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Information, Wirkung, Mangel, Dosierung, Nebenwirkungen
Während die Probiotika schon lange Einzug in das Bewusstsein der Menschen erhalten haben und für viele zu einer gesunden und ausgewogenen Ernährung dazugehören, sind die Präbiotika noch weitestgehend unbekannt. Zu Unrecht, spielen sie doch eine mindestens genauso wichtige Rolle für eine gesunde Darmflora – ein Schlüsselelement für Gesundheit, Vitalität und Wohlbefinden.
Der Dickdarm gehört zu den am dichtesten besiedelten Bereichen des Verdauungsapparats. In einem Gramm Darminhalt befinden sich etwa 1 Billion Bakterien und andere Mikroorganismen. Die Gesamtheit dieser Organismen wird als Darmmikrobiom oder Darmflora bezeichnet. Einige dieser Bakterienstämme sind nicht nur wichtig für eine gute Verdauung, sondern bieten auch viele weitere gesundheitliche Vorteile. [1]
Als Präbiotika werden bestimmte Nährstoffe bezeichnet, die einen positiven Effekt auf das Darmmikrobiom haben. Dabei sollen sie spezifische Bakterienstämme, wie zum Beispiel Bifido- oder Lactobacillus, die als gute Darmbakterien bezeichnet werden, mit Nährstoffen versorgen und diese stärken. Die übermäßige Ausbreitung von schädlichen Bakterienkulturen, die ebenfalls den Darm besiedeln können, kann so verhindert werden.
Der Effekt von Präbiotika war Wissenschaftlern bereits lange bevor sie diese benennen oder definieren konnten bekannt. So sprachen sie in den 1950er Jahren vom 'Bifidus-Faktor', der in der Muttermilch enthalten ist. Sie konnten belegen, dass die Ernährung mit Muttermilch bei Säuglingen zur Anreicherung von Bifidobakterien im Darm führte. [2]
Zwischen den 1980er und Anfang der 1990er Jahren konnten Wissenschaftler verschiedene Oligosaccharide identifizieren, die ebenfalls einen positiven Effekt auf die Darmflora zeigten. Da es zu diesem Zeitpunkt jedoch keine klare Definition gab und der Begriff Präbiotika in weiter Ferne lag, wurden diese Nährstoffe einfach als Wachstumsfaktoren für die Bakterienstämme bezeichnet. [3] [4] [5]
Das präbiotische Konzept wurde erstmals 1995 von den beiden Wissenschaftlern Glenn Gibson und Marcel Roberfroid definiert. Ihre Formulierung wurde durch die Forschungsarbeit der letzten zwei Jahrzehnte ergänzt. Das Grundprinzip ihrer Definition ist jedoch nach wie vor gültig. [1] [6]
Da die Erforschung der Präbiotika noch nicht vollständig abgeschlossen ist, ändert sich auch die Definition im Laufe der Zeit und wird immer wieder ergänzt und angepasst. Roberfroid und Gibson stellten mit ihrem präbiotischen Konzept die erste Definition der Präbiotika vor:
'Ein Präbiotikum ist ein unverdaulicher Nahrungsmittelbestandteil, der den Wirt (den Menschen) und somit seine Gesundheit positiv beeinflusst, indem es das Wachstum oder die Aktivität von einem oder einer bestimmten Gruppe von Bakterien im Darm anregt.' [1]
Diese Definition wurde später um einen entscheidenden Zusatz ergänzt. Präbiotika sind nur für den Wirt unverdaulich, die Bakterien des Darms sind teilweise in der Lage diese zu verwerten. Sie dienen ihnen als Nahrung und fördern damit Wachstum und Aktivität dieser Bakterienstämme. [6]
Die meisten heute bekannten Präbiotika sind kurzkettige Kohlenhydrate. Aktuelle Forschungsergebnisse legen jedoch nahe, dass auch andere Nährstoffe, wie zum Beispiel Riboflavin, einen präbiotischen Effekt haben könnten. [7]
Es gibt gelegentlich auch Missverständnisse bei den Begriffen Präbiotika und bifidogener Faktor. Der bifidogene Faktor begünstigt Bifidobakterien, die zu den guten Darmbakterien zählen und ist damit präbiotisch. Es gibt aber auch viele andere gute Darmbakterien, wie die Milchsäurebakterien, diese werden nicht zwingend von bifidogenen Faktoren beeinflusst. Ein Präbiotikum ist also mehr als der bifidogene Faktor.
Ein Präbiotikum muss folgende Kriterien erfüllen, um der oben genannten Definition zu entsprechen:
Die Begriffe Präbiotika und Probiotika klingen nicht nur sehr ähnlich, sondern sind in ihrer Funktion auch eng miteinander verbunden. Dennoch gibt es selbst in Fachkreisen Missverständnisse und Fehlinterpretationen der beiden Begriffe. Eine Studie aus dem Jahr 2014 hat 256 Fachpersonen aus dem Gesundheitswesen einen Fragebogen zu Prä- und Probiotika vorgelegt. [8]
Es zeigte sich, dass 88 % der Befragten mit Probiotika und ihren gesundheitsfördernden Effekten vertraut waren. Doch nur 22 % waren mit Präbiotika und ihrer Funktion vertraut. Im Alltag zeigt sich ebenfalls, dass die Probiotika allgemein besser angenommen und bekannt sind. Ein Faktor hierfür könnte sein, dass es eine deutlich längere und intensivere Forschung zu Probiotika gab.
