurde, um die Ausdauer zu erhöhen (Lawson und Bauer, 1998 ▶).

Die alte chinesische und indische Medizin empfahl Knoblauch zur Förderung der Atmung und Verdauung sowie zur Behandlung von Lepra und Parasitenbefall (Rivlrn, 1998 ▶).

Auch im Mittelalter spielte Knoblauch eine wichtige Rolle bei der Behandlung verschiedener Krankheiten. Avicenna (1988) ▶ empfahl in seinem bekannten Buch Al Qanoon Fil Tib (Der Kanon der Medizin) Knoblauch als nützliches Mittel zur Behandlung von Arthritis, Zahnschmerzen, chronischem Husten, Verstopfung, Parasitenbefall, Schlangen- und Insektenbissen, gynäkologischen Erkrankungen sowie bei Infektionskrankheiten (als Antibiotikum). Mit dem Beginn der Renaissance wurde in Europa den gesundheitlichen Vorteilen des Knoblauchs besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Knoblauch hat die besondere Aufmerksamkeit der modernen Medizin auf sich gezogen, weil der Glaube an seine gesundheitsfördernde Wirkung weit verbreitet ist. In einigen westlichen Ländern rangiert der Verkauf von Knoblauchpräparaten mit dem von führenden verschreibungspflichtigen Medikamenten. Es gibt beachtliche epidemiologische Beweise, die eine therapeutische und präventive Rolle von Knoblauch belegen. Mehrere experimentelle und klinische Untersuchungen deuten auf viele günstige Wirkungen von Knoblauch und seinen Zubereitungen hin. Diese Effekte wurden weitgehend i) der Reduktion von Risikofaktoren für kardiovaskuläre Erkrankungen, ii) der Reduktion des Krebsrisikos, iii) der antioxidativen Wirkung, iv) der antimikrobiellen Wirkung und v) der Verbesserung der Entgiftung von Fremdstoffen und der Hepatoprotektion zugeschrieben (Colín-González, 2012 ▶; Aviello, 2009 ▶). In dieser Übersichtsarbeit wird ein Überblick über den aktuellen experimentellen sowie klinischen Wissensstand über die präventiven und therapeutischen Effekte von Knoblauch bei verschiedenen Erkrankungen gegeben.

Knoblauch ist eine Zwiebelpflanze; er wird bis zu 1,2 m hoch. Knoblauch ist leicht zu kultivieren und kann in milden Klimazonen angebaut werden (Abbildung). Es gibt verschiedene Arten oder Unterarten von Knoblauch, vor allem Harthalsknoblauch und Weichhalsknoblauch. Allicin (Allyl-2-propenethiosulfinat oder Diallylthiosulfinat) ist die wichtigste bioaktive Verbindung, die im wässrigen Extrakt von Knoblauch oder rohem Knoblauchhomogenat enthalten ist. Wenn Knoblauch gehackt oder zerdrückt wird, wird das Enzym Allinase aktiviert und produziert Allicin aus Alliin (das im intakten Knoblauch vorhanden ist). Andere wichtige Verbindungen, die im Knoblauchhomogenat vorhanden sind, sind 1 -Propenyl-Allylthiosulfonat, Allylmethylthiosulfonat, (E,Z)-4,5,9-Trithiadodeca- l,6,11-trien-9-oxid (Ajoen) und y-L-Glutamyl-S-alkyl- L-cystein. Die Adenosinkonzentration steigt um ein Vielfaches an, wenn das Homogenat für mehrere Stunden bei Raumtemperatur inkubiert wird.

Ein weiteres vielfach untersuchtes Knoblauchpräparat ist gealterter Knoblauchextrakt. Als gealterter Knoblauchextrakt wird in Scheiben geschnittener, gezogener Knoblauch bezeichnet, der mehr als 1,5 Jahre in 15-20%igem Ethanol gelagert wird. Es wird angenommen, dass dieser ganze Prozess einen beträchtlichen Verlust an Allicin und eine erhöhte Aktivität bestimmter neuerer Verbindungen wie S-Allylcystein, Sallylmercaptocystein, Alixin, N-0 -(Ideoxy- D-fructos- 1 -yl)-L-Arginin und Selen verursacht, die stabil und bedeutend antioxidativ sind. Medizinisch verwendet, wird Knoblauchöl meist durch Dampfdestillation hergestellt. Dampfdestilliertes Knoblauchöl besteht aus den Diallyl-, Allylmethyl- und Dimethylmono- bis Hexasulfiden (Lawson und Bauer, 1998 ▶). Botanisch gesehen ist Allium sativum ein Mitglied der Familie der Lillaceae, zusammen mit Zwiebeln, Schnittlauch und Schalotten (Iciek et al, 2009 ▶; Lanzotti, 2006 ▶).

