Probiotika – Grundlagen, Therapie, Prävention

Juli 2017 | Fachlich-Sachlich

Die Bedeutung von Pro- und Prä­biotika in der Ernährung ist in den letzten Jahren ver­stärkt in den Mit­tel­punkt des Inter­esses gerückt. Zahl­reiche wis­sen­schaft­liche Studien sowie positive Erfah­rungen von Anwendern haben die beiden bio­funk­tio­nellen Pro­dukt­ka­te­gorien in ein neues Licht gesetzt. Aus diesem Anlass werden deren Beson­der­heiten sowie prä­ven­tiven und the­ra­peu­ti­schen Effekte einer näheren Betrachtung unter­zogen.

Wolfgang Kneifel, Seppo Sal­minen

His­to­rische Berichte über die gesund­heit­liche Bedeutung positiv wirk­samer Keime reichen bereits in die zweite Hälfte des neun­zehnten Jahr­hun­derts zurück und beziehen sich einer­seits auf deren kom­pe­titive Wirkung gegenüber uner­wünschten, patho­genen Mikro­or­ga­nismen, ande­rer­seits aber auch auf Fak­toren des sub­jek­tiven Wohl­be­findens und die all­ge­meine Darm­ge­sundheit. Die dazu vor­handene, frühe Lite­ratur basiert vor allem auf Erfah­rungs­werten und nicht auf Studien und wurde im Wesent­lichen von ein­zelnen Per­sön­lich­keiten geprägt, die auf­grund ihrer Beob­ach­tungen und natur­gemäß ein­fachen Expe­ri­mente zu der Über­zeugung gelangt waren, dass die Wech­sel­wirkung zwi­schen den im Darm vor­kom­menden sowie absichtlich oder unab­sichtlich zuge­führten Mikro­or­ga­nismen und dem mensch­lichen Orga­nismus einen ent­schei­denden Ein­fluss auf den Gesund­heits­zu­stand des Men­schen ausübt. Auch über­lie­ferte Berichte, auf deren Basis resü­miert wurde, dass Per­sonen, die positive Keime (z.B. in Form von Joghurt) regel­mäßig kon­su­mierten, weniger oft erkranken oder sogar ein höheres Lebens­alter erreichen können, besitzen eine gewisse geschicht­liche Bedeutung. Mit diesen Erkennt­nissen wurde der eigent­liche Grund­stein für die heutige Probiotika-​Forschung gelegt. Die Bezeichnung „Pro­bio­tikum“ stammt aus dem Grie­chi­schen („pro bios“ bedeutet „für das Leben“). Dennoch wurde diese Pro­dukt­gruppe erst viel später genauer und auf wis­sen­schaft­licher Basis defi­niert. Schon damals spielten jedoch –  wie erwähnt – fer­men­tierte Milch­pro­dukte als Träger posi­tiver, lebender Bak­terien eine wichtige Rolle, aber auch Keime, die von gesunden Indi­viduen stammend im Labor kul­ti­viert und in Form von Prä­pa­raten ver­ab­reicht wurden.

