Präbiotische und probiotische Lebensmittel | Offarm
Die wissenschaftliche Kontroverse über ihren Nutzen
Funktionelle Lebensmittel sind heutzutage in unserer Ernährung sehr verbreitet. Einige von ihnen, wie z. B. Joghurt, werden schon seit vielen Jahren verwendet und sind aufgrund ihrer zahlreichen ernährungsphysiologischen Eigenschaften nach wie vor ein fester Bestandteil unserer Ernährung. In letzter Zeit haben jedoch kommerzielle Interessen zu Versuchen geführt, die Verbraucher zu verwirren. Es wird nun in Frage gestellt, ob einige Lebensmittel wirklich die probiotische Wirkung haben, von der alle ausgegangen sind.
Der Darm fungiert als Eintrittspforte für Nährstoffe in den Blutkreislauf und als Barriere gegen Toxine verschiedener Herkunft, sowohl exogener als auch endogener Art (bakterielle Rückstände, Nahrungsmittelantigene, Stoffwechselabbauprodukte). Wenn die Darmintegrität beeinträchtigt ist, verändert sich die Durchlässigkeit des Darms, und diese Barrierefunktion gegen Antigene oder pathogene Mikroorganismen kann verloren gehen. Die Faktoren, die die Unversehrtheit des Darms am meisten beeinflussen, sind: die Darmmikroorganismen und die Darmschleimhaut, die beide stark von unserer Ernährung beeinflusst werden.
Darmökologie
Die Darmmikroflora besteht aus 100 Billionen Bakterien von etwa 400 verschiedenen Arten. Vor allem der Dickdarm beherbergt 95 % der Bakterien in unserem Körper. Die Darmmikrobiota beginnt sich nach der Geburt zu bilden. Die ersten Bakterien, die den Verdauungstrakt besiedeln, sind aerob, hauptsächlich E. coli und andere Bakterien der Gattung Lactobacillus. Später und nach und nach etablieren sich anaerobe Arten, insbesondere die Gattungen Bacteroides, Clostridium, Eubacterium und Bifidobacterium. Ab dem Alter von 2 Jahren ist die einmal etablierte Mikroflora fast endgültig und bleibt ein Leben lang sehr stabil. Natürlich kann es zu vorübergehenden Veränderungen kommen, die auf die Einnahme von Antibiotika oder eine veränderte Ernährung zurückzuführen sind, aber diese sind in der Regel reversibel.
In einem optimal funktionierenden Darm koexistieren Populationen nützlicher Bakterien (Bifidobakterien, Lactobacillus, nicht-pathogene E. coli) im Gleichgewicht mit pathogenen Bakterien (hämolytische E. coli, Clostridium perfringens, Campylobacter, Listeria), wie in Tabelle 1 dargestellt. Heute weiß man, dass ein Ungleichgewicht in dieser Mikroflora die Entstehung einiger Krankheiten, wie z. B. Krebs, verursachen oder fördern kann (Tabelle 2). Es wurde festgestellt, dass potenziell krebserregende Stoffe in einigen Lebensmitteln (Pigmente, Aflatoxine, Pestizide, Nitrite) und andere krebserregende Stoffe durch Enzymsysteme von Darmbakterien bioaktiviert werden können. Diese Bioaktivierung wird verstärkt, wenn ein Ungleichgewicht in der Darmflora besteht. Daher ist es sehr wichtig, unsere günstigen Darmbakterien durch die Ernährung zu unterstützen, was durch die Einnahme von zwei Arten von Lebensmitteln erreicht werden kann: Präbiotika und Probiotika. Präbiotika sind unverdauliche Nahrungsmittel, die das Wachstum der bereits im Dickdarm vorhandenen symbiotischen Bakterienarten stimulieren. Probiotika hingegen sind Lebensmittel oder Nahrungsergänzungsmittel, die lebende Mikroorganismen enthalten, die das bakterielle Gleichgewicht im Darm verändern oder verbessern und die Gesundheit des Wirtes unterstützen können.