Wirkungen von Knoblauch auf kardiovaskuläre Erkrankungen

Knoblauch und seine Zubereitungen sind weithin als Mittel zur Vorbeugung und Behandlung von kardiovaskulären Erkrankungen anerkannt. Die Fülle der wissenschaftlichen Literatur unterstützt den Vorschlag, dass der Knoblauchkonsum signifikante Effekte auf die Senkung des Blutdrucks, die Vorbeugung von Atherosklerose, die Reduktion von Serumcholesterin und Triglyceriden, die Hemmung der Thrombozytenaggregation und die Erhöhung der fibrinolytischen Aktivität hat (Chan et al., 2013 ▶). Sowohl experimentelle als auch klinische Studien mit verschiedenen Knoblauchpräparaten zeigen diese günstigen kardiovaskulären Effekte.

In In-vivo-Tierversuchen führte die intravenöse Verabreichung von Knoblauchextrakten zu einer leichten Senkung des systolischen und diastolischen Blutdrucks (Sial und Ahmed, 1982 ▶) und die orale Einnahme von Knoblauchextrakt bei hypertensiven Tieren brachte den Blutdruck wieder auf das normale Niveau (Chandekar und Jain, 1973 ▶). Mehrere klinische Studien zeigten, dass Knoblauch den Blutdruck bei mehr als 80 % der Patienten mit Bluthochdruck senkte (Auer et al., 1989 ▶; König und Scineider, 1986 ▶; Petkov, 1979 ▶; Omar, 2013 ▶; Stabler et al., 2012 ▶). In einer Studie zeigte die Untersuchung an 47 Hypertonikern, dass Knoblauch den mittleren systolischen Blutdruck um 12 mmHg und den mittleren diastolischen Blutdruck in Rückenlage um 9 mmHg gegenüber Placebo signifikant senkte. Die Autoren stellten fest, dass Knoblauch frei von Nebenwirkungen war und keine ernsthafte Komplikation berichtet wurde (Auer 1990 ▶).

In einer anderen Studie bewirkte die dreimal tägliche Gabe von 200 mg Knoblauchpulver zusätzlich zur Hydrochlorothiazid-Triamteren-Basistherapie eine mittlere Senkung des systolischen Blutdrucks um 10-11 mmHg und des diastolischen Blutdrucks um 6-8 mmHg gegenüber Placebo (Kandziora 1988 ▶). Diese Daten sind jedoch nicht ausreichend, um zu bestimmen, ob Knoblauch einen therapeutischen Vorteil gegenüber Placebo in Bezug auf die Verringerung des Risikos kardiovaskulärer Morbidität bei Patienten mit Hypertonie bietet (Stabler et al., 2012 ▶).

Es wurde vorgeschlagen, dass der Mechanismus der antihypertensiven Aktivität von Knoblauch auf seine Prostaglandin-ähnlichen Effekte zurückzuführen ist, die den peripheren Gefäßwiderstand senken (Rashid und Khan, 1985 ▶). Gealterter Knoblauchextrakt war dem Placebo bei der Senkung des systolischen Blutdrucks bei Patienten mit unkontrollierter Hypertonie überlegen. Eine Dosierung von 240-960 mg gealtertem Knoblauchextrakt, der 0,6-2,4 S-Allylcystein enthielt, senkte den Blutdruck über 12 Wochen signifikant um etwa 12 mmHg (Ried et al., 2013a ▶).

