SKIN & FNR
Video der "Ziel mir keng!"-Episode
Du kennst das vielleicht. Die eine Studie sagt: „Betacarotin schützt vor Krebs!“
Eine andere behauptet: „Betacarotin führt zu MEHR Krebsfällen!“ Was machen wir jetzt damit? Welche Studie hat recht?
In dieser Folge von „Ziel mir keng!“ gehen wir auf die verschiedenen Studientypen und ihre Aussagekraft ein. Dabei konzentrieren wir uns auf die Biomedizin und verwenden Beispiele aus der Ernährungswissenschaft. Unser Ziel ist es, dir im komplexen Prozess der Forschung eine kleine Orientierungshilfe zu bieten:
- Welche Schlussfolgerungen lassen sich wirklich aus einer einzelnen Studie ziehen?
- Und wie wird Wissen in der Forschung aufgebaut und gesichert?
Für dieses Video haben wir übrigens mit dem Forscher Dr. Torsten Bohn vom Luxembourg Institute of Health zusammengearbeitet. Er ist Ernährungswissenschaftler und Spezialist für Carotinoide.
Deshalb nehmen wir in diesem Video auch das Beispiel eines Carotinoids, nämlich Betacarotin, unter die Lupe. Betacarotin ist ein Molekül, das zum Beispiel in Karotten sowie in vielen orangefarbenen Obst- und Gemüsesorten vorkommt. Wenn man Betacarotin zu sich nimmt, wird ein Teil davon in Vitamin A umgewandelt, das zum Beispiel für unsere Augen wichtig ist. Der andere Teil bleibt im Körper und hat unter anderem entzündungshemmende Wirkung.
Wir wissen, dass Entzündungen im Körper mitverantwortlich für Krebs sein können. Könnte es also sein, dass Betacarotin vor Krebs schützt? Dieser Frage wollen wir nun systematisch nachgehen. Bisher ist das nur eine Hypothese!
Wissenschaft: keine subjektiven Meinungen …
Wichtig: In der Wissenschaft geht es nicht um subjektive Meinungen. Oder um das, was irgendein Influencer oder deine Oma sagt. Sondern darum, Wissen so objektiv wie möglich zu sichern. Dies geschieht durch eine rigorose Vorgehensweise. Und durch das Zusammenfügen vieler „Beweise“, wie Puzzleteile, die erst zusammen ein klares Bild ergeben.
Relativ einfach ist das, wenn man unter vollständig kontrollierten Bedingungen Messungen durchführen kann. Nehmen wir als Beispiel die Chemie: Wenn man unter definierten Bedingungen von Temperatur und Druck Molekül A und Molekül B mischt, erhält man immer dasselbe, reproduzierbare Ergebnis. Die Natur liefert die Antwort. Da gibt es dann nicht viel zu diskutieren.
In solchen Fällen spricht man von exakten Wissenschaften. Oft ist es jedoch nicht so einfach, weil die Systeme zu komplex sind und sich nicht vollständig kontrollieren lassen. Im Bereich der Ernährungswissenschaften funktioniert zum Beispiel jeder Körper anders. Jeder Mensch hat unterschiedliche genetische Prädispositionen, ernährt sich anders, bewegt sich mehr oder weniger und wächst in einem anderen Umfeld auf. Hier ist es schwieriger, alles zu kontrollieren. Daher ist es auch schwieriger, Kausalität nachzuweisen, also die genaue Wirkung einer Substanz auf den Menschen.
Schützt Betacarotin vor Krebs? Das Modell der Evidenzpyramide
Um zu prüfen, ob Betacarotin tatsächlich vor Krebs schützt, greifen wir auf die Evidenzpyramide zurück.
Es gibt verschiedene Studientypen, sozusagen unterschiedliche Studiendesigns. Je weiter unten ein Studientyp in dieser Pyramide steht, desto geringer ist seine Aussagekraft. Je weiter oben, desto größer die Aussagekraft.