Der Begriff „Pro­bio­tikum“ wurde 1965 erstmals geprägt: damit beschrieben die beiden Bio­logen Lilley und Stilwell die wachs­tums­sti­mu­lie­rende Wirkung von Ziliaten auf Pro­tozoen. Mit diesem Bereich der Bio­logie war man somit noch sehr weit vom heu­tigen Ein­satz­be­reich der Pro­biotika ent­fernt. Erst rund zwanzig Jahre später nutzte der Eng­länder Roy Fuller diesen Ter­minus, um den posi­tiven Ein­fluss eines mikro­biellen Fut­ter­mit­tel­zu­satzes auf das damit gefüt­terte Tier zu beschreiben. Diese Defi­nition war der Beginn einer Serie von einigen text­lichen Anpas­sungen, wobei zunehmend die Bedeutung lebender Mikro­or­ga­nismen für die mensch­liche Gesundheit in den Vor­der­grund rückte. Nach und nach kris­tal­li­sierten sich gegen Ende des letzten Jahr­hun­derts auf­grund von Studien zahl­reiche inter­es­sante Bak­te­ri­en­stämme heraus, die in der Human­er­nährung und ‑medizin, aber auch in der Tie­rernährung eine besondere Rolle ein­nahmen. Pro­bio­tische Stämme wie Lac­to­ba­c­illus GG (benannt nach seinen beiden ame­ri­ka­ni­schen Ent­de­ckern Goldin & Gorbach) oder Bifi­do­bac­terium Bb12 (ein Stamm, der in Dänemark auf­grund seiner Eigen­schaften aus einer umfang­reichen Serie von Iso­laten aus­ge­wählt wurde) zählten hierbei zu den­je­nigen Mikro­or­ga­nismen, die in zahl­reichen Pro­dukten zum Einsatz kamen und heute noch ver­wendet werden. Kon­zen­trierte sich in der Human­an­wendung der Schwer­punkt der Keim­gat­tungen und Isolate vor allem auf Lac­to­ba­cillen und Bifi­do­bak­terien, so waren bzw. sind in der Tie­rernährung Gat­tungen wie Entero­coccus, aber auch Bac­illus und Hefen eben­falls relevant. Aktuell defi­niert die Inter­na­tional Sci­en­tific Asso­ciation for Pro­biotics and Pre­biotics (ISAPP) (Hill et al. 2014) den Begriff Pro­biotika als „lebende Mikro­or­ga­nismen, die bei aus­rei­chender Zufuhr gesund­heitlich positive Effekte auf den Wirts­or­ga­nismus ausüben“. Diese sehr all­ge­meine Defi­nition lässt weitere Ent­wick­lungs­mög­lich­keiten offen, die sich auf­grund der Fort­schritte in der For­schung ergeben können.

Rechtliche Aspekte

Durch die Ein­führung der EU-​Health Claim-​Verordnung (Ver­ordnung [EG] 1924:2006) für Lebens­mittel wurde den pro­bio­ti­schen Pro­dukten eine besondere Hürde gesetzt. Dies ist vor dem Hin­ter­grund zu sehen, dass in den 1980er und 1990er Jahren zahl­reiche Wer­be­aus­sagen zu beson­deren gesund­heit­lichen Effekten von Lebens­mitteln getätigt wurden. Ins­be­sondere kamen viele Pro­dukte ohne jeg­liche wis­sen­schaft­liche Bestä­tigung auf den Markt und nur wenige ver­fügten über ein­schlägige wis­sen­schaft­liche Studien. Seitens der Euro­päi­schen Kom­mission wurde diese Ver­ordnung daher zum Schutz des Ver­brau­chers erlassen. Darin wird im Zusam­menhang mit gesundheits- oder krank­heits­re­le­vanten Aus­sagen bei Lebens­mitteln ein wis­sen­schaftlich unter­mau­erter Antrag auf offi­zielle Geneh­migung ein­ge­fordert. Dieser vom Pro­duk­t­her­steller über die jeweilige nationale Lebens­mit­tel­si­cher­heits­be­hörde ein­zu­brin­gende und dann von einem unab­hän­gigen Exper­ten­gremium bei der Euro­päi­schen Behörde für Lebens­mit­tel­si­cherheit (European Food Safety Aut­hority, EFSA) detail­liert geprüfte Antrag muss in Bezug auf die Kenn­zeichnung als Pro­bio­tikum (dieser Begriff gilt als gesund­heits­spe­zi­fische Aussage) fol­gende zusam­men­ge­fasste Kri­terien berück­sich­tigen. In der Folge sind Anfor­de­rungen an Pro­biotika gemäß der EU Health Claim-​Verordnung ange­führt.