Der Begriff Probiotika wurde aus der griechischen Sprache abgeleitet. Ursprünglich wurde der Begriff als Gegensatz zu Antibiotika genutzt. Erstmals angewendet wurde die Bezeichnung 1965, seine heutige Bedeutung erlangte es jedoch erst 1974. [9]
Probiotika sind lebende, nicht-pathogene Mikroorganismen, wie zum Beispiel Bakterien und Hefen, die für den Wirt und sein Verdauungssystem förderlich sind. Die Präbiotika hingegen sind Nährstoffe, die von den Probiotika verwertet werden können.
Der menschliche Darm ist besiedelt von zahlreichen Mikroorganismen, von denen noch nicht alle identifiziert und zugeordnet wurden. Probiotika können aus einem bestimmten Bakterienstamm oder auch einer Mischkultur bestehen. Maßgeblich ist, dass sie den Dickdarm lebend erreichen und für den Menschen und sein Verdauungssystem förderlich sind.[9]
Lebensmittel oder Nahrungsergänzungsmittel, die sowohl Pro- als auch Präbiotika enthalten, werden als Synbiotika, gelegentlich auch Symbiotika, bezeichnet. Forscher haben sich mit dem Nutzen von solchen Kombinationsprodukten beschäftigt. Die Anwendung dieser Synbiotika kann einen gesundheitsförderlichen Effekt haben.[9] [10]
Synbiotika sorgen dafür, dass gute Bakterienstämme den Darm besiedeln und stärken diese gleichzeitig, indem sie die nötigen Nährstoffe der Präbiotika mitliefern. Die Forscher sind überzeugt, dass Synbiotika in einigen Fällen vorteilhafter sein können. Bei Personen, deren Darmflora durch Erkrankung oder die Einnahme von starken Antibiotika in Ungleichgewicht geraten ist, kann die Einnahme eines Synbiotikums sinnvoll sein.[10]
Postbiotika oder auch Paraprobiotika sind relativ neue Begriffe. Werden Präbiotika von den Probiotika verwertet, entstehen dabei Postbiotika. Obwohl sie im Grunde ein Abfallprodukt des Stoffwechsels von probiotischen Organismen sind, glauben einige Forscher, dass sie einen positiven Effekt auf den menschlichen Körper haben können.[11]
Postbiotika können zum Beispiel Enzyme, Peptide, Zellwandkomponenten oder andere Stoffe sein. Die Wissenschaftler glauben, dass sie unter anderem einen entzündungshemmenden, immunmodulatorischen, blutdrucksenkenden, hypocholesterinämischen und antioxidativen Effekt haben könnten. Da das Forschungsfeld jedoch sehr neu ist, sind die genauen Wirkmechanismen noch nicht genau geklärt.
In der frühen Forschung gab es zwei anerkannte Gruppen von Präbiotika, die alle Kriterien der Definition erfüllten:[1]
Heute weiß man, dass auch andere Ballaststoffe, wie zum Beispiel die resistente Stärke oder andere pflanzliche Polysaccharide sowie Lactulose, einen präbiotischen Effekt haben können.[12]
Fructo-Oligosaccharide bestehen aus kurzkettiger D-Fruktose. Da sie für den menschlichen Körper unverdaulich sind, werden sie auch bevorzugt als kalorienarmes Süßungsmittel eingesetzt.
Je nach Kettenlänge und dem Grad der Polymerisation (DP) unterscheidet man zwischen Oligofructose (im Schnitt 4,8 DP) und Inulin (bis zu 60 DP). Inulin wurde erstmals 1879 entdeckt, zu diesem Zeitpunkt war seine präbiotische Wirkung jedoch noch nicht bekannt.[1] [13]
Studien haben gezeigt, dass Oligofructose und Inulin besonders die Zahl der Bifidobakterien im Dickdarm signifikant erhöhten. Die Gesamtmasse der Bakterien im Stuhl wurde jedoch nicht verändert. Das spricht dafür, dass die FOS nicht nur präbiotisch und im Besonderen einen bifidogenen Effekt erfüllen.[14]
Als Galacto-Oligosaccharide (GOS) wird eine Gruppe von für den Menschen unverdaulichen Kohlenhydraten bezeichnet. Weitere Synonyme sind trans-Oligosaccharid oder trans-galacto-Oligosaccharide. Ein diesem Oligosaccharid ähnlicher Zucker findet sich natürlicherweise auch in der Muttermilch. Forscher glauben, dass dieses Präbiotikum Säuglinge vor der Ansiedlung von pathogenen Keimen im Darm schützt.[15]
GOS können von Bifidobakterien und bis zu einem gewissen Grad auch von Lactobacillus-Stämmen fermentiert werden. Sie werden häufig als Zusatz in Säuglings-Nahrung eingesetzt.[16]
Präbiotika sind für den Menschen unverdauliche Kohlenhydrate und daher sogenannte Ballaststoffe. Für die Darmflora hingegen handelt es sich um wichtige Nährstoffe, die durch Fermentation abgebaut werden können. Dabei entstehen kurzkettige Fettsäuren, wie Acetat, Propionat, Butyrat, auch bekannt als Buttersäure und andere Stoffwechselprodukte, sowie verschiedene Gase.[17]
Diese kurzkettigen Fettsäuren sorgen dafür, dass der pH-Wert im Darmlumen sinkt. Das wiederum führt zu einer unvorteilhaften Umgebung für die unerwünschten und pathogenen Keime, die sich andernfalls dort vermehrt ansiedeln würden. Weiterhin versorgen sie das Darmepithel mit Energie und regenerieren die Darmschleimhaut.