Studien weiter unten sind oft einfacher oder kostengünstiger durchzuführen. Sie helfen dabei, Hypothesen aufzustellen und zu überprüfen. Weiter oben angesiedelte Studien sind in der Regel teurer, statistisch aussagekräftiger und können Zusammenhänge bestätigen – oder eben nicht. Studien an der Spitze der Pyramide können mitunter sogar Kausalität belegen, also zeigen, dass Stoff A tatsächlich Krankheit B verursacht – oder eben nicht.
Zurück zu unserem Beispiel: der Frage, ob Betacarotin vor Krebs schützt.
Wir beginnen auf der untersten Stufe der Pyramide: mit Zell- und Tierversuchen.
Aussagekraft von Zell- und Tierversuchen
In Laborstudien mit Zellen in Petrischalen konnten Forscher zeigen, dass Betacarotin entzündungshemmend wirkt. Dabei wurde auch untersucht, wie die Wirkmechanismen funktionieren.1
Bedeutet das nun, dass Betacarotin gegen Krebs wirkt? Nein!
Die Wirkung auf Zellen in einer Petrischale entspricht nicht zwangsläufig der im gesamten Organismus. Oft werden auch andere Konzentrationen verwendet als beim Menschen.
Die Hypothese ist jedoch plausibel. Zumindest in Zellen deutet vieles darauf hin.
Es gibt auch Ergebnisse aus Tierversuchen, zum Beispiel an Mäusen. So konnte in einer Studie gezeigt werden2, dass Labormäuse mit Lungenmetastasen deutlich länger überlebten, wenn sie mit Betacarotin behandelt wurden. Das Betacarotin bremste die Ausbreitung der Krebszellen.
Ist das nun der Beweis, dass Betacarotin vor Krebs schützt? Nein …
Es wurde z. B. festgestellt, dass Mäuse Betacarotin zu 100 % in Vitamin A umwandeln. Der Mensch hingegen nur zu etwa 30 %. Diese Studien sind für den Menschen daher nur bedingt aussagekräftig. Die Hypothese bleibt jedoch plausibel.
Aussagekraft von Fallberichten und Fallserien …
Auf der nächsten Stufe der Evidenzpyramide finden sich Expertenmeinungen oder Fallberichte. Dabei werden einzelne oder bei Fallserien mehrere Fälle beschrieben.
Zwar kommt hier der Mensch ins Spiel, doch es fehlen ein systematisches Studiendesign, um die Ergebnisse zu objektivieren, sowie die statistische Aussagekraft.
Aussagekraft von Fall-Kontroll- und Kohortenstudien
Um größere Objektivität und statistische Aussagekraft zu erreichen, gehen wir zu den nächsten beiden Stufen der Beobachtungsstudien über. Dabei unterscheidet man zwischen Fall-Kontroll-Studien, die rückblickend arbeiten, und Kohortenstudien, die in die Zukunft gerichtet sind.
Bei einer Fall-Kontroll-Studie werden in unserem Beispiel Probanden mit Krebs (die Fallgruppe) mit Probanden ohne Krebs, also der Kontrollgruppe, verglichen. Anschließend wird rückblickend untersucht, wie viel Betacarotin sie zu sich genommen haben.
Meist geschieht dies anhand von Fragebögen oder Interviews.
In einer Studie befragten Forscher beispielsweise 600 Frauen mit Brustkrebs und 600 gesunde Frauen zu ihren Ernährungsgewohnheiten. Anschließend wurde festgestellt, dass unter anderem Beta-Carotin mit einem geringeren Risiko für Brustkrebs einherging3.
Bedeutet das nun, dass Betacarotin vor Krebs schützt? Nein, immer noch nicht.
Mit solchen Studien können Korrelationen, also Zusammenhänge, aufgezeigt werden, sofern sie existieren. Aber keine Kausalität, also keine Beziehung zwischen Ursache und Wirkung.
Mehr dazu erklären wir in unserem Video über häufige Fehler in der Statistik.