Die Verabreichung von Knoblauch an Ratten, die an einer Hypercholesterinämie litten, die durch eine cholesterinreiche Diät induziert wurde, reduzierte signifikant das Serumcholesterin, die Triglyceride und das LDL, aber es gab keinen Effekt auf das Serum-HDL (Kamanna und Chandrasekhara, 1982 ▶). In In-vitro-Experimenten unterdrückte die Verabreichung von Knoblauch die LDL-Oxidation und erhöhte das HDL, was einer der Schutzmechanismen der positiven Wirkungen von Knoblauch auf die kardiovaskuläre Gesundheit sein kann (Rahman und Lowe, 2006 ▶) . Die Langzeitanwendung von Knoblauch und seinen Präparaten bei experimenteller Atherosklerose, die durch eine cholesterinreiche Diät induziert wurde, zeigte eine 50%ige Reduktion der atheromatösen Läsionen, insbesondere in der Aorta (Jain, 1977 ▶). Die meisten Humanstudien über lipidsenkende Effekte von Knoblauch und Knoblauchpräparaten beschrieben eine signifikante Senkung des Serumcholesterins und der Triglyceride (Gardner et al., 2001 ▶; Ziaei et al., 2001 ▶). Eine Meta-Analyse, die 39 Primärstudien über die Wirkung einer 2-monatigen Verabreichung von Knoblauchpräparaten auf Gesamtcholesterin, Low-Density-Lipoprotein-Cholesterin, High-Density-Lipoprotein-Cholesterin und Triglyceride einschließt, wurde durchgeführt (Ried et al., 2013b ▶). Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Knoblauch bei Probanden mit erhöhten Gesamtcholesterinwerten (>200 mg/dL) das Gesamtserumcholesterin um 17±6 mg/dL und das Low-Density-Lipoprotein-Cholesterin um 9 ± 6 mg/dL senken kann. Eine 8-prozentige Senkung des Gesamtserumcholesterins ist von klinischer Relevanz und ist mit einer 38-prozentigen Verringerung des Risikos für koronare Ereignisse im Alter von 50 Jahren verbunden. Die High-Density-Lipoprotein-Cholesterinwerte verbesserten sich nur geringfügig, und die Triglyceride wurden nicht signifikant beeinflusst. Knoblauch war in allen Studien gut verträglich und wurde mit minimalen Nebenwirkungen in Verbindung gebracht.

Diese Meta-Analyse-Studie kam zu dem Schluss, dass Knoblauch bei Patienten mit leicht erhöhtem Cholesterinspiegel als alternative Option mit einem höheren Sicherheitsprofil als herkömmliche cholesterinsenkende Medikamente in Betracht gezogen werden sollte (Ried et al., 2013b ▶). Einige wenige Studien, in denen Knoblauchpulver mit geringem Allicin-Gehalt verwendet wurde, konnten jedoch keine lipidsenkenden Effekte zeigen (Lutomski, 1984 ▶; Luley et al., 1986 ▶). Es wurde vermutet, dass verschiedene Menschen unterschiedlich auf Knoblauch reagieren, so dass Knoblauch für einige spezifische Gruppen vorteilhafter sein könnte (Zeng et al., 2013).

Die präventive Wirkung von Knoblauch auf Atherosklerose wird auf seine Fähigkeit zurückgeführt, den Lipidgehalt in der Arterienmembran zu reduzieren. Allicin, S-Allylcystein, das im gealterten Knoblauchextrakt enthalten ist, und Diallyldisulfid, das im Knoblauchöl enthalten ist, sind die aktiven Verbindungen, die für die antiatherosklerotische Wirkung verantwortlich sind (Gebhardt und Beck, 1996 ▶; Yu-Yah und Liu, 2001 ▶). Die fibrinolytische Aktivität des Plasmas bei Tieren, die bei Cholesterinfütterung vermindert war, wurde deutlich erhöht, wenn diese Diät mit Knoblauch ergänzt wurde (Mirhadi et al., 1993 ▶).

Mehrere Humanstudien zur fibrinolytischen Aktivität im Plasma haben ergeben, dass Knoblauch die fibrinolytische Aktivität sowohl bei gesunden Personen als auch bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt erhöht (Bordia et al., 1998 ▶). Es wurde gezeigt, dass die Vorbehandlung mit Knoblauch die intrazelluläre Ca2+-Mobilisierung und die Thromboxan-A2-Synthese (ein potenter Thrombozytenaggregator) signifikant hemmte und vor einer durch Kollagen- oder Arachidonatapplikation induzierten Thrombozytopenie bei Kaninchen schützte.

Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass Knoblauch bei der Vorbeugung von Thrombose von Vorteil sein kann. In Untersuchungen am Menschen wurde auch gezeigt, dass Knoblauch die Adhäsion oder Aggregation von Blutplättchen hemmt. Es wurde gezeigt, dass der gealterte Knoblauchextrakt die Bindung von ADP-aktivierten Blutplättchen an immobilisiertes Fibrinogen hemmte. Dies deutet darauf hin, dass gealterter Knoblauchextrakt die Thrombozytenaggregation über eine Hemmung des GPIIb/IIIa-Rezeptors und einen Anstieg von cAMP hemmt (Allison et al., 2012 ▶). Außerdem wurde berichtet, dass Knoblauch das Risiko für periphere arterielle Verschlusskrankheiten, die Plasmaviskosität und instabile Angina senkt und die elastischen Eigenschaften der Blutgefäße und die Kapillardurchblutung erhöht (Sumiyoshi und Wargovich, 1990 ▶).