Die Präbiotika unterstützen nicht nur eine ausgeglichene und gesunde Darmflora. Sie fördern außerdem die Beweglichkeit des Darms. Butyrate, Acetate und andere Stoffwechselprodukte haben außerdem viele positive Effekte auf den Körper.
Der exakte Bedarf an Präbiotika ist nicht definiert. Denn das Darmmikrobiom ist in seiner Zusammensetzung bei jedem Menschen anders. Dafür gibt es verschiedene Gründe, wie zum Beispiel Gene, aber auch die Lebensweise, Ernährung und Umwelt können eine Rolle spielen. Die Europäische Food Safety Authority (EFSA) empfiehlt generell eine tägliche Aufnahme von 25 g Ballaststoffen pro Tag, unabhängig vom Geschlecht.[18]
Für einen nachweislichen bifidogenen Effekt empfehlen Forscher, mindestens 4 g Fructo-Oligosaccharide aufzunehmen. Eine andere in vivo Studie an gesunden Probanden hat die Auswirkung von verschiedenen Dosierungen FOS untersucht.[19] [20]
40 Probanden zwischen 18 und 47 Jahren nahmen an der Studie teil. Sie wurden in 5 Gruppen unterteilt und erhielten zwischen 0 g und 20 g FOS pro Tag. Hinsichtlich der Verträglichkeit und dem Anstieg der Bifidobakterien im Stuhl, erzielte die Gruppe mit der Dosierung von 10 g pro Tag das beste Ergebnis.[20]
Wie sich die Aufnahme und Verträglichkeit von Präbiotika im Laufe der Zeit verändert hat, zeigen archäologische Fundstücke. Forscher fanden trockene Höhlenablagerungen, Skelette und fossile menschliche Exkremente in der nördlichen Chihuahua-Wüste in Mexiko. Sie untersuchten diese auf ihren Inulin-ähnlichen Fructan-Gehalt. [21]
Die gefunden Fossilien reichen bis zu 10.000 Jahre zurück und legen nahe, dass die durchschnittlich konsumierte Menge an Inulin-ähnlichen Fructanen bei Erwachsenen bei etwa 135 g pro Tag lag. Die Forscher gehen davon aus, dass aufgrund von Trockenheit eine funktionierende Landwirtschaft in der damaligen Zeit nicht möglich war. Daher wurde die Ernährung neben der Jagd auch mit vielen Wildpflanzen - im Besonderen durch Sukkulenten und Wurzelgemüse wie Agave, Kaktusfeige, Zwiebeln und Maniok - gewährleistet.
Für den Menschen unverdauliche Kohlenhydrate sind für das Wachstum von Darmbakterien wichtig. Dabei sind Präbiotika wie Inulin und andere Oligosaccharide besonders vorteilhaft, weil sie die guten Darmbakterien begünstigen. Werden die guten Bakterien nicht ausreichend versorgt, können sich pathogene Bakterien im Darm ausbreiten und das Gleichgewicht der Darmflora stören.
Zwar sind diese Kohlenhydrate die bevorzugte Energiequelle für Darmbakterien, einige Bakterienstämme wie Streptokokken, Clostridien und Bacillus können auch Proteine verwerten. Die Abbauprodukte dieses Stoffwechsels sind aber nicht so gesundheitsförderlich wie die kurzkettigen Fettsäuren, die bei der Fermentation von Präbiotika entstehen, sondern können teilweise toxisch für den Menschen sein.[17]
Die Folgen von Präbiotika-Mangel können einen weitreichenden Effekt auf die Gesundheit des Menschen haben:
Die meisten Präbiotika gehören zu den Ballaststoffen und sind in natürlicher Form besonders in pflanzlichen Lebensmitteln mit einem hohen Fasergehalt enthalten. Dazu gehören Obst, Gemüse, aber auch Hülsenfrüchte und Getreide. Muttermilch enthält ebenfalls präbiotische Inhaltsstoffe, wie zum Beispiel die Lactulose. Neben diesen natürlichen Quellen gibt es heute auch diverse industriell hergestellte und verarbeitete Lebensmittel, die präbiotische Zusätze enthalten.
Präbiotika gehören zwar zu den Ballaststoffen, doch nicht alle Ballaststoffe haben einen präbiotischen Effekt. Besonders hoch ist der Präbiotika Gehalt bei den folgenden Lebensmitteln:[20]
Bananen: Das beliebte Obst ist für seinen hohen Gehalt an Vitaminen und Mineralstoffen bekannt und ist zudem ballaststoffreich. Dennoch ist der Gehalt an Inulin und Oligofructosen mit 0,5 g pro 100 g sehr gering. Grüne Bananen enthalten jedoch resistente Stärke, der ebenfalls eine präbiotische Wirkung zugesprochen wird.