Ein Nachteil dieses Studientyps ist unter anderem der sogenannte Recall Bias. Die Teilnehmer können sich nicht immer genau an Details erinnern. Ein Vorteil ist jedoch, dass diese Studien einfach durchzuführen und nicht besonders teuer sind: Bereits ein Interview mit zwei Gruppen zu einem Zeitpunkt liefert Ergebnisse.
Kommen wir nun zur Kohortenstudie. Hier arbeiten Forscher mit einer Kohorte, also einer Gruppe, zum Beispiel gesunde Menschen. Diese werden dann über viele Jahre hinweg beobachtet. Während dieser Zeit erfassen die Forscher regelmäßig, wie viel Betacarotin die Teilnehmer zu sich nehmen. Im Laufe der Zeit werden statistisch gesehen einige Teilnehmer der Kohorte an Krebs erkranken. Anschließend analysieren die Forscher, ob und wie diese Fälle mit der Betacarotin-Aufnahme zusammenhängen.
In einer Kohortenstudie4 rekrutierten Forscher beispielsweise über 56.000 Frauen und begleiteten sie über Jahre hinweg. 196 von ihnen erkrankten während der Studie an Lungenkrebs. Es konnte jedoch kein statistischer Zusammenhang mit Betacarotin festgestellt werden.
Ein generelles Problem von Beobachtungsstudien ist, dass sich Effekte nicht auf einen einzelnen Stoff zurückführen lassen. Menschen, die viel Betacarotin zu sich nehmen, tun dies in der Regel über den Verzehr von Obst und Gemüse. Dabei handelt es sich generell um gesunde Lebensmittel. Doch wie viele dieser gesundheitlichen Vorteile lassen sich konkret auf Betacarotin zurückführen? Und nicht vielleicht auf Ballaststoffe oder Vitamine in Obst und Gemüse? Zudem sind Menschen, die sich gesund ernähren, meist gesundheitsbewusster und oft sozioökonomisch bessergestellt. Es gibt also eine ganze Reihe von Störfaktoren!
Zurück zu unserem Betacarotin. Wie sieht es denn nun aus? Einige Studien sind vielversprechend, andere weniger …
Aussagekraft von randomisierten Kontrollstudien
Nun ist es an der Zeit für Studien, die potenziell Kausalität zeigen können: randomisierte Kontrollstudien. Am besten sind randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Studien!
Auch hier blickt man in die Zukunft. Das Studiendesign wird jedoch noch viel stärker kontrolliert, um alle Verzerrungen auszuschließen. Randomisiert bedeutet, dass die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip einer Gruppe zugeordnet werden. Eine Gruppe erhält Betacarotin, die andere ein Placebo.
Der Zufall ist statistisch wichtig, damit die beiden Gruppen möglichst homogen sind. Deshalb spielt auch die Anzahl der Teilnehmer eine wichtige Rolle. Randomisierte Kontrollstudien mit mehreren tausend Teilnehmern sind aussagekräftiger als Studien mit nur einigen hundert oder weniger Probanden.
Doppelblind bedeutet, dass weder die Teilnehmer noch die Forscher wissen, wer was erhält: Placebo oder Betacarotin. Dadurch sollen Bias auf beiden Seiten ausgeschlossen werden. Denn wenn ein Teilnehmer weiß, dass er den Wirkstoff erhält, fühlt er sich oft automatisch besser. Dies gilt es zu verhindern.
Diese Studien gelten als Goldstandard in der biomedizinischen Forschung.
Es gibt tatsächlich zwei große randomisierte Kontrollstudien, die die Wirkung von Betacarotin auf Krebserkrankungen untersucht haben. Und diese Studien haben gezeigt, dass die Teilnehmer, die Betacarotin erhielten… häufiger Krebs bekamen5,6. Wie bitte?! Mehr Krebs? Nicht weniger?
Die beiden Studien mussten daher aus ethischen Gründen abgebrochen werden.
Wie kann das sein? Dabei sah doch vieles vielversprechend aus!
