Präbiotika und Probiotika

Im Handel gibt es ein reiches Angebot unterschiedlicher probiotischer und präbiotischer Lebensmittel. Dazu gehören in erster Linie Milchprodukte, aber auch z.B. Getränke, Brot, Backwaren und Müslis, Süßwaren, Rohwurst und Säuglingsnahrung.
Probiotika und Präbiotika wirken auf die menschliche Darmflora im Dickdarm. Sie erzielen dadurch mögliche gesundheitsfördernde Effekte und verbessern das Wohlbefinden.


Wechselbeziehungen zwischen Mensch und Darmflora


Der Dickdarm ist mit mehr als 400 verschiedenen Bakterienspezies besiedelt, die rund 50 verschiedenen Gattungen zugeordnet werden können. Zahlenmäßig dominieren Bacteroides, Bifidobakterien, Eubakterien, Laktobazillen, Clostridien und bestimmte Kokken.

Die bakterielle Besiedlung des Dickdarms ist ein sehr komplexes Ökosystem, das nicht nur in sich, sondern auch mit dem Mensch in wechselseitigen Beziehungen steht, die bislang erst ansatzweise entdeckt sind.
Der Mensch ist Wirt und "Ernährer" der Darmbakterien. Die Bakterien verhindern die Besiedlung des Darms mit Krankheitserregern (Barrierefunktion) und stimulieren das Immunsystem in der Darmwand. Sie bilden durch den Abbau von Kohlenhydraten kurzkettige Fettsäuren ( Essigsäure, Buttersäure u.a.), die zum einen von den Zellen der Dickdarmwand des Menschen als Energiequelle genutzt werden können und zum anderen den Stoffwechsel der Darmwandzellen anregen und die Darmmotilität stimulieren. Die Dickdarmbakterien können jedoch auch negative Eigenschaften haben, sie können schädliche Stoffe bilden oder selbst pathogen (krankheitserregend) wirken.
Die Einteilung der Bakterien nach günstigen und ungünstigen Eigenschaften ist in vielen Fällen schwierig. Die meisten Bakterien besitzen ein breites Spektrum unterschiedlicher Stoffwechselaktivitäten und innerhalb einer Gattung finden sich Spezies mit abweichenden Eigenschaften. Laktobazillen und Bifidobakterien werden allgemein positiv bewertet: Sie ernähren sich ausschließlich von Kohlenhydraten und geben als Endprodukt deren Abbaus starke Säuren ab. Dadurch senken sie den pH-Wert im Dickdarm und hemmen das Wachstum unerwünschter Bakterien. Sie können - in vitro - antibiotikaähnliche Hemmstoffe gegen Krankheitserreger wie Salmonellen, Shigellen, Camylobacter, Listerien bilden. Bisher wurden weder bei Bifidobakterien noch bei Laktobazillen pathogene Stämme nachgewiesen.

Die Zusammensetzung der individuellen Darmflora ist unter normalen Umständen stabil. Stress, Erkrankungen, Antibiotikatherapie und Ernährungsgewohnheiten können sie verändern. Es liegt nahe, Lebensmittel zu entwickeln, die die Eigenschaften der Darmflora günstig beeinflussen sollen.


Präbiotika - Probiotika - Synbiotika

Probiotika sind genau charakterisierte Mikroorganismen, die in ausreichender Menge lebend und in aktiver Form in den Darm gelangen und dadurch positive gesundheitliche Wirkungen erzielen. Die Besonderheit dieser Bakterien ist, dass sie dem Angriff der Verdauungssäfte, insbesondere Magensäure und Gallensäuren, widerstehen und lebend in den Dickddarm gelangen können.
Probiotische Bakterien sind überwiegend Laktobazillen und Bifidobakterien.

Die gesundheitliche Unbedenklichkeit des jeweiligen Stammes muss sicher nachgewiesen sein. Außerdem müssen Probiotika technologisch geeignet sein: Sie dürfen Geschmack, Aussehen und Konsistenz des Lebensmittels nicht verschlechtern und müssen bis zum Verzehr in ausreichender Menge im Lebensmittel überleben. Letzteres bedeutet, dass bis zum Mindesthaltbarkeitsdatum noch genug lebende Bakterien in einer verzehrsüblichen Portion des Lebensmittels (z.B. ein Becher Jogurt) enthalten sind, um die gesundheitsfördernde Wirkung zu erzielen, die in klinischen Studien für das Produkt nachgewiesen wurde.
Als Richtgröße gilt > 1 Million lebende Bakterien pro Gramm Lebensmittel (Abweichungen je nach Lebensmittel, Bakterienstamm und angestrebtem Gesundheitseffekt).