In einer Studie aßen Probanden Mehl, das aus gefriergetrockneten grünen Bananen gewonnen wurde. Von den insgesamt aufgenommen a-Glukanen erreichten 83,7 % den letzten Abschnitt des Dünndarms und wurden im Dickdarm schließlich fast vollständig fermentiert.[24]
Gerste: Gerste ist ein beliebtes Getreide und wird zur Herstellung von Bier genutzt. Der präbiotisch wirksame Faktor sind die Beta-Glucane, die besonders das Wachstum von Milchsäurebakterien begünstigen. Im Trockengewicht enthält Gerste etwa 3 - 8 g Beta-Glucan.[25]
Der Inulin- und Oligofructose-Gehalt hingegen ist vergleichsweise niedrig und liegt bei etwa 0,8 g im rohen und 0,2 g im gekochten Zustand pro 100 g Gerste. [21]
Ebenso wie Probiotika gehören die Präbiotika zu den besonders häufig genutzten Lebensmittelzusätzen. Während die Deklaration von Probiotika weit verbreitet ist, ist die Angabe von Präbiotika als Lebensmittelzusatz jedoch seltener. Meist werden sie nur allgemein als Ballaststoff mitgezählt.
Die Aufnahme von Präbiotika als Lebensmittelzusatz kann jedoch sinnvoll sein. Denn ihr Gehalt in natürlichen Lebensmitteln ist vergleichsweise niedrig, sodass viele Menschen die empfohlenen Mengen pro Tag nicht immer erreichen können. Eine ergänzende Zufuhr kann für die Gesundheit dementsprechend förderlich sein.
Als Lebensmittelzusätze werden Präbiotika industriell produziert. Dabei ist das Verfahren abhängig von der Art des Präbiotikums. So wird Inulin beispielsweise häufig aus Topinambur und Zichorienwurzel gewonnen, da diese einen vergleichsweise hohen Inulin-Gehalt besitzen.[27]
Galacto-Oligosaccharide (GOS) hingegen, werden durch enzymatische Hydrolyse aus Milchzucker gewonnen. Dazu werden Enzyme wie Gylcosidasen genutzt, die aus unterschiedlichen Bakterienstämmen gewonnen werden.[28]
Forscher sind sich einig, dass die Zusammensetzung der Darmflora von vielen Faktoren abhängig ist. Entscheidend sind dabei vor allem die Ernährung sowie Umwelteinflüsse. Denn diese können beeinflusst werden und zu Gesundheit oder zu Krankheit beitragen.[29] [30]
Eine Studie aus dem Jahr 2010 hat Stuhlproben von Kindern aus einem ländlichen Gebiet in Afrika und aus Europa miteinander verglichen, um Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Darmflora zu gewinnen. Die Ernährungsweise der afrikanischen Kinder war im Vergleich zur europäischen Gruppe ballaststoffreich.[30]
Es zeigte sich, dass es nicht nur signifikante Unterschiede im Mengenverhältnis einzelner Bakterienstämme gab. Bei den afrikanischen Kindern fanden sich auch Spezies, die den europäischen Kindern gänzlich zu fehlen schienen. Diese Bakterienart besitzt besondere Gene, die es ermöglichen, Zellulose, die eigentlich für den Menschen nicht verwertbar ist, abzubauen.
Die Darmflora der afrikanischen Kinder konnte damit Ballaststoffe besser verwerten und erzielte außerdem eine höhere Konzentration an kurzkettigen Fettsäuren. Die Forscher vermuten, dass diese Effekte auf die Ernährung zurückzuführen sind, die vor allem durch den hohen Ballaststoff- und Polysaccharid-Gehalt geprägt ist.
Einige Lebensmittel können mehr als nur sättigen und Energie oder Nährstoffe liefern. Bestimmte Lebensmittel, wie auch die Präbiotika, fördern die Gesundheit und können das Risiko für bestimmte Erkrankungen verringern. Solche Lebensmittel werden als funktionelle Lebensmittel bezeichnet.[31]
Der Darm ist ein komplexes Ökosystem, bestehend aus den unterschiedlichsten Bakterien und Mikroorganismen. Forscher schätzen, dass etwa 50 verschiedene Gattungen und 500 Bakterienspezies im menschlichen Darm leben. Die meisten davon wirken sich positiv auf die Gesundheit aus und tragen zu den natürlichen Prozessen des Körpers bei.[32]
Gerät die Darmflora in ein Ungleichgewicht, dann spricht man von Dysbiose. Die Gründe können dabei vielfältig sein:
Einige Auswirkungen von Dysbiose, wie Magenverstimmung oder Durchfall sind vorübergehend und mild. In vielen Fällen kann der Körper das Ungleichgewicht mit einer Ernährungsumstellung und einer gesunden Lebensweise korrigieren. Werden die ersten Symptome ignoriert, können die Folgen jedoch auch schwerwiegender werden.
Blähungen werden allgemein einer falschen Ernährungsweise oder ganz bestimmten Lebensmitteln zugeschrieben. Dabei sind Blähungen zunächst etwas Normales, wenn auch sozial verpönt. Wenn Nahrung den Verdauungstrakt passiert, dann wird diese vom Körper und den Bakterien verwertet.
Bei diesen Prozessen entstehen als Abbau- oder Nebenprodukte Gase. Blähungen können aber auch durch verschluckte Luft entstehen. Die meisten dieser Gase, wie zum Beispiel Wasserstoff, Sauerstoff oder Kohlendioxid, sind jedoch geruchlos kaum spürbar, wenn sie in geringen Mengen vorhanden sind.