Bei genauer Betrachtung der Daten zeigt sich, dass Betacarotin in den Studien bei Nichtrauchern keinen Effekt hatte, während es bei Rauchern das Risiko sogar erhöhte.
Falls also jemand dachte, Betacarotin sei ein Wundermittel: Das ist leider nicht der Fall.
Allerdings könnte man einwenden, dass es sich nur um zwei Studien handelt. Und dass es besser wäre, viele Studien zu betrachten. Ganz nach dem Motto: Einmal ist keinmal. Oder: Eine Schwalbe macht noch keinen Sommer.
Aussagekraft von Metastudien
Sogenannte Metastudien leisten genau das. Hier werden viele Studien gemeinsam betrachtet. Anschließend wird analysiert, ob sie alle in die gleiche Richtung zeigen oder nicht.
Im klassischen Modell der Pyramide stehen sie noch über den randomisierten Kontrollstudien. In neueren Modellen stehen Metastudien daneben. Denn mehrere Studien sind besser als eine. Wenn jedoch eine randomisierte Kontrollstudie mehrere tausend oder sogar hunderttausend Teilnehmer umfasst, gut durchgeführt wird und klare Ergebnisse liefert, kann sie unter Umständen aufschlussreicher sein als eine Metastudie, die viele kleine Studien miteinander vergleicht. Diese weisen zudem nicht immer die gleichen Methoden oder die gleiche Qualität auf. Sprich: Es ist manchmal schwierig, Äpfel mit Birnen zu vergleichen.
In unserem Beispiel zeigen einige Metastudien keinen Effekt von Betacarotin auf das Krebsrisiko. Eine Metastudie bestätigt jedoch, dass Betacarotin bei Rauchern zu mehr Krebs führt7,8.
In einer anderen Studie steigt die Gesamtmortalität bei Betacarotin-Aufnahme9. Dies liegt daran, dass Raucher und Nichtraucher zusammen betrachtet wurden.
Empfehlungen großer Organisationen
Es ist völlig normal, im Dschungel all dieser Studien und Erkenntnisse den Überblick zu verlieren! Doch worauf kann man sich verlassen?
Dafür gibt es beispielsweise sogenannte Ernährungsgesellschaften wie die EFSA oder andere Organisationen wie die WHO, die sich darauf spezialisiert haben, das gesamte Wissen zu einem Thema zusammenzuführen und daraus Empfehlungen abzuleiten. In der Regel kann man sich gut an ihnen orientieren.
In einigen Modellen der Evidenzpyramide stehen diese „Clinical Practice Guidelines“ deshalb ganz oben.
Eine weitere gute Quelle kann hochwertiger Wissenschaftsjournalismus sein, bei dem sich spezialisierte Journalisten, oft mit Unterstützung von Forschern, mit solchen Themen auseinandersetzen.
Fazit
Idealerweise möchte man in der Biomedizin wissen: Wenn ich Substanz A konsumiere, verursacht sie Krankheit X oder schützt sie davor? Doch nicht jede Studie kann darauf eine klare Antwort geben. Forscher gehen hier schrittweise vor. Es werden Beweise gesammelt, die sich wie ein Puzzle zusammensetzen, bis sich allmählich eine Erkenntnis bestätigt. Hundertprozentige Gewissheit gibt es praktisch nie. Dennoch können Forscher viel herausfinden.
Im Fall von Betacarotin gibt es zahlreiche Studien, die darauf hindeuten, dass diese Substanz das Potenzial hat, vor Krebs zu schützen. In entscheidenden, groß angelegten Studien wurde dies jedoch widerlegt. Daher lautet die Empfehlung heute, nicht zu supplementieren, sondern sich einfach gesund zu ernähren. Bei Rauchern wird sogar davon abgeraten, zusätzlich Betacarotin zu sich zu nehmen.10
Die hier besprochene Pyramide gilt hauptsächlich für die Biomedizin. Sie ist stark vereinfacht und nicht vollständig. In anderen Wissenschaften wie der Soziologie, den Geisteswissenschaften oder anderen Naturwissenschaften gibt es ganz andere Studiendesigns und -methoden.