Ernährung der Darmschleimhaut
Die Darmschleimhaut besteht aus Enterozyten und Kolonozyten, und eine seiner Hauptfunktionen ist es, als Barriere zu fungieren und zu verhindern, dass pathogene Mikroorganismen oder Antigene in den Blutkreislauf gelangen. Wenn die Schleimhaut zerstört ist, verändert sich die Durchlässigkeit der Darmwand, so dass Bakterien, Giftstoffe oder unverdaute Nahrungsreste eindringen können. Bei zahlreichen Gelegenheiten wurde darauf hingewiesen, dass eine unausgewogene Ernährung und veränderte Darmbakterien zu einer veränderten Durchlässigkeit führen können. So kann beispielsweise eine ballaststoffarme Ernährung zu einer verminderten Peristaltik und einer verzögerten Darmpassage der Nahrung führen, was wiederum ein verändertes bakterielles Gleichgewicht zur Folge hat. Darüber hinaus werden Ballaststoffe, insbesondere lösliche Ballaststoffe, von der Darmmikroflora zu kurzkettigen Fettsäuren (hauptsächlich Butyrat, Acetat und Propionat) verstoffwechselt, die die bevorzugten Brennstoffe der Darmzellen sind. Insbesondere Buttersäure oder Butyrat ist der bevorzugte Brennstoff der Kolonozyten und wird nur durch Fermentation von Ballaststoffen durch nützliche Bakterien, hauptsächlich Bifidobakterien, produziert. Propionat und Acetat hingegen werden hauptsächlich von der Leber verwertet. Enterozyten (Zellen des Dünndarms) bevorzugen die Nebenprodukte dieses Stoffwechsels, wie Glutamin, Glutamat und Acetoacetat.
Die Verwendung von Breitbandantibiotika wirkt sich negativ auf die Integrität des Darms aus, da sie sowohl pathogene als auch nützliche Bakterien eliminiert. Eine empfohlene Maßnahme im Anschluss an eine antimikrobielle Behandlung ist daher der vermehrte Verzehr von probiotischen Lebensmitteln wie Joghurt, um die zerstörte gesunde Mikroflora so schnell wie möglich wiederherzustellen.
GALT
Eine sehr wichtige Rolle des Darms ist die Entgiftung durch die Zellen des Immunsystems. Wie bereits erwähnt, spielt der Verdauungstrakt dank der Barrierefunktion der Darmflora eine sehr wichtige Rolle bei der Verhinderung des Eindringens von endogenen und exogenen Toxinen in den allgemeinen Kreislauf. Gelingt es den Toxinen, diese Barriere zu überwinden, verhindert das lymphatische Gewebe des Darms, dass sie in den Blutkreislauf gelangen. Der Darm ist das größte lymphatische Organ des Körpers und enthält die größte Anzahl von Lymphozyten, die etwa 70 % der Antikörper des Körpers bilden. Immunglobuline aus dem lymphatischen Gewebe des Darms (GALT) heften sich an Bakterien, Viren und andere Fremdpartikel und verhindern, dass diese in den Blutkreislauf gelangen. Davon arbeitet das sekretorische Immunglobulin A (IgA) getrennt vom allgemeinen Immunsystem und ist in erster Linie für die Inaktivierung bakterieller Enzyme und Toxine verantwortlich.
Der Magen-Darm-Trakt spielt eine wichtige Rolle bei der Verhinderung des Eindringens endogener und exogener Toxine in den allgemeinen Blutkreislauf durch die Barrierefunktion der Darmflora
Bifidobakterien und andere Stämme nützlicher Bakterien sind Stimulatoren der IgA-Synthese. Daher wurde der Verzehr bestimmter präbiotischer Lebensmittel, die diese Bakterienstämme enthalten, mit einer Stimulierung der Abwehrkräfte in Verbindung gebracht.