Die meisten Gase im Körper werden von Bakterien während der Fermentation von Nährstoffen produziert, die durch Blähungen aus dem Körper abgeführt werden. Dabei wird der unangenehme Geruch durch Schwefelgase ausgelöst. Schwefel ist in vielen Lebensmitteln, Medikamenten und sogar im Trinkwasser enthalten.
Nur bestimmte Bakterienstämme im Darmmikrobiom sind jedoch in der Lage, die schwefelhaltigen Nährstoffe zu verarbeiten und freizusetzen. Diese Bakterien können in einer sauren Umgebung nicht wachsen. Die guten Bakterien im Darm können daher durch die Verwertung von Präbiotika kurzkettige Fettsäuren bilden, die zur Ansäuerung des Dickdarms beitragen und die Ausbildung von Schwefelgasen verringern.
Ein Großteil der Verdauung spielt sich im Darm ab. Laut aktuellem Stand der Wissenschaft beeinflusst das Darmmikrobiom die Verdauung auf verschiedenen Ebenen. Je nachdem wie Vielfältig die Zusammensetzung ist und welche Bakterienstämme dabei vorherrschen, ändert sich die Transitzeit im Colon sowie die Stuhlkonsistenz.[33]
Eine weitere Studie aus dem Jahr 2018 hat untersucht, wie eine chronisch funktionelle Verstopfung mit Hilfe von Probiotika, Präbiotika und Synbiotika behandelt werden kann. Die ersten Ergebnisse legen nahe, dass die Verbesserung der Darmflora und die Anreicherung förderlicher Bakterienstämme die Symptome lindern können. Da diese Behandlungsmethode, im Gegensatz zu traditionellen Behandlungen, keine möglichen Komplikationen birgt, empfehlen die Forscher, die klinische Forschung und Anwendung weiter fortzusetzen.[34]
Zu den häufigsten und am weitesten verbreiteten chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) zählen Morbus Crohn und Colitis ulcerosa. Morbus Crohn ist eine chronische, wiederkehrende entzündliche Erkrankung des Darmtraktes.
Forscher gehen davon aus, dass ein Grund für CED eine übermäßig starke Reaktion des Immunsystems auf harmlose, nicht-pathogene Bakterien im Darm ist. Sowohl klinische als auch experimentelle Studien konnten zeigen, dass hierbei das Gleichgewicht zwischen gesundheitsfördernden und schädigenden Bakterien im Darm verändert ist.[35] [36]
Auf dieser Grundlage vermuten die Wissenschaftler, dass eine Anpassung der Darmflora mithilfe von probiotischen und präbiotischen Präparaten eine mögliche Behandlungsmethode für CED sein kann. Zum aktuellen Zeitpunkt sind diese Hypothesen jedoch nicht vollständig belegt, da es nur wenige und kleine klinische und experimentelle Studien zu diesem Thema gibt. Die Forschung muss hier in Zukunft noch weitere Belege liefern.
Darmkrebs gehört zu den häufigsten Tumorerkrankungen. Verschiedene Studien der vergangenen Jahre lassen vermuten, dass die Einnahme von Präbiotika, Probiotika oder auch Kombinationsprodukten eine antikarzinogene Wirkung haben könnten. Forscher vermuten, dass dieser Effekt auf die Aktivität von gesunden Darmbakterien zurückzuführen ist.[37] [38]
Es wird vermutet, dass die Kommunikation zwischen dem körpereigenen Immunsystem und dem Darmmikrobiom auf diese Weise unterstützt wird. Dies verringert das Risiko von Entzündungsherden im Darm, die im Zusammenhang mit der Ausbildung von Polypen und daraus resultierenden Darmkarzinomen stehen.
Die Redensarten 'etwas aus dem Bauch heraus entscheiden' oder 'ein schlechtes Bauchgefühl haben' sind weit verbreitet. In den vergangenen Jahren konnten Wissenschaftler den Wahrheitsgehalt dieser Redewendungen in Teilen belegen. So sie die Existenz einer Darm-Hirn-Achse aufzeigen.[39] [40]
Diese Darm-Hirn-Achse erlaubt eine Kommunikation zwischen dem enteralen Nervensystem (ENS) und dem zentralen Nervensystem in beide Richtungen. Neuere Studien haben dabei gezeigt, dass nicht nur ZNS und ENS miteinander kommunizieren können, sondern auch die Bakterien im Darm Einfluss auf das Gehirn nehmen und Informationen weiterleiten können.[40]
Die meist zwar aus Tierversuchsmodellen gewonnen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Besiedelung des Darms Einfluss auf die Entwicklung des Gehirns im Kindesalter und Verhaltensmustern bei Erwachsenen hat. Forscher haben außerdem festgestellt, dass das Darmmikrobiom bei autistischen Kindern anders ausgeprägt ist. Dies sehen die Wissenschaftler als weiteren Hinweis für ihre Vermutung.[41]
Viele kennen das vielleicht, wenn der Stress umgangssprachlich auf den Magen schlägt. Das kann sich durch Verdauungsstörungen oder auch Bauchschmerzen zeigen. Tatsächlich ist bereits bekannt, dass akuter Stress die Darmflora beeinflussen kann.
Forscher haben sich mit der Frage beschäftigt, ob eine Modulierung der Darmflora durch Präbiotika dabei helfen kann, besser mit Stress umzugehen und sich von der Situation besser zu erholen.[42]
Die 2017 veröffentlichte Studie wurde an Ratten durchgeführt. Für die Studie erhielten dies Versuchstiere mehrere Wochen lang Präbiotika und wurden dann einer stressigen Situation ausgesetzt. Die Ergebnisse wurden dann mit einer Gruppe von Kontrolltieren verglichen, die keine präbiotische Ernährung erhielten.