Probiotische Lebensmittel müssen regelmäßig gegessen werden, ansonsten nimmt die Zahl der Bakterien im Dickdarm wieder kontinuierlich ab.


Präbiotika (= Prebiotika) sind Ballaststoffe, also unverdauliche Nahrungsbestandteile. Das Besondere der Präbiotika ist, dass sie nur von bestimmten gesundheitsfördernden Mikroorganismen im Dickdarm (insbesondere Bifidobakterien, auch Laktobazillen) gerne “gegessen” werden. Dadurch wird die spezifische Aktivität und / oder das Wachstum dieser Mikroorganismen stimuliert, woraus wiederum positive Effekte auf den Organismus resultieren können.
Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich dieser Effekt ab einem täglichen Verzehr von vier bis fünf Gramm Präbiotika einstellt (zusätzlich zu der durch die tägliche Ernährung aufgenommenen Menge). Um den gewünschten Effekt zu erzielen, ist eine Mindestverzehrsdauer von sieben Tagen notwendig. Eine Auslobung, dass ein Lebensmittel einen Beitrag zu einem präbiotischen Effekt leistet oder präbiotische Ballaststoffe enthält, erscheint ab einer Menge von einem Drittel der Tagesdosis in einer Verzehrseinheit (1,5 g) gerechtfertigt, so die Aussage der Arbeitsgruppe "Fragen der Ernährung" der Lebensmittelchemischen Gesellschaft.

Beispiele für Präbiotika sind Inulin und Oligofruktose - kettenförmige Verbindungen aus Fruchtzucker (Fruktooligosaccharide, FOS) , sowie Galaktooligosaccharide, bestehend überwiegend aus Galaktosebausteinen, oder Sojaoligosaccharide, ein Gemisch aus Stachyose und Raffinose. Präbiotika werden von den Darmbakterien zu Säuren (kurzkettige Fettsäuren, Milchsäure) und Gasen (Wasserstoff, Kohlendioxid) abgebaut. Sie verursachen dadurch häufig Blähungen und können in höheren Dosen zu Bauchschmerzen und Durchfällen führen. (Weitere Informationen hier)

Inulin kommt als Speicherkohlenhydrat in vielen Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft vor. Besonders hohe Konzentrationen sind in Topinambur (18 - 35 %), Schwarzwurzel (ca. 13 %) Artischockenherzen (ca. 15 %) und Chicoreewurzel (10 - 16 %) zu finden. Weitere Quellen für FOS sind z.B. Artischocken, Knoblauch, Zwiebeln, Spargel oder Roggen.
Die mittlere tägliche Aufnahme von FOS wird für Europa mit 2 -12 g / Tag angegeben.


Synbiotika sind Kombinationen aus Probiotika und Präbiotika. Sie verbinden die positiven Wirkungen von Präbiotika und Probiotika.


Gesundheitsfördende Wirkungen

Die möglichen gesundheitlichen Wirkungen der Präbiotika und Probiotika müssen differenziert betrachtet werden, denn nur ein Teil der diskutierten Effekte ist wissenschaftlich sicher nachgewiesen. Andere Effekte wurden bisher nur in Tier- oder Modellversuchen bestätigt, so dass sich hieraus lediglich Hinweise auf eine Wirkung beim Menschen ableiten lassen.

Ferner muss bedacht werden, dass auch gesicherte probiotische Wirkungen nur bestimmten Bakterienspezies zugeordnet werden können und nicht allgemein den Probiotika. Sie wirken bei einem bestimmten Prozentsatz der jeweiligen Zielgruppe und nicht bei allen Menschen.


Verbesserung der Darmtätigkeit bei Verstopfung (Obstipation)
Präbiotika erhöhen im Vergleich zu Ballaststoffen aus Getreide oder Obst und Gemüse das Stuhlgewicht nur geringfügig. Sie bewirken jedoch zum Teil einen weichen Stuhl und steigern die Frequenz. Diese Wirkungen können günstig für Personen mit Obstipation sein.
Die Beobachtungen nach Probiotikaverzehr sind widersprüchlich.

