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Präbiotika

• Definitionen und Hintergrund
• Wirkungen von Präbiotika
• Handelsübliche Präbiotika
  • Nebenwirkungen
  • Wirksame Dosis
• Synbiotika

Definitionen und Hintergrund

Präbiotika sind definiert als:

Nicht verdaubare Lebensmittelbestandteile, die ihren Wirt günstig beeinflussen, indem sie das Wachstum und/oder die Aktivität einer oder mehrer Bakterienarten im Dickdarm gezielt anregen und somit die Gesundheit des Wirts verbessern. (Gibson and Roberfroid, 1995).

Die meisten potentiellen Präbiotika sind Kohlenhydrate, aber die Definition schließt nicht aus, dass auch Nicht-Kohlenhydrate als Präbiotika verwendet werden können. Theoretisch kann auch jedes Antibiotikum, das die Anzahl potentiell schädlicher Bakterien verringern kann und gesundheitsfördernde Bakterien oder deren Aktivitäten begünstigen kann, als Präbiotikum angesehen werden.

Die Definition unterstreicht keine bestimmte Bakterienart. Häufig wird angenommen, dass ein Präbiotikum die Anzahl und/oder Aktivität von Bifidobakterien und Milchsäurebakterien vergrößern sollte, da diese Bakterienarten den Ruf haben, verschiedene gesundheitsfördernde Effekte auf den Wirt (den Menschen) zu haben. Ein Produkt, das Bifidobakterien fördert oder den Ruf hat dieses zu tun, wird als bifidogener Faktor bezeichnet. Einige Präbiotika können also auch als bifidogener Faktor fungieren und umgekehrt, wobei die beiden Ausdrücke jedoch nicht identisch sind, siehe unten.

Diese Definition legt außerdem fest, dass eine Änderung der Stoffwechselaktivität zur Verbesserung der Gesundheit des Wirts führen kann. Das heißt, dass nicht eine bestimmte Bakterienart angeregt werden muss, sondern dass die Stoffwechselaktivität der Darmflora als Ganzes verändert werden muss. Das bedeutet im Allgemeinen einen Anstieg der Kohlenhydratgärung und eine Abnahme von Proteinabbau und –gärung.

Kohlenhydratgärung führt gewöhnlich zu harmlosen oder sogar zu förderlichen Endprodukten, wohingegen Proteingärung zu potentiell schädlichen Produkten führt, siehe Schaubild.

Bild 1. Schematische Gärung von Proteinen und Kohlenhydraten durch die Darmmikroflora. Proteine und Gärungsprodukte, die hauptsächlich aus der Vergärung von Proteinen stammen, sind unterstrichen.
SCFA = Short Chain Fatty Acids (kurzkettige Fettsäuren), BCFA = Branched Chain Fatty Acids (verzweigte Fettsäuren)

Das Gas H₂S ist sehr reaktiv und kann negative Auswirkungen auf den Darm haben. Die anderen Gase, Wasserstoff (H₂), Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Methan (CH₄) haben außer Blähungen keine negativen Auswirkungen. Kurzkettige Fettsäuren (SCFA) und Laktat sind sowohl für die Mikroflora (Reduzierung des pH-Wertes im Darm, saureres Milieu) als auch für die Darmzellen (die kurzkettige Fettsäuren als Energiequelle benötigen) förderlich. Ethanol wird schnell von anderen Darmbakterien metabolisiert (umgewandelt) und hat keine Auswirkung auf den Wirt. Verzweigte Fettsäuren, Ammoniak (NH₃), Amine, Phenole und Indole reizen die Darmzellen, sind möglicherweise mutagen oder können in hohen Konzentrationen negative Auswirkungen auf das Immunsystem haben.

Deshalb ist es förderlich, die Kohlenhydratgärung im Darm zu steigern und die Proteingärung zu unterdrücken. Allerdings steht die Veränderung der Stoffwechselaktivität nicht unbedingt mit einer Zunahme der Anzahl von eventuell vorteilhaften Bakterienarten in Zusammenhang.

Das Konzept der Präbiotika ist also deutlich: Zunahme der vorteilhaften Bakterien und/oder Steigerung des Kohlenhydratstoffwechsels.

Wirkungen von Präbiotika

Präbiotika sind speziell darauf ausgerichtet, auf die Dickdarmflora zu wirken.