Die Forscher fanden heraus, dass die Ratten, die mit präbiotischer Nahrung gefüttert wurden, keine stressinduzierten Störungen im Darmmikrobiom zeigten. Sie konnten außerdem ein gesundes Schlafmuster beibehalten, das für den Stressabbau so wichtig ist.
Die Studie ist jedoch noch relativ neu und wurde bisher nur an Ratten durchgeführt. Die Forscher sind jedoch zuversichtlich, dass die Ergebnisse auch auf den Menschen übertragbar sind. Wie stark eine präbiotische Ernährung den Umgang mit Stress und dem Abbau von Schlafstörungen beim Menschen tatsächlich beeinflussen kann, müssen weitere Studien zeigen.
Täglich passieren die unterschiedlichsten körperfremden Stoffe den Körper über den Darm. Das Immunsystem soll den Körper vor den schädlichen Eindringlingen schützen und ihre Ausbreitung verhindern. Es ist wissenschaftlich belegt, dass 70 bis 80 % des Immunsystems im Magen-Darm-Trakt liegen.[43]
Forscher glauben, dass das Darmmikrobiom eine entscheidende Rolle im Immunsystem spielt und dabei hilft, dieses zu modulieren. Durch die Einnahme von Präbiotika kann die gesunde Darmflora begünstigt und das Risiko von Erkrankungen und entzündlichen Prozessen verringert werden.[44] [45]
Was verursacht Allergien? Im Wesentlichen ist eine Allergie das Ergebnis der Überreaktion des Immunsystems. Das Immunsystem ist so aufgebaut, dass es vor Viren und Bakterien schützt, die krank machen können. Manchmal wird es jedoch dazu verleitet, ohne Grund in die Offensive zu gehen.
Saisonale Allergien werden dadurch verursacht, dass das Immunsystem des Körpers eine zu aggressive Reaktion auf Pollen, Ambrosia, Gras und andere harmlose Substanzen in der Umwelt hat. Wenn das Immunsystem diese Substanzen als Bedrohung sieht, setzt es Chemikalien frei. Diese verursachen die Entzündungen, die mit den lästigen Allergiesymptomen verbunden sind.
Die meisten Menschen glauben, dass Allergien lebenslang vorhanden sind. Dies jedoch stimmt nicht unbedingt. Es ist durchaus möglich, plötzlich mit Allergien als Erwachsener zu kämpfen, auch wenn man in den letzten Jahrzehnten von Allergien verschont war. Darüber hinaus werden viele Kinder, die an saisonalen Allergien leiden, irgendwann aus ihrem Zustand herauswachsen. Forscher haben in verschiedenen Studien festgestellt, dass eine Verbindung zwischen der Zusammensetzung des Darmmikrobioms und Allergien besteht.[46]
Eine geringe Mikrobiota-Diversität kann laut einer Studie an 1.879 Erwachsenen, die von den National Institutes of Health veröffentlicht wurde, zu einer erhöhten Allergieanfälligkeit führen. Diese Studie fand heraus, dass ein Mangel an Diversität in der Darm-Mikrobiota mit allen Arten von Allergien verbunden war. Dabei wurde die stärkste Beziehung bei Menschen beobachtet, die an saisonalen und / oder Nuss-Allergien litten. Bei ihnen waren in der Darmmikrobiota das Bakterium Clostridiales reduziert sowie Bacteroidales-Bakterienkolonien vermehrt vorhanden.[47]
Eine Studie der University of Michigan an Labormäusen scheint diese Beobachtung zu stützen. Nachdem die Mäuse einige Tage lang Wasser mit Antibiotika getrunken hatten, zeigten sie erhöhte Mengen der Hefe Candida. Dies ist das gleiche Ergebnis, das bei Menschen nach der Einnahme von Antibiotika beobachtet wurde.[48]
Nachdem die Mäuse, denen die Antibiotika verabreicht worden waren, Allergenen wie Pollen, Hautschuppen, Hausstaubmilben und Schabenkot ausgesetzt wurden, zeigten sie allergieähnliche Symptome. Diese Symptome zeigten sie zuvor jedoch noch nicht auf. Die Gene der Mäuse, die in der Studie verwendet wurden, machten keinen Unterschied, was den Verdacht der Forscher weiter verstärkt, dass Allergien durch eine Verteilung in der Darm-Mikrobiota ausgelöst werden können.
Dass Darmbakterien eine wichtige Aufgabe im Stoffwechsel erfüllen, darüber sind sich Forscher bisher einig. Erste Forschungen an Nagetieren zeigten, dass die mikrobielle Zusammensetzung des Darms bei schlanken und fettleibigen Tieren sehr unterschiedlich war. Bei stark übergewichtigen Tieren dominierten besonders Bakterienstämme der Firmicutes, bei den schlanken die Bakteroides.[49] [50]
Da die Bakterienstämme im Darmtrakt von Mäusen und Menschen sehr ähnlich sind, vermuten die Forscher, dass die Ergebnisse auch auf das menschliche Darmmikrobiom übertragbar sind. So wurde 2017 eine Studie mit Menschen durchgeführt, um diese Vermutung zu überprüfen.[51]
Kanadische Forscher der Universität von Calgary führten dazu eine placebokontrollierte Doppelblindstudie mit 42 Teilnehmern durch. Die Teilnehmer waren Kinder im Alter von 7 bis 12 Jahren, die nach BMI entweder als übergewichtig oder fettleibig eingestuft wurden, ansonsten aber gesund waren. Sie wurden in zwei zufällige Gruppen aufgeteilt.