Präbiotika
Nahrungsmittel, die Substrate enthalten, die die für den Wirt nützliche Darmmikroflora nähren. Beispiele für solche Lebensmittel sind Ballaststoffe, insbesondere die derzeit sehr beliebten Fructo-Oligosaccharide (FOS), die aus kurzkettigen Einfachzuckern (3 bis 10 Zuckereinheiten) bestehen, von denen mindestens 2 Fructose sind. Sie werden in drei Kategorien eingeteilt, die sich nach der Anzahl der enthaltenen Fructoseeinheiten richten. Die Bindungen dieser Zucker können von den Enzymen im Dünndarm nicht hydrolysiert werden, so dass sie nicht vom Dünndarm absorbiert werden können und in den Dickdarm gelangen, wo sie das Wachstum nützlicher Bakterien wie Bifidobakterien und Lactobacillus selektiv stimulieren können, was zu einer Verringerung pathogener Bakterien wie Salmonellen und Clostridien führt. Einige Studien haben gezeigt, dass eine hohe FOS-Aufnahme die Beta-Glucuronidase-Aktivität verringern kann, ein Enzym im Darm, das Procarcinogene in Karzinogene umwandeln kann. FOS ist in Honig, Bier, Zwiebeln, Spargel, Roggen, Hafer, Artischocken, Bananen und Zichorie enthalten. Andere Ballaststoffbestandteile wie Pektin, Hemicellulose und Inulin wirken ebenfalls als Präbiotika und regen die Bildung kurzkettiger Fettsäuren an. Der FOS-Gehalt ist sehr unterschiedlich und kann zwischen 1-4% in Weizen und 20% in Chicorée liegen. Der Unterschied zwischen den verschiedenen FOS-Typen liegt im Grad der Polymerisation. Sie alle können aufgrund ihrer technologischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften in einer breiten Palette von Produkten verwendet werden. Technologisch werden sie als Texturgeber, Wasserbindemittel und vor allem als Fett- und Zuckeraustauschstoffe (zusammen mit Süßungsmitteln) verwendet, die dazu dienen, verschiedenen „kalorienarmen Produkten“ Konsistenz zu verleihen. Sie sind unter anderem in Milchprodukten, Backwaren, Eiscreme und hellen Soßen zu finden.
Die Aufnahme präbiotischer oder probiotischer Lebensmittel sollte Teil einer abwechslungsreichen und ausgewogenen Ernährung sein
Aus ernährungswissenschaftlicher Sicht werden seit einigen Jahren Nahrungsergänzungsmittel oder Lebensmittel, die reich an Inulin oder anderen FOS sind, wegen ihrer präbiotischen Eigenschaften gefördert. Sie gelangen unversehrt in den Dickdarm, da sie der Hydrolyse im Magen und der Verdauung im Dünndarm widerstehen. Dort werden sie von der Mikroflora des Dickdarms fermentiert und erzeugen kurzkettige Fettsäuren, die bei ihrer Aufnahme nur 1,5 kcal/g liefern (daher ihr niedriger Brennwert). Der Verzehr von FOS hat also nicht nur einen geringen Kaloriengehalt, sondern auch eine präbiotische Wirkung, da er die Darmflora positiv moduliert. Diese Wirkung hat wiederum andere physiologische Folgen, sowohl im Dickdarm als auch im System (Tabelle 3). Eine davon ist die Auswirkung auf die Mineralstoffaufnahme, wie z. B. die erhöhte Aufnahme von Kalzium und Magnesium, was sich u. a. positiv auf die Knochen- und Zahngesundheit auswirkt. Diese Wirkungen sind jedoch sehr umstritten und müssen in gut konzipierten klinischen Studien nachgewiesen werden. Es ist allgemein anerkannt, dass mehr als 2 g dieser FOS pro Tag verzehrt werden müssen, um ihre präbiotische Wirkung zu entfalten, was mit einer herkömmlichen Ernährung nur schwer zu erreichen ist. Klar ist, dass die Verwendung von angereicherten Produkten niemals den Verzehr von Ballaststoffen ersetzen sollte, die „natürlich“ in Obst und Gemüse enthalten sind.