Achtundsiebzig Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit wurden randomisiert, um Knoblauch oder ein Placebo zu erhalten. Die Dosis des Knoblauchs war 400 mg orales standardisiertes Knoblauchpulver zweimal täglich. An der Studie nahmen sowohl Männer als auch Frauen im Alter von 40 bis 75 Jahren teil. Nach zwölfwöchiger Behandlung nahm die schmerzfreie Gehstrecke in ähnlicher Weise zu, unabhängig davon, ob sie mit Knoblauch oder Placebo behandelt wurde. Ebenso gab es keinen Unterschied in den Veränderungen des Blutdrucks, der Herzfrequenz und der Druckunterschiede zwischen dem Knöchel- und Brachialdruck. Es wurden keine schwerwiegenden Nebenwirkungen beobachtet, obwohl mehr Personen, die Knoblauch (28%) als Placebo (12%) einnahmen, über einen merklichen Knoblauchgeruch klagten. Dies deutet darauf hin, dass eine Verbesserung der Symptome der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit durch Knoblauch möglicherweise eine längerfristige Behandlung und Nachbeobachtung erfordert als in dieser Studie (Jepson et al., 2000 ▶).

Anti-Tumor-Wirkung von Knoblauch

Viele In-vitro- und In-vivo-Studien haben mögliche krebsvorbeugende Wirkungen von Knoblauchpräparaten und ihren jeweiligen Inhaltsstoffen nahegelegt. Es wurde festgestellt, dass Knoblauch eine große Anzahl potenter bioaktiver Verbindungen mit krebshemmenden Eigenschaften enthält, hauptsächlich Allylsulfidderivate. Von verschiedenen Knoblauchderivaten wurde berichtet, dass sie eine zunehmende Anzahl von molekularen Mechanismen in der Karzinogenese modulieren, wie z.B. die Bildung von DNA-Addukten, Mutagenese, Abfangen von freien Radikalen, Zellproliferation und -differenzierung sowie Angiogenese. Die Wachstumsrate von Krebszellen wird durch Knoblauch reduziert, wobei eine Zellzyklusblockade in der G2/M-Phase stattfindet (Capasso, 2013 ▶). Im Jahr 1990 initiierte das U.S. National Cancer Institute das „Designer Food Program“, um herauszufinden, welche Lebensmittel eine wichtige Rolle bei der Krebsprävention spielen (Dahanukar und Thatte, 1997 ▶). Sie kamen zu dem Schluss, dass Knoblauch möglicherweise das wirksamste Lebensmittel mit krebsvorbeugenden Eigenschaften ist. Knoblauch hat eine Vielzahl von Antitumoreffekten, einschließlich der Hemmung des Tumorzellwachstums und chemopräventiver Effekte. Bei Nagern wurde berichtet, dass Knoblauch und seine Bestandteile die Entwicklung von chemisch induzierten Tumoren in der Leber (Kweon et al., 2003 ▶), im Dickdarm (Knowles und Milner, 2003 ▶), in der Prostata (Hsing et al., 2002 ▶), in der Blase (Lau et al, 1986 ▶), Brustdrüse (Amagase und Milner, 1993 ▶), Speiseröhre (Wargovich et al., 1988 ▶), Lunge (Sparnins et al., 1986 ▶), Haut (Nishino et al., 1989 ▶) und Magen (Wattenberg et al., 1989 ▶) sowohl in Studien mit Nagetieren als auch mit Menschen. Diallyltrisulfid (DATS), eine aus Knoblauch isolierte schwefelorganische Verbindung, hat sowohl in in vitro- als auch in vivo-Untersuchungen krebshemmende Wirkung gezeigt. Die Zytotoxizität von DATS gegenüber Prostataepithelzellen war im Gegensatz zu PC-3-Krebszellen reduziert (Borkowska, 2013 ▶).