Eine Gruppe erhielt präbiotische Ballaststoffe in Form von mit Oligofructose angereichertem Inulin, die andere ein Placebo aus Maltodextrin. Beides wurde als Pulver in Wasser gemischt und einmal täglich über 16 Wochen eingenommen. Größe, Gewicht, Hüftumfang sowie Kot- und Blutproben der Probanden wurden zur Auswertung hinzugezogen.
Die Forscher konnten feststellen, dass Gewicht, Körper- und Hüftfettanteil der Gruppe, die das Präbiotikum einnahm, im Vergleich zu den Anfangswerten um 2,4 bis 3,8 % verringert werden konnten. Die Interleukin-6-Werte, die ein Hinweis auf Entzündungsprozesse im Körper sein können, sowie die Triglycerid-Spiegel im Serum wurden ebenfalls verringert. Nach den 16 Wochen hatte sich auch die Zusammensetzung der Bakterienkulturen im Kot verändert.
Die Studie der kanadischen Forscher war die erste randomisierte kontrollierte Studie dieser Art. Um diese ersten Ergebnisse zu bestätigen, müssten weitere Studien mit einer größeren sozioökonomischen Bandbreite durchgeführt werden. Das Thema ist besonders wichtig, da Übergewicht in der Kindheit oft bis ins Erwachsenenalter bestehen kann und mit vielen Folgeerkrankungen und Begleitbeschwerden einhergeht.
Verschiedene Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass ein Zusammenhang zwischen dem Darmmikrobiom und Stoffwechselstörungen oder Erkrankungen wie Fettleibigkeit und Diabetes besteht. Diese Erkrankungen wiederum können das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen. In einem Artikel aus dem Jahr 2014 verfassten Wissenschaftler aktuelle Forschungsergebnisse zur Fragestellung, ob ein Zusammenhang zwischen der Aktivität von Darmbakterien und dem Risiko einer kardiovaskulären Erkrankung besteht und wie eine Ernährungsumstellung diese beeinflussen könnte.[52]
Sie kamen zu dem Schluss, dass eine Veränderung der Ernährung, wie zum Beispiel die Einnahme von Präbiotika, das Risiko verringern können. Es scheint also eine Verbindung zwischen der Aktivität des Darm-Mikrobioms und der Herzgesundheit zu bestehen.
In einem Artikel aus dem Jahr 2016 über den Einfluss von Präbiotika und Probiotika auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen und damit verbundene Stoffwechselstörungen schreiben die Autoren: 'Probiotika und Präbiotika können T2DM [Typ 2 Diabetes] und CVD durch Verbesserung der Darmmikrobiota verbessern, da dies zu Insulin-Signal-Stimulation und cholesterinsenkenden Effekten führt.'[53]
In einer Studie aus dem Jahr 2018 stellen die Autoren fest, dass die gezielte Behandlung der Darm-Mikrobiota mit Frutinanen vom Inulin-Typ die Funktion des Endothels in Blutgefäßen verbessern und das Risiko von durch Stoffwechselstörungen bedingten kardiovaskulären Erkrankungen verringern kann.[54]
Die Knochen sind das Gerüst des menschlichen Körpers. Sie sorgen für Stabilität und Beweglichkeit. Im Laufe des Lebens sind die Knochen großen Belastungen ausgesetzt. Sie dienen dem Körper außerdem als Mineralienspeicher.
Das menschliche Skelett ist ein lebendes Organ, das sich in einem stetigen Auf-, Ab- und Umbauprozess befindet. In jungen Jahren überwiegt die Aufbauphase stark. Nach dem 34. Lebensjahr verlangsamt sich der Knochenaufbau und kann mit den natürlichen Abbauprozessen nicht mehr mithalten. Die Knochenmasse verringert sich stetig und kann zu Erkrankungen wie Osteoporose führen.
Bereits seit einigen Jahren ist bekannt, dass die vermehrte Zufuhr von bestimmten Vitaminen und Mineralstoffen dabei helfen können das Risiko von Knochenschwund und Osteoporose zu verringern. Insbesondere die Vitamine D und K, sowie Kalzium und Magnesium, die für die Aufbauprozesse von Knochenmaterial im Körper nötig sind, haben sich hier hervorgetan.[55]
Bei der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln ist es jedoch besonders wichtig, dass die Vitamine und Nährstoffe vom Körper richtig aufgenommen werden können. Studien haben gezeigt, dass Präbiotika dabei helfen können die Aufnahme bestimmter Mineralien zu erhöhen.[56]
Unter den verschiedenen Mineralien, die die Knochendichte und Gesundheit beeinflussen, erhält Kalzium die meiste Aufmerksamkeit. Da Kalzium ein integraler Bestandteil von Knochen ist und der Körper es nicht herstellen kann, ist eine ausreichende Aufnahme über die Nahrung für den Aufbau starker Knochen und Zähne unerlässlich. Ohne eine ausreichende Kalziumzufuhr fehlen dem Körper die Bausteine, um Knochen zu schaffen und zu erhalten.