Beeinflussung der Darmflora und Unterstützung der Barrierefunktion der Darmwand
Präbiotika fördern insbesondere das Wachstum von Bifidobakterien, allerdings nur solange, wie sie auch gegessen werden. Bei Erwachsenen wirken FOS bifidogen, während die Effekte von Galaktooligosacchariden widersprüchlich sind. Bei Säuglingen wirkt eine Mischung aus Inulin und Galaktooligosacchariden bifidogen. Durch den bifidogenen Effekt ergeben sich mögliche gesundheitsfördernde Wirkungen von Präbiotika.

Probiotika hemmen das Wachstum unerwünschter Keime im Dickdarm auf mehrere Weisen: sie schaffen ein leicht saures Milieu, sie konkurrieren um Nährstoffe, um Nischen oder Bindungsstellen und sie bilden bakterizide Stoffe.

Geringere Häufigkeit und Dauer verschiedener Durchfallerkrankungen
Gute Erfolge durch Probiotikaverzehr wurden hier vor allem bei Rotavirus-Infektionen (kommen häufig bei Kindern im Krankenhaus vor), bei Reisediarrhöen und bei Durchfällen nach Antibiotikabehandlung oder nach Chemotherapie erzielt.
Teilweise werden Durchfallerkrankungen auch durch den Verzehr von herkömmlichem Jogurt gebessert.

Förderung der Laktoseverdauung
Jogurt und andere fermentierte Milchprodukte können die Verträglichkeit von Milchzucker verbessern. Dieser Effekt gilt teilweise auch für Probiotika.
Es gibt mehrere Wirkmechanismen.
  • Infolge der Fermentation ist ein Teil des Milchzuckers abgebaut.
  • Die Magen-Darm-Passage fermentierter Milchprodukte dauert länger als die von Milch.
  • Milchsäurebakterien (aus nicht erhitztem Joghurt) gelangen lebend in den Dünndarm, werden hier durch die hohe Gallensäurekonzentration abgetötet und geben das Enzym Laktase an ihre Umgebung ab. Probiotische Bakterien haben eine hohe Gallensäureresistenz und geben entsprechend weniger Laktase frei.
Milchsäurebakterien enthalten das Enzym Laktase in unterschiedlichem Maße, so dass die Verträglichkeit verschiedener fermentierter Milchprodukte getestet werden muss.

Beeinflussung des Immunsystems
Probiotische Bakterien können verschiedene Parameter des Immunsystems stimulieren, so z.B.:
  • die Aktivität von Lymphozyten, Phagozyten, Killerzellen und anderen Zellen der Immunabwehr
  • die Bildung von Antikörpern
  • die Bildung verschiedener Botenstoffe des Immunsystems (Interleukine, Interferone u.a.)
  • bzw. die Immunantwort auf verschiedene Antigene beeinflussen.

Es gibt allerdings bisher keinen sicheren wissenschaftlichen Nachweis für die Stärkung des Immunsystems durch den Verzehr von probiotischen Lebensmitteln, so dass Infektionskrankheiten oder andere Erkrankungen verhindert werden.
Studien ergaben einzelne Effekte wie
  • weniger Krankhheitstage bei Kindergartenkindern
  • weniger entzündliche Darmerkrankungen bei älteren Menschen
  • Linderung objektiver und subjektiver Symptome bei atopischer Dermatitis (Neurodermitis)
  • bessere Verträglichkeit der probiotischen Milchprodukte bei Milchallergie

Es gibt erste Hinweise aus tierexperimentellen und klinischen Untersuchungen für den Erfolg probiotischer Lebensmittel bei entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa. Weitere Studien sind jedoch notwendig.

Senkung der Konzentration gesundheitsschädlicher und krebsfördernder Stoffe im Dickdarm
Tierexperimentelle und In-vitro Untersuchungen geben Hinweise darauf, dass Probiotika die Entstehung und den Verlauf von Krebserkrankungen beeinflussen können. Probiotika können beispielsweise die Aktivität von Enzymen hemmen, die bestimmte Stoffe in krebserregende Substanzen umwandeln, auch ein Einfluss auf das Wachstum von Krebszellen konnte gezeigt werden. Durch den Verzehr probiotischer Lebensmittel kann die Konzentration krebserregender oder erbgutschädigender oder sonst schädigender Substanzen im Dickdarm gesenkt werden.