Mögliche antikanzerogene Mechanismen des Knoblauchs und seiner Inhaltsstoffe sind die Hemmung der Karzinogenaktivierung (Amagase und Milne, 1993 ▶), die Verbesserung der Entgiftung (Sumiyoshi und Wargovich, 1990 ▶), der Ausscheidung (Tadi et al., 1991a ▶) und der Schutz der DNA vor aktivierten Karzinogenen (Tadi et al., 1991b ▶). Darüber hinaus reduzierte DATS die Tumormasse und die Anzahl der mitotischen Zellen innerhalb von Tumoren. DATS reduzierte die Mitose in Tumoren, verringerte die Histon-Deacetylase-Aktivität, erhöhte die Acetylierung von H3 und H4, hemmte die Zellzyklusprogression und verringerte die Pro-Tumormarker (Survivin, Bcl-2, c-Myc, mTOR, EGFR, VEGF) (Wallace et al., 2013 ▶). Es wurde festgestellt, dass Knoblauchkomponenten die kovalente Bindung von Karzinogenen an die DNA blockieren, den Abbau von Karzinogenen verbessern, antioxidative und freie Radikale fangende Eigenschaften haben und die Zellproliferation, Apoptose und Immunreaktionen regulieren. Es wurde gezeigt, daß Ajoen, eine in Knoblauch stabile, öllösliche, schwefelreiche Verbindung und ein aus Knoblauch gewonnener Naturstoff, die Apoptose in leukämischen Zellen sowie in anderen Blutzellen von Leukämiepatienten induziert. Ajoene induzierte die Apoptose in menschlichen leukämischen Zellen über die Stimulation der Peroxidproduktion, die Aktivierung der Caspase-3-ähnlichen und der Caspase-8-Aktivität. Knoblauch synergisiert die Wirkung von Eicosapentaensäure, einem Brustkrebs-Suppressor, und antagonisiert die Wirkung von Linolsäure, einem Brustkrebsverstärker (Tsubura et al., 2011 ▶).

Die antiproliferative Aktivität von Aljoen wurde gegen eine Reihe von menschlichen Tumorzelllinien nachgewiesen (Li et al., 2002 ▶). Darüber hinaus hemmt Allicin die Proliferation von humanen Mamma-, Endometrium- und Kolonkarzinomzellen. Die Wachstumshemmung geht mit einer Akkumulation der Zellen in der WIG1- und G2lM-Phase des Zellzyklus einher. Somit ist Allicin auch für die antiproliferative Wirkung der Knoblauchderivate verantwortlich. Diallylsulfid und Diallyldisulfid, hemmen die Arylamin-N-Acetyltransferase-Aktivität und 2-Aminofluoren-DNA in menschlichen promyelozytären Leukämiezellen (Lin et al., 2002 ▶). Eine Verringerung des Risikos einiger maligner Erkrankungen durch den Verzehr von mit Selen angereicherten Pflanzen, wie z. B. Knoblauch, wurde vorgeschlagen (Finley, 2003 ▶). DATS hemmte das Zellwachstum von humanen Melanomzellen A375 und Basalzellkarzinomzellen durch Erhöhung der Spiegel intrazellulärer reaktiver Sauerstoffspezies und DNA-Schäden sowie durch Induktion von endoplasmatischem Retikulumstress und Mitochondrien-vermittelter Apoptose (Wang et al., 2012 ▶).

Diabetes mellitus

Obwohl experimentelle Studien eine deutliche hypoglykämische Wirkung von Knoblauch zeigten, ist die Wirkung von Knoblauch auf den menschlichen Blutzuckerspiegel noch umstritten. Viele Studien zeigten, dass Knoblauch den Blutzuckerspiegel bei diabetischen Tieren senken kann. Knoblauch war wirksam bei der Senkung des Blutzuckerspiegels bei Streptozotocin- sowie bei Alloxan-induziertem Diabetes mellitus bei Ratten und Mäusen (Sheela et al., 1995 ▶; Ohaeri, 2001 ▶). Kurzfristige Vorteile von Knoblauch auf Dyslipidämie bei diabetischen Patienten wurden gezeigt (Ashraf et al., 2005 ▶). Knoblauch reduzierte signifikant das Serum-Gesamtcholesterin und das LDL-Cholesterin und erhöhte mäßig das HDL-Cholesterin im Vergleich zu Placebo bei diabetischen Patienten (Ashraf et al., 2005 ▶). S-Allylcystein, eine bioaktive Komponente aus Knoblauch, stellte die erektile Funktion bei diabetischen Ratten wieder her, indem es die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies durch Modulation der NADPH-Oxidase-Untereinheitsexpression verhinderte (Yang et al, 2013 ▶).