Probiotika
Eine weitere Methode zur Unterstützung der Darmintegrität ist der Versuch, die Darmpopulation durch die direkte Einnahme lebender nützlicher Mikroorganismen, d. h. Probiotika, wie Lactobacillus und Bifidobakterien, wiederherzustellen. Es ist allgemein anerkannt, dass Probiotika lebende Mikroorganismen sind, die die Passage durch den Magen-Darm-Trakt überleben und positive Auswirkungen auf die Gesundheit des Verbrauchers haben, insbesondere durch ihre Fähigkeit, zur Verbesserung des mikrobiellen Gleichgewichts im Darm beizutragen. Sie konkurrieren um Nährstoffe und Adhäsionsstellen und hemmen die Vermehrung pathogener Mikroorganismen. Sie können auch organische Säuren synthetisieren, die den pH-Wert des Darms senken und das Wachstum pH-empfindlicher pathogener Bakterien hemmen. Fermentierte Milchprodukte wie Joghurt, Kefir und probiotische Präparate, Lebensmittel oder Nahrungsergänzungsmittel enthalten Lactobacillus, Bifidobakterien und andere nützliche Bakterienformen. Andere fermentierte Lebensmittel wie Sauerkraut werden ebenfalls mit Lactobacillus-Stämmen gezüchtet. Die Zahl der lebensfähigen Mikroorganismen in handelsüblichen probiotischen Produkten ist jedoch sehr unterschiedlich.
Das Interesse am Verzehr von fermentierter Milch mit lebenden Mikroben zur Erhaltung der Gesundheit und möglicherweise zur Vorbeugung oder Behandlung von Krankheiten hat zugenommen. Es gibt mehrere Gründe, die zu diesem Verbrauch geführt haben. Eine davon ist das Interesse an „gesunden Lebensmitteln“, eine andere ist die klinische Praxis, in der alternative Behandlungen zu Antibiotika ausprobiert werden. Joghurt gilt in der westlichen Populärkultur als ein solches gesundes Lebensmittel. In den letzten Jahren wurden verschiedene Arten und Stämme nicht-pathogener Bakterien, die die Säure- und Galleverdauung überleben, im Hinblick auf die Verwendung fermentierter Milch untersucht. Die am häufigsten verwendeten Mikroorganismen sind Lactobacillus und Bifidobakterien, die als prophylaktische und therapeutische Alternative für verschiedene gastrointestinale und systemische Situationen, wie z. B. Laktoseintoleranz, Durchfallerkrankungen, Lebensmittelallergien und Immunmodulation, geschätzt werden (Tabelle 4).
Die positiven Wirkungen, die Probiotika auf den Körper haben können, werden im Folgenden erörtert.
Laktoseverdaulichkeit
Joghurt und probiotisch fermentierte Milch werden von Menschen mit Laktoseintoleranz im Allgemeinen besser vertragen als Milch. Ein großer Teil der erwachsenen Bevölkerung ist laktoseintolerant, was auf eine verminderte Aktivität des Enzyms Laktase in der Darmschleimhaut zurückzuführen ist. Unverdaute Laktose erzeugt einen osmotischen Effekt im Darmlumen und wird, wenn sie den Dickdarm erreicht, von den einheimischen Biota fermentiert, was zur Synthese von kurzkettigen Fettsäuren (Acetat, Laktat, Butyrat) und Gas (CO2, Methan und Wasserstoff) führt. Diese Abfolge führt zu den Symptomen der Unverträglichkeit: Blähungen, Bauchschmerzen und Durchfall.