Folgende Wirkungen sind Präbiotika zugesprochen worden:

• Befreiung von Verstopfung
• Reduzierung des pH-Wertes im Darm
• Wiederherstellen des bakteriellen Gleichgewichts im Darm
• Einfluss auf den Cholesterinspiegel
• Reduzierung des Dickdarmkrebsrisikos
• Auswirkungen auf das Immunsystem
• Verbesserte Darmflora bei Kleinkindern

Befreiung von Verstopfung.

Diese ist eine gut dokumentierte Auswirkung, die der Wirkung von Ballaststoffen ähnlich ist. Viele Präbiotika sind Kohlenhydrate, die im Dickdarm verdaut werden. Dabei entstehen Gase, die das Volumen steigern und die Durchgangszeit der Verdauungsmasse durch den Darm verringern. Verstopfung ist das Ergebnis einer langsamen Durchgangszeit. Also hilft die Reduzierung der Durchgangszeit gegen Verstopfung.

Außerdem erhöhen viele Kohlenhydrate den Wassergehalt im Darm und die Säuren erhöhen die Beweglichkeit. Auch diese beiden Effekte reduzieren die Durchgangszeit.

Die besten Wirkungen werden von Kohlenhydratmischungen erzielt, die Ballaststoffe enthalten. Dies basiert auf einer Änderung des Stoffwechsels (mehr Kohlenhydrate) und nicht auf der Förderung bestimmter Bakterien.

Reduzierung des pH-Wertes im Darm

Auch dieser Effekt rührt von einer Veränderung des Metabolismus von Proteinfermentierung (Ammoniak, hoher pH-Wert) zu verstärkter Kohlenhydratfermentierung (Säure) her. Verschiedene Krankheiten wie Morbus Crohn (eine chronisch-entzündliche Darmerkrankung) und Reizdarm zeichnen sich durch einen hohen pH-Wert aus. Eine Absenkung des pH-Wertes reduziert diese Symptome, was dem Patienten zu Gute kommt, heilt die Krankheiten jedoch nicht. Ein niedriger pH-Wert im Darm fördert den Stuhlgang und kann Schutz vor krankheitserregenden Bakterien bieten.

Die besten Wirkungen werden von schnellgärenden Kohlenhydratmischungen erzielt. Dies basiert auf einer Änderung des Stoffwechsels (mehr Kohlenhydrate) und nicht auf der Förderung bestimmter Bakterien.

Wiederherstellen des bakteriellen Gleichgewichts im Darm

Präbiotika können das Gleichgewicht im Darm nach Störung durch Antibiotika, Durchfall, Stress oder andere Medikamente (Nicht-Antibiotika) wiederherstellen. Bei gezielter Stimulierung einer bestimmten Bakterienart kann das Gleichgewicht wiederhergestellt werden, was für viele verschiedene Bakterienarten möglich ist. Dies kann entweder durch direkte Stimulierung (die ausgewählten Bakterien wachsen durch das Präbiotikum) oder durch indirekte Stimulierung (die Bakterien schaffen eine günstige Umgebung für andere Bakterien) geschehen.

In diesem Fall spielen sowohl selektive Stimulierung als auch Änderungen im Stoffwechsel eine Rolle.

Einfluss auf den Cholesterinspiegel

Eine vorteilhafte Wirkung wird einigen Oligosacchariden zugesprochen, was allerdings bis heute nicht bewiesen worden ist. Die Wirkung wird als nicht sehr hoch beschrieben.

Reduzierung des Dickdarmkrebsrisikos

Diese Wirkung ist nicht bewiesen. Allerdings gibt es viele Hinweise dafür, dass die bei der Proteingärung entstehenden Produkte das Risiko für Dickdarmkrebs erhöhen. Darüber hinaus können die bei der Kohlenhydratgärung entstehenden Produkte das Risiko für Dickdarmkrebs verringern.

Wieder basiert der risikosenkende Effekt hier auf Änderungen des Stoffwechsels, nicht auf der Veränderung bestimmter Bakterienarten.