Die Behandlung mit Metformin und Knoblauch bei Diabetikern über 12 Wochen reduzierte den Nüchternblutzucker (FBG), aber die prozentuale Veränderung des FBG war bei Metformin in Kombination mit Knoblauch deutlicher als bei Metformin allein (Kumar et al., 2013 ▶). Die chronische Fütterung von Knoblauchextrakten zeigte eine signifikante Senkung des Blutzuckerspiegels. Einige andere Studien zeigten jedoch keine Veränderung des Blutzuckerspiegels danach beim Menschen. Daher muss die Rolle von Knoblauch bei Diabetikern weiter untersucht werden (Banejee und Maulik, 2002 ▶). Die günstige Wirkung von Knoblauch auf Diabetes mellitus wird hauptsächlich auf das Vorhandensein von flüchtigen Schwefelverbindungen, wie Allin, Allicin, Diallyldisulfid, Diallyltrisulfid, Diallylsulfid, S-Allylcystein, Ajoen und Allylmercaptan zurückgeführt. Es wurde berichtet, dass Knoblauchextrakte bei der Verringerung der Insulinresistenz wirksam sind (Padiya und Banerjee, 2013 ▶).

Wirkung von Knoblauch auf chemisch induzierte Hepatotoxizität

Verschiedene Studien zeigten, dass Knoblauch die Leberzellen vor einigen toxischen Substanzen schützen kann. Acetaminophen ist ein führendes analgetisches und fiebersenkendes Medikament, das in vielen Ländern verwendet wird. Es ist bekannt, dass eine Überdosis bei Menschen und Nagetieren Hepatotoxizität und Nephrotoxizität verursacht. Obwohl mehr als 90 % des Paracetamol in Sulfat- und Glucouronidkonjugate umgewandelt und mit dem Urin ausgeschieden werden, wird ein kleiner Teil durch verschiedene Leberenzyme metabolisiert (Patten et al., 1993 ▶). Dieser kann kritische Zellproteine arylisieren und Toxizität verursachen. Es ist nachgewiesen, dass Knoblauch vor Acetaminophen-induzierter Hepatotoxizität schützt. Gentamycin induziert ebenfalls eine Leberschädigung, was durch eine Erhöhung der Enzyme, die die Leberschädigung markieren (Aspartat-Transaminase und Alanin-Aminotransferase), und durch eine Verringerung des Plasmaalbuminspiegels gezeigt wird. Die diätetische Aufnahme von Knoblauchpulver schützt Ratten vor Gentamycin-induzierter Hepatotoxizität, verbessert den antioxidativen Status und moduliert oxidativen Stress (Ademiluyi et al., 2013 ▶). Darüber hinaus schwächte Knoblauch die hepatotoxische Wirkung von Nitrat bei Ratten ab. Knoblauchextrakt kann die Lipidperoxidation reduzieren und das antioxidative Abwehrsystem stärken (El-Kott, 2012 ▶).

Anti-mikrobielle Wirkung von Knoblauch

Knoblauch wird seit Jahrhunderten in verschiedenen Gesellschaften zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten eingesetzt. Historisch gesehen wird angenommen, dass Louis Pasteur 1858 zum ersten Mal die antibakterielle Wirkung von Knoblauch beschrieben hat, obwohl keine Referenz verfügbar ist. In jüngerer Zeit wurde nachgewiesen, dass Knoblauch gegen eine Vielzahl von grampositiven, gramnegativen und säurefesten Bakterien wirksam ist. Dazu gehören Salmonella, Escherichia coli (Adler und Beuchat, 2002 ▶), Pseudomonas, Proteus, Staphylococcus aureus (Cavallito, 1944 ▶), Escherichia coli, Salmonella (Johnson und Vaughn, 1969 ▶), Klebsiella (Jezowa und Rafinski, 1966 ▶), Micrococcus, Bacillus subtulis (Sharma et al., 1977 ▶), Clostridium (De Witt et al., 1979 ▶), Mycobacterium (Delaha und Garagusi, 1985 ▶), und Helicobacter (O’Gara et al., 2000 ▶). Es wurde dokumentiert, dass Knoblauch eine differentielle Hemmung zwischen nützlicher Darmmikroflora und potentiell schädlichen Enterobakterien ausübt (Ress et al., 1993 ▶).

Die antibakterielle Aktivität von Knoblauch wird weithin dem Allicin zugeschrieben. Es ist bekannt, dass Allicin eine sulfhydrylmodifizierende Aktivität besitzt (Wills, 1956 ▶) und in der Lage ist, Sulfhydryl-Enzyme zu hemmen. Cystein und Glutathion wirken der Thiolierungsaktivität von Allicin entgegen. Es wurde gezeigt, dass Knoblauchextrakt und Allicin bakteriostatische Effekte auf einige Vancomycin-resistente Enterokokken ausüben. Ein hemmender Synergismus wurde beobachtet, wenn sie in Kombination mit Vancomycin verwendet wurden (Jonkers et al, 1999 ▶). Es wird vermutet, dass Allicin die Sulfhydrylgruppen an den Enzymen des TN1546-Transposons, das für die Vancomycin-Resistenz kodiert, modifiziert und so die Empfindlichkeit gegenüber Vancomycin erhöht.