Forscher der Purdue University rekrutierten 31 gesunde Mädchen im Alter zwischen 10 und 13 Jahren und teilten diese in Gruppen ein. Die Placebo-Gruppe trank zweimal täglich einen Smoothie ohne GOS, die beiden anderen Gruppen erhielten Smoothies mit 2,5 g oder 5 g. Die Studie wurde über einen Zeitraum von 3 Wochen abgehalten.[56]
Die Ergebnisse zeigten, dass die präbiotischen Smoothies die Kalziumabsorption erhöhten. Es zeigte sich aber auch, dass der Anstieg nicht mit dem Niveau der GOS-Dosis verbunden war, da signifikante Verbesserungen sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Dosisgruppen beobachtet wurden. Veränderungen in der Darmflora wurden ebenfalls beobachtet, wobei die Population der Bifidobakterien in der 5-Gramm-Gruppe im Vergleich zu den Kontroll- oder 10-Gramm-Gruppen signifikant anstiegen.
Neben Kalzium ist auch Magnesium für gesunde Knochen essentiell. Doch Magnesium erfüllt noch diverse andere wichtige Funktionen im Körper. Es gilt als das vierthäufigste Mineral im Körper und ist als Cofaktor an über 300 verschiedenen enzymatischen Prozessen beteiligt.[57]
Obwohl dieses Mineral so wichtig für diverse Körperfunktionen ist, nehmen Europäer und Amerikaner im Schnitt 30 bis 50 % weniger Magnesium zu sich als empfohlen wird. Verschiedene Studien haben bewiesen, dass Präbiotika die Aufnahme von Magnesium verbessern können.[58] [59]
Viele dieser Studien wurden mit Nagetieren durchgeführt. Doch eine Arbeit aus dem Jahre 2009 lässt vermuten, dass die Einnahme von Präbiotika über einen längeren Zeitraum auch beim Menschen die Magnesiumabsorption steigern könnte.[60]
Laut WHO ist Eisenmangel nach wie vor die häufigste und weitverbreitetste Ernährungsstörung der Welt. Gegenwärtige Eisenergänzungsmittel weisen Beschränkungen in Bezug auf Bioverfügbarkeit und Verträglichkeit auf. Präbiotische Fasern, wie Galacto-Oligosaccharide (GOS), erhöhen selektiv das Wachstum von nützlichen Dickdarmbakterien.
Präbiotika verbessern im Allgemeinen die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) und verringern dadurch den luminalen pH-Wert. Durch die Verringerung des Kolon-pH-Wertes können Präbiotika die Aufnahme von Mineralien wie Kalzium und Magnesium verbessern und es wurde vorgeschlagen, dass sie möglicherweise auch die Eisenabsorption verbessern.[61]
Eine weitere Studie aus dem Jahr 2017 hat sich mit der Frage befasst, ob die Eisenresorption durch Präbiotika auch bei Säuglingen erhöht werden kann. Dazu erhielten die Kinder im Alter von 6 bis 14 Monaten einmal täglich einen speziellen Maisbrei über einen Zeitraum von 28 Tagen.
Bei einer Gruppe enthielt der Maisbrei nur Eisenfumerat und Natriumeisen. Der Brei der anderen Gruppe enthielt zusätzlich 7,5 g Galacto-Oligosaccharide (GOS). Die Forscher konnten zeigen, dass die Eisenaufnahme durch GOS um 62 % erhöht werden konnte. [62]
Präbiotika in Pulverform sind geschmacksneutral und vielseitig einsetzbar. Durch die Darreichungsform kann auf Zusatzstoffe und Hüllmaterial, wie es bei Tabletten nötig wäre, verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass es direkt mit dem Essen aufgenommen werden kann. So kann es beispielsweise in Getränke eingerührt oder auch direkt über das Essen gestreut werden.
Präbiotika-Pulver wird häufig aus der Zichorienwurzel, auch bekannt unter dem Namen Gemeine Wegwarte oder Cichorium intybus, gewonnen. Sie gilt als die Urform vieler bekannter Salatpflanzen wie Chicorée oder Radicchio.
Präbiotika können allein oder als Synbiotikum gemeinsam mit Probiotika eingenommen werden. Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten Präbiotika-Pulver in den Alltag zu integrieren:
Derzeit gibt es noch keine genauen Dosierungsempfehlungen für Präbiotika. Da jeder Mensch anders reagiert, sollten Nutzer sich langsam an die für sie optimale Dosis herantasten. Die vom Hersteller empfohlene Dosierung stellt dabei einen guten Richtwert dar.
In der Regel sind Präbiotika gut verträglich. Besondere Vorsicht ist jedoch bei Personen geboten, die unter Fruktoseintoleranz, Fruktosemalabsorption oder Laktoseintoleranz leiden. Sie sollten je nach Ausprägung der Intoleranz den Konsum beschränken oder auf eine entsprechende Alternative zugreifen.
Personen die an einer heriditären Fructoseintoleranz, also einer erblich bedingten Störung des Fructose-Stoffwechsels, leiden, sollten auf Präbiotika, die Inulin oder andere Fructo-Oligosaccharide enthalten, verzichten.
Bei zu hoher Dosierung können Präbiotika Durchfall und Bauchschmerzen auslösen. Weitere Nebenwirkungen, die beobachtet wurden, sind Blähungen.[63]
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