Die meisten Probiotika synthetisieren Beta-Galaktosidase, die auch Laktose hydrolysieren kann, und können so zur Linderung dieser Symptome beitragen.
Darmtransitstörungen
Einige fermentierte Milchen mit Bifidobakterien sind in der Lage, die Darmtransitzeit je nach Dosis um 10-22% zu verkürzen, was für Menschen, die zu Verstopfung neigen, von Vorteil ist. Andererseits regulieren sie auch den Transit bei Menschen, die zu Durchfall neigen. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass bei Menschen, die Probiotika einnehmen, die Häufigkeit und Dauer von Durchfällen geringer ist, sei es bei Säuglingsdurchfall, Reisedurchfall, Durchfall im Zusammenhang mit der Einnahme von Antibiotika oder Durchfall aufgrund von Laktosemaldigestion. Eine kürzlich durchgeführte Meta-Analyse von 9 Studien hat gezeigt, dass das Risiko einer Antibiotika-assoziierten Diarrhö um 61-65 % gesenkt werden kann.
Verbesserte Immunantwort
Es wurde bei Tieren gezeigt, dass das darmassoziierte lymphatische Gewebe seine Fähigkeit erhöht, auf Krankheitserreger zu reagieren, wenn der Darm über einen längeren Zeitraum Probiotika erhält. Probiotika verlangsamen nicht nur die Entwicklung von Krankheitserregern, sondern verstärken auch die Barrierewirkung des Darms und verhindern so, dass schädliche Mikroorganismen in den Blutkreislauf gelangen. Sie erhöhen auch die Aktivität von Lymphozyten und Makrophagen und stimulieren die humorale Immunantwort, indem sie die Produktion von *-Interferon (mit antiviraler, prophylaktischer und NK-Zellen-aktivierender Wirkung) steigern, das die entzündlich veränderte Darmpermeabilität verbessert.
Krebs
Rezente epidemiologische Studien haben einen umgekehrten Zusammenhang zwischen dem Risiko, an verschiedenen Krebsarten zu erkranken, und dem Verzehr von Nahrungsmitteln, die probiotische Lebensmittel enthalten, festgestellt. Probiotika können Enzyme reduzieren, die Prokarzinogene in Karzinogene umwandeln, und die Entwicklung von bösartigen Tumoren hemmen.
Fermentierte Milchprodukte, wie Joghurt, Kefir und probiotische Zubereitungen, Lebensmittel oder Nahrungsergänzungsmittel, enthalten Lactobacillus, Bifidobakterien und andere nützliche Bakterienformen
Cholesterinkonzentration im Blut
Der Mechanismus könnte darauf zurückzuführen sein, dass kurzkettige Fettsäuren die Cholesterinsynthese verändern können. Darüber hinaus können Bakterien Gallenfettsäuren konjugieren und deren Ausscheidung über die Fäkalien erleichtern. Die enterohepatische Verarmung an Gallensäuren macht es für die Leber unerlässlich, Cholesterin aus dem Kreislauf zu entfernen, um mehr Gallensalze zu synthetisieren.
Die Studien, die diese cholesterinsenkenden Wirkungen nachgewiesen haben, haben jedoch „unrealistische“ Dosen von Joghurt (> 2 Liter pro Tag) verwendet.
Atopische Erkrankungen
Perspektivische Studien zeigen, dass Probiotika schon früh im Leben eingesetzt werden können, um die Symptome atopischer Erkrankungen bei allergiegefährdeten Säuglingen zu verbessern. Andererseits scheint es, dass Probiotika die entzündliche Darmreaktion modulieren können und eine mögliche klinische Wirkung bei einigen Pathologien wie Colitis ulcerosa und regionaler Enteritis zeigen.