Auswirkungen auf das Immunsystem

Präbiotika selber haben keine Auswirkung auf das Immunsystem. Allerdings kann das Immunsystem durch Änderungen in der Darmflora beeinflusst werden. Diese Stimulierung kann sowohl nützlich als auch nicht nützlich sein. Nützlich würde bedeuten, dass das Immunsystem gegen mögliche Krankheitserreger aktiviert ist. Nicht nützlich kann bedeuten, dass infolge der Stimulierung allergische Reaktionen zunehmen können.

Es wurden bereits viele Studien über die Auswirkung der Darmmikroflora auf das Immunsystem durchgeführt. Dennoch sind zurzeit keine präbiotischen Substanzen bekannt, die das Immunsystem vorteilhaft beeinflussen.

Verbesserte Darmflora bei Kleinkindern

Die Darmmikroflora bei Kindern unter vier Jahren ist sehr instabil. Viele orale Krankheitserreger können die Mikroflora durcheinander bringen. Substanzen, die diese Flora stabilisieren, können also als Präbiotika angesehen werden. Es gab verschiedene Studien darüber, dass handelsübliche Oligosaccharide einen stabilisierenden Effekt haben, der aus einer Änderung der Flora und der Reduzierung des pH-Wertes besteht.

Handelsübliche Präbiotika

Die meisten handelsüblichen Präbiotika sind Oligosaccharide und Ballaststoffe. Ausgewählte nicht-verdaubare Oligosaccharide steigern die Kohlenhydratgärung und gelten somit für die meisten der oben beschrieben Behauptungen. Jedoch sollte man im Hinterkopf haben, dass nicht alle Oligosaccharide einen positiven Effekt haben. Um eine Wirkung zu erzielen, sollte ein(e) Oligosaccharid(mischung) an Tieren und in der menschlichen Anwendung gründlich getestet werden.

Zurzeit gibt es keine Oligosaccharide, die eine bestimmte Bakterienart selektiv stimulieren können. Es wurde behauptet, dass mehrere Oligosaccharide Bifidobakterien und Milchsäurebakterien gezielt anregen können, aber in vivo Experimente (am Menschen) und in vitro Experimente (im Labor) haben gezeigt, dass alle handelsüblichern Oligosaccharide von einer großen Zahl von Bakterienspezies im Darm vergoren werden.

Alle handelsüblichen Oligosaccharide, wenn sie denn wirksam sind, wirken also durch Änderungen des Stoffwechsels und nicht durch gezielte Stimulierung einer bestimmten Gruppe von Bakterien.

Nebenwirkungen

Wenn die handelsüblichen Oligosaccharide die Kohlenhydratgärung erhöhen, steigern sie auch die Gasbildung (siehe Schaubild oben). Das bedeutet, dass Blähungen die Hauptnebenwirkungen sind. Diese können bei empfindlichen Menschen schon bei 5 Gramm auftreten, jedoch bei toleranten Menschen noch bei 40 Gramm ausbleiben. Die Nebenwirkungen sind also von der Art der Oligosaccharide und der Person abhängig.

Wirksame Dosis

Eine normale Ernährung enthält zwischen 5 und 10 Gramm unverdaubare Kohlenhydrate pro Tag, was Oligosaccharide pflanzlichen Ursprungs (hauptsächlich Fructooligosaccharide) mit einbezieht. Für gesunde Erwachsene beträgt die wirksame Dosis 5 bis 10 Gramm pro Tag. Weniger als 5 Gramm gelten als wirkungslos.

Einige handelsübliche Oligosaccharide:

Synbiotika

Präbiotika sind speziell darauf ausgelegt, auf die Flora im Dickdarm einzuwirken. Probiotika sind auf den Dünndarm ausgelegt und dort am wirkungsvollsten.

Synbiotika bestehen aus Pro- und Präbiotika, die in ein und demselben Produkt anwesend sind. Solch ein Produkt enthält also einen vorteilhaften Wirkstoff für den Dünndarm (das Probiotikum) und einen für den Dickdarm (das Präbiotikum). Die zwei verhalten sich synergistisch, daher “Synbiotika”.

Ein gängiges Missverständnis ist, dass das Präbiotikum das Probiotikum anregen soll (oft bezeichnet als Symbiotikum, von Symbiose). Wenn zur Stimulierung des Präbiotikums das Probiotikum benutzt wird, hat es keine Wirkung im Dickdarm, womit diese Auffassung nicht sinnvoll ist.