Unabhängig davon gilt: Man sollte skeptisch sein, wenn zu große Heilsversprechen gemacht werden.
Diese Episode wurde von Michèle Weber und Jean-Paul Bertemes präsentiert, Wissenschaftskommunikatoren beim Luxembourg National Research Fund (FNR).
Autor: Jean-Paul Bertemes (FNR)
Peer-Review und Beratung: Torsten Bohn (LIH)
Redaktion: Michèle Weber, Lucie Zeches (FNR)
Übersetzung: Nadia Taouil (www.t9n.lu)
Foto Torsten Bohn: LIH
Illustrationen: SKIN
Infobox
[1] Bai, SK., Lee, SJ., Na, HJ. et al. β-Carotene inhibits inflammatory gene expression in lipopolysaccharide-stimulated macrophages by suppressing redox-based NF-κB activation. Exp Mol Med 37, 323–334 (2005). https://doi.org/10.1038/emm.2005.42
[2] Pradeep CR, Kuttan G. Effect of beta-carotene on the inhibition of lung metastasis in mice. Phytomedicine : International Journal of Phytotherapy and Phytopharmacology. 2003 Mar;10(2-3):159-164. DOI: 10.1078/094471103321659870. PMID: 12725570.
[3] Darouei, B., Bohn, T., Vahid, F. et al. Dietary carotenoids and breast cancer risk: evidence from a large population-based incident case-control study. Nutr Metab (Lond) 22, 107 (2025). https://doi.org/10.1186/s12986-025-01007-x
[4] Rohan, T.E., Jain, M., Howe, G.R. et al. A cohort study of dietary carotenoids and lung cancer risk in women (Canada). Cancer Causes Control 13, 231–237 (2002). https://doi.org/10.1023/A:1015048619413
[5] Omenn et al. (1996). Effects of a Combination of Beta Carotene and Vitamin A on Lung Cancer and Cardiovascular Disease. N Engl J Med DOI: 10.1056/NEJM199605023341802
[6] The Alpha-Tocopherol Beta Carotene Cancer Prevention Study Group (1994) The Effect of Vitamine E and Beta Carotene on the Incidence of Lunc Cancer and other Cancers in male smokers. N Engl J Med 1994 DOI: 10.1056/NEJM199404143301501
[7] Sui et al. (2024). The Efficacy of Dietary Intake, Supplementation, and Blood Concentrations of Carotenoids in Cancer Prevention: Insights from an Umbrella Meta-Analysis. Foods 2024, 13(9), 1321; https://doi.org/10.3390/foods13091321
[8] Lisa Gallicchio et al.Carotenoids and the risk of developing lung cancer: a systematic review. The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 88, Issue 2, 2008, Pages 372-383, ISSN 0002-9165, https://doi.org/10.1093/ajcn/88.2.372.
[9] Bjelakovic G, Nikolova D, Gluud LL, Simonetti RG, Gluud C. Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention: systematic review and meta-analysis. JAMA. 2007 Feb 28;297(8):842-57. doi: 10.1001/jama.297.8.842. Erratum in: JAMA. 2008 Feb 20;299(7):765-6. PMID: 17327526.
[10] EFSA NDA Panel (EFSA Panel on Nutrition, Novel Foods and Food Allergens), Turck, D., Bohn, T., Castenmiller, J., de Henauw, S., Hirsch-Ernst, K.-I., Knutsen, H. K., Maciuk, A., Mangelsdorf, I., McArdle, H. J., Pentieva, K., Siani, A., Thies, F., Tsabouri, S., Vinceti, M., Lietz, G., Passeri, G., Craciun, I., Fabiani, L., … Naska, A. (2024). Scientific opinion on the tolerable upper intake level for preformed vitamin A and β-carotene. EFSA Journal, 22(6), e8814. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2024.8814