Die antibakterielle Wirkung verschiedener Konzentrationen von Knoblauchextrakt gegen die menschliche Zahnplaque-Mikrobiota wurde in einer In-vitro-Studie gezeigt (Houshmand et al., 2013 ▶). Der Synergismus zwischen Ciprofloxacin mit Knoblauchextrakt wurde gezeigt, aber nicht zwischen Ampicillin und den Knoblauchextrakten (Zain al-abdeen et al., 2013 ▶). Die Knoblauchzehen und die Rhizome des Ingwers, extrahiert mit 95 % Ethanol, zeigten eine antibakterielle Aktivität gegen multiresistente klinische Erreger und können zur Prävention von arzneimittelresistenten mikrobiellen Erkrankungen eingesetzt werden. Pseudomonas aeruginosa war der empfindlichste Keim gegenüber der Mischung (Karuppiah und Rajaram, 2013 ▶). Knoblauch wurde auch zur Behandlung von multiresistenter Tuberkulose vorgeschlagen (Dini et al., 2011 ▶).

Antiprotozoen-Eigenschaften

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass der Extrakt gegen eine Reihe von Protozoen wirksam war, einschließlich Candida albicans (Lemar et al, 2002 ▶), Scedosporium prolificans (Davis et al., 2003 ▶), Tinea pedis (Ledezma et al., 2000 ▶), Opalina ranarum, Balantidium entozoon, Entamoeba histolytica, Trypanosomen, Leishmania, Leptomonas, und Crithidia (Reuter et al., 1966 ▶).

Aufgrund des Auftretens unangenehmer Nebenwirkungen und zunehmender Resistenzen gegen die synthetischen Pharmazeutika wurde Knoblauch für die Behandlung der Giardiasis empfohlen. Die hemmende Aktivität von Knoblauch auf Giardien wurde mit einem Rohextrakt bei 25 pg/mlL festgestellt und die letale Dosis wurde mit ca. 50 pg/ml festgelegt. Durch diese Ergebnisse ermutigt, wurde eine klinische Studie an Patienten mit Giardiasis durchgeführt (Soffar und Mokhtar, 1991 ▶). Knoblauch erwies sich als Antigiardikum, das bei allen Patienten innerhalb von 24 Stunden die Symptome und innerhalb von 72 Stunden bei einer Dosierung von 1 mg/mL zweimal täglich wässrigem Extrakt oder 0,6 mg/mL kommerziell hergestellten Knoblauchkapseln jeden Hinweis auf Giardiasis aus dem Stuhl vollständig beseitigte. Es waren keine in vitro Berechnungen möglich, da die Arbeiter die Protozoen nicht in vitro kultivieren konnten. Es wurde vermutet, dass Allicin, Ajoen und Organosulfide aus Knoblauch wirksame antinrotozoale Verbindungen sind.

Antimykotische Eigenschaften

Die antimykotische Aktivität wurde erstmals 1936 von Schmidt und Marquardt bei der Arbeit mit Epidermophytenkulturen festgestellt (Lemar et al., 2002 ▶). Viele Pilze sind empfindlich gegenüber Knoblauch, darunter Candida (Yousuf, 2011 ▶), Torulopsis, Trichophyton, Cryptococcus (Fromtling und Bulmer, 1978), Aspergillus (Hitokoto et al., 1980 ▶), Trichosporon und Rhodotorula (Tansey und Appleton, 1975 ▶). Knoblauchextrakte vermindern nachweislich die Sauerstoffaufnahme (Szymona, 1952 ▶), reduzieren das Wachstum des Organismus, hemmen die Synthese von Lipiden, Proteinen und Nukleinsäuren (Adetumbi et al., 1986 ▶) und schädigen Membranen (Ghannoum, 1988 ▶).