Es gibt Studien, die keine günstigen Auswirkungen von Probiotika feststellen, und andere, die sie bei einem Probiotikum und nicht bei einem anderen finden, so dass weitere Forschung in diesem Bereich erforderlich ist. Das Problem ist, dass hinter all diesen Studien immer auch wirtschaftliche Interessen stehen, die den Verbraucher in die Irre führen können. So erklärt sich auch der jüngste Joghurt-Krieg. Nach spanischem Recht ist Joghurt Milch, die mit zwei Arten von Keimen fermentiert wurde: Streptococcus thermophilus und Lactobacillus bulgaricus. Wird das Produkt anschließend pasteurisiert, werden diese Mikroorganismen abgetötet und man erhält nach der Fermentation einen pasteurisierten Joghurt, der außerhalb des Kühlschranks gelagert werden kann und länger haltbar ist. In Spanien ist pasteurisierter Joghurt seit Juni letzten Jahres als Joghurt anerkannt, auch wenn er nicht dessen charakteristisches Merkmal enthält: lebende Mikroorganismen. In anderen Ländern gibt es einen anderen Ansatz: Während in den Vereinigten Staaten, Kanada, Australien, Deutschland und dem Vereinigten Königreich die Bezeichnung „pasteurisierter Joghurt“ akzeptiert wird, ist dies in Frankreich, der Schweiz und Italien nicht der Fall.
Es besteht derzeit keine Einigkeit darüber, inwieweit die Mikroorganismen in Joghurt und anderen fermentierten Milchen in der Lage sind, den widrigen Bedingungen des Magen-Darm-Trakts zu widerstehen, den Dickdarm lebensfähig zu erreichen und dort konkurrenzfähig genug zu sein, um ihn zu besiedeln, aktiv zu bleiben und die ihnen zugeschriebenen positiven Wirkungen auszuüben. Einige Experten behaupten, dass der Verzehr von 8 Joghurts pro Woche bereits einige gesundheitliche Vorteile bringen kann. Auf jeden Fall scheint man sich darüber einig zu sein, dass ein regelmäßiger und längerer Konsum erforderlich ist, damit sich diese positiven Wirkungen entfalten können. Da keine schädlichen Auswirkungen des Verzehrs dieser Erzeugnisse bekannt sind, erhält der Verbraucher zumindest andere, eindeutig nachgewiesene Nährwerte. Trotzdem sucht die Industrie weiterhin nach anderen Stämmen, die im Magen-Darm-Trakt resistent sind und nachweislich eine probiotische Wirkung entfalten können. In den USA ist beispielsweise eine breite Palette solcher Nahrungsergänzungsmittel erhältlich, darunter auch solche, die Lactobacillus GG enthalten, der in Dosen von 1010 koloniebildenden Einheiten (KBE) nachweislich positive Wirkungen hat, sowie Lactobacillus reuteri, der ebenfalls in Dosen von 1010 KBE vermarktet wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Bereich der Präbiotika und Probiotika sehr vielversprechend ist und ihre verschiedenen Anwendungen auf die Vorbeugung von Krankheiten hinweisen, die in den entwickelten Gesellschaften weit verbreitet sind, wie Allergien und Krebs. Bisher ist die Zahl der strengen wissenschaftlichen Studien, die eine positive Wirkung des regelmäßigen Verzehrs dieser Produkte belegen, sehr hoch, und das Interesse an weiteren Forschungen in diesem Bereich wächst. Die Aufnahme dieser Lebensmittel in die Ernährung schließt jedoch nicht aus, dass die Ernährung angemessen sein sollte. In jedem Fall sollte der Verzehr von präbiotischen oder probiotischen Lebensmitteln Teil einer abwechslungsreichen und ausgewogenen Ernährung sein. Nur so können diese Produkte zu einer richtigen Ernährung und einer besseren Lebensqualität des Einzelnen beitragen.
Allgemeine Literatur
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Mateos JA. Bakterien und Gesundheit. Konferenz über funktionelle Lebensmittel (23.-24. Mai 2002). Zentrum Innovació. Stiftung Bosch i Gimpera. Universität von Barcelona.
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