Bisher fehlt jedoch der wissenschaftliche Nachweis, dass Probiotika Krebserkrankungen vorbeugen. Es gibt lediglich Hinweise auf mögliche Wirkmechanismen von probiotischen Bakterien im Sinne einer Darmkrebsprophylaxe.

Senkung des Cholesterinspiegels und Beeinflussung des Fettstoffwechsels
Es gibt Hinweise auf eine cholesterin- und triglyceridspiegelsenkende Wirkung von Probiotika. Diese Effekte sind für den Menschen bisher nicht schlüssig belegt.

Steigerung der Mineralstoffabsorption und Osteoporoseprävention
Man vermutet, dass mit der Aufnahme von Essigsäure, Milchsäure und anderen kurzkettigen Fettsäuren in die Zellen der Dickdarmwand gleichzeitig auch Kalzium und Magnesium aufgenommen werden - im Austausch gegen Wasserstoffionen.
Einzelne kontrollierte Studien zeigen, dass die Verwertung von Kalzium bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen durch Präbiotika verbessert werden kann, kein Effekt wurde allerdings bei Frauen in den ersten Jahren nach den Wechseljahren festgestellt. Es gibt noch keine Aussagen zu den langfristigen Effekten auf die Knochengesundheit oder Osteoporose.

In der Diskussion ist gleichfalls, dass Probiotika die Aufnahme von Kalzium und Magnesium verbessern können. Der wissenschaftliche Nachweis einer höheren Knochenstabilität und Osteoporoseprävention durch Probiotika steht noch aus.

Ebenfalls werden Wirkmechanismen von Probiotika im Zusammenhang mit der Prophylaxe und Behandlung von
Vaginal- und Harnwegsinfekte
n bei Frauen diskutiert.


Fazit

Milchsäure- und Bifidobakterien gelten allgemein als gesundheitlich unbedenklich. Risiken eine Probiotikaverzehrs wurden bisher nicht beschrieben, auch nicht bei immungeschwächten Menschen oder bei überaktivem Immunsystem.

Lebensmittel mit präbiotischen und probiotischen Eigenschaften haben gesundheitsfördernde Wirkungen. Einzelne sind durch wissenschaftliche Studien für den Menschen nachgewiesen, für viele andere Wirkungen gibt es bislang erst Hinweise und ein sicherer Nachweis steht noch aus.

Unabhängig eines potentiellen Nutzens von Präbiotika und Probiotika, im Vordergrund steht immer die ausgewogene und abwechsungsreiche Ernährung.



Quellenangaben:
Elisabeth Wisker: Präbiotika: Überblick über die Ergebnisse von Studien am Menschen, in: Ernährungs-Umschau 12/2002, S. 468-474
Michael de Vrese: Probiotika: Was ist gesichert? Was ist in der Diskussion?, in: Ernährungsmedizin in der Praxis, Kapitel 2/3.3.7, November 2002
Heinz F. Hammer, B. Aichbichler: Probiotika und Präbiotika: Grundlagen, Einsatz und Wirkungen beim gesunden und kranken Menschen, in: Journal für Ernährugsmedizin, 2/2003 (im Internet unter: www.kup.at, Zugriff 3/2006)
Arbeitsgruppe "Fragen der Ernährung" der Lebensmittelchemischen Gesellschaft (Hrsg.): Stellungnahme Fruktooligosaccharide und Inulin, in: Ernährungs-Umschau 10/2003 (im Internet unter: www.gdch.de, Zugriff 3/2006)
Frank M. Unger, H. Viernstein: Probiotika: Regenerierende, prophylaktische und adjuvant-therapeutische Anwendungen, in: Journal für Ernährugsmedizin, 2/2004 (im Internet unter: www.kup.at, Zugriff 3/2006)
Andrea Klein, Gerhard Jahreis: Probiotika und deren modulierende Wirkungen auf das Immunsystem, in: Ernährungs-Umschau 2/2004
Ottmar Leiß: Diätetische Therapie bei Kohlenhydratmalabsortion und Laktoseintoleranz, in: Aktuelle Ernährungsmedizin, 2/2005





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