Eine Probe von reinem Allicin erwies sich als antimykotisch. Die Entfernung des Allicins durch Lösungsmittelextraktion verringerte die antifungale Aktivität (Hughes und Lawson, 1991 ▶). Aktivität wurde auch mit den Knoblauchbestandteilen Diallyltrisulfid gegen Kryptokokkenmeningitis (Cai, 1991 ▶), Ajoen und gegen Aspergillus (Yoshida et al., 1987 ▶) beobachtet. Thiol reduzierte die Aktivität, was auf die Blockierung der Thiol-Oxidation durch Allicin hindeutet. Die Hemmung der Atmungsaktivität ist vermutlich auf die Hemmung der Succinat-Dehydrogenase zurückzuführen. Auch die Adhäsion von Candida wird in Gegenwart von Knoblauchextrakt stark reduziert (Ghannoum, 1990 ▶). Auch dieser Effekt wird durch die Zugabe von Thiolverbindungen abgeschwächt. Die Zugabe von Ajoen zu einigen Pilzwachstumsmischungen, einschließlich Aspergillus niger, C. albicans und Paracoccidiodes, hat zu einer Hemmung bei Konzentrationen geführt, die niedriger sind als die mit Allicin erfahrenen. Studien mit gealtertem Knoblauchextrakt (ohne Allicin oder von Allicin abgeleitete Bestandteile) zeigten in vitro keine antimykotische Aktivität. Wurde er jedoch infizierten Mäusen verabreicht, reduzierte sich die Anzahl der gefundenen Organismen um bis zu 80 % (Tadi et al., 1991a ▶).

Es wurde berichtet, dass Knoblauch antimykotische Wirkungen auf zwei Spezies aufweist, den luftgetragenen Erreger Botrytis cinerea und Trichoderma harzianum (Lanzotti et al., 2012 ▶). Eine größere Zufriedenheit mit der Anwendung von Knoblauch anstelle von Nystatin wurde von den Patienten mit Prothesenstomatitis berichtet (Bakhshi et al., 2012 ▶).

Antivirale Eigenschaften

Im Vergleich zur antibakteriellen Wirkung des Knoblauchs wurden seine antiviralen Eigenschaften nur sehr wenig untersucht. Die wenigen Studien haben berichtet, daß Knoblauchextrakt in vitro Aktivität gegen Influenza A und B (Fenwick und Hanley, 1985 ▶), Cytomegalovirus (Meng et al., 1993 ▶; Nai-Lan et al., 1993 ▶), Rhinovirus, HIV, Herpes simplex Virus 1 (Tsai et al., 1985 ▶), Herpes simplex Virus 2 (Weber et al., 1992 ▶), virale Lungenentzündung und Rotavirus zeigte. Allicin, Diallyltrisulfid und Ajoen haben sich alle als aktiv erwiesen (Hughes et al., 1989 ▶; Weber., 1992 ▶).

Im Falle von HIV wird vermutet, dass Ajoen durch Hemmung der Integrin-abhängigen Prozesse wirkt (Tatarintsev et al., 1992 ▶). Allylalkohol und Diallyldisulfid haben sich ebenfalls als wirksam gegen HIV-infizierte Zellen erwiesen (Shoji et al., 1993 ▶). Keine Aktivität wurde mit Allicin oder S-Allylcystein beobachtet. Es scheint, dass nur Allicin und von Allicin abgeleitete Substanzen aktiv sind. Insgesamt machen die positiven Wirkungen des Knoblauchextrakts diesen in der Medizin nützlich. Es gibt keine ausreichenden klinischen Studien über die Wirkung von Knoblauch bei der Vorbeugung oder Behandlung von Erkältungskrankheiten. Eine einzige Studie deutet darauf hin, dass Knoblauch das Auftreten einer Erkältung verhindern kann, aber es werden weitere Studien benötigt, um dieses Ergebnis zu bestätigen. In dieser Studie wurden 146 Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip entweder einer täglichen Knoblauchergänzung (mit einem Gehalt von 180 mg Allicin) oder einem Placebo für 12 Wochen zugewiesen.

In der Untersuchung traten in der Knoblauchgruppe 24 Erkältungsfälle auf, verglichen mit 65 in der Placebogruppe, was zu weniger Krankheitstagen in der Knoblauchgruppe im Vergleich zur Placebogruppe führte. Die Behauptungen über die Wirksamkeit von Knoblauch bei Erkältungen scheinen sich jedoch größtenteils auf qualitativ schlechte Belege zu stützen (Lissiman et al., 2012 ▶). In vielen Ländern wurde Knoblauchextrakt für klinische Behandlungen verwendet, aber die unerwünschten Wirkungen von Knoblauch nach Langzeitverabreichung sollten unbedingt beachtet werden. Obwohl viele Studien zu Knoblauch und seinen Derivaten durchgeführt wurden, ist der genaue biologische Mechanismus von Knoblauchextrakt noch nicht geklärt.