  • Die für das bean­tragte Produkt wert­ge­benden Bak­te­ri­en­stämme müssen nach den neu­esten wis­sen­schaft­lichen Kri­terien mikro­bio­lo­gisch exakt cha­rak­te­ri­siert sein und hin­sichtlich ihrer Bezeichnung der aktuell gel­tenden Nomen­klatur ent­sprechen.
  • Die Mikro­or­ga­nismen müssen die höchsten Sicher­heits­an­sprüche erfüllen, d.h. jeg­liche uner­wünschte Fak­toren und/​oder pathogene Eigen­schaften bzw. über­tragbare Anti­bio­ti­ka­re­sis­tenzen sind nach­weislich aus­zu­schließen. Die EFSA defi­niert hierzu mit der Bezeichnung „Qua­lified Presumption of Safety“ (QPS) im Detail auch das Ver­fahren, anhand dessen die Sicher­heits­prüfung zu erfolgen hat. Diese Prüfung ver­läuft ähnlich zu jenem Pro­cedere, das in den Ver­ei­nigten Staaten für die Bewertung als „Gene­rally Reco­gnized as Safe“ (GRAS) Gül­tigkeit hat. Ent­scheidend ist dabei überdies, ob es mit den ver­wen­deten Bak­te­ri­en­stämmen bereits lang­fristige Erfah­rungen im Zusam­menhang mit einer sicheren Ver­wendung („History of Safe Use“) gibt. Dazu exis­tiert in Europa inzwi­schen bereits eine offi­zielle Liste mit adäquaten Bak­te­ri­en­stämmen, die laufend aktua­li­siert wird (EFSA 2016).
  • Ein zen­trales Bewer­tungs­kri­terium im Rahmen des Zulas­sungs­ver­fahrens ist die Prüfung wis­sen­schaftlich bestä­tigter Fakten, die einer bestimmten Wirkung bzw. deren geplanter Aus­lobung zugrunde liegen. Hierzu sind unab­hängige Studien vor­zu­legen, von denen die gewünschte Aussage schlüssig abge­leitet werden kann. Als Standard werden wis­sen­schaft­liche Publi­ka­tionen in aner­kannten, unab­hängig begut­ach­teten Zeit­schriften gefordert, die auf einem Doppelblind-​Placebo-​kontrollierten Stu­di­en­design basieren. Trotzdem reichen erfah­rungs­gemäß selbst solche im Rahmen des Publi­ka­ti­ons­vor­ganges von Experten beur­teilte Studien nicht immer aus, um dieses weitere Prüf­ver­fahren bei der EFSA zu bestehen, denn derzeit gibt es noch kein ein­ziges Lebens­mittel, für welches im Zusam­menhang mit Pro­biotika eine gesund­heits­re­le­vante Wer­be­aussage offi­ziell genehmigt wurde.
  • Tech­nisch gesehen hängt eine gesund­heit­liche Wirkung unter anderem maß­geblich von der Sta­bi­lität der wert­ge­benden Keime im Produkt und ebenso während des Ver­dau­ungs­pro­zesses ab, damit sicher­ge­stellt ist, dass aus­rei­chend viele Bak­te­ri­en­zellen bestimmte Ziele im Darm erreichen. Dies bedeutet, dass pro­bio­tische Bak­te­ri­en­stämme nicht nur ein umfas­sendes Sicher­heits­screening, sondern auch ein inten­sives Selek­ti­ons­ver­fahren hin­sichtlich ihrer Sta­bi­li­täts­ei­gen­schaften durch­laufen haben müssen, das sich an den Ein­satz­zielen ori­en­tiert, bevor sie über­haupt in kli­ni­schen Studien getestet werden.
  • Die Wir­kungen von Pro­biotika sind im All­ge­meinen stamm­spe­zi­fisch und können in Bezug auf ihre Eigen­schaften hin­sichtlich Bak­te­ri­en­gattung und ‑art nicht ver­all­ge­meinert werden. Dem­zu­folge unter­scheiden sich jene Bak­te­ri­en­stämme indi­vi­duell von allen anderen, die die­selbe taxo­no­mische Zuordnung besitzen und ver­fügen überdies über eine umfas­sende wis­sen­schaft­liche Doku­men­tation.

Neue Begriffe: Mikrobiota und Mikrobiom

Der pro­bio­ti­schen Wirkung liegt defi­ni­ti­ons­gemäß die Vor­aus­setzung zugrunde, dass die Zufuhr lebens­fä­higer, posi­tiver Keime regel­mäßig und in ent­spre­chender Zahl erfolgen muss. Unter den ver­schie­denen Ein­satz­ge­bieten und Ver­ab­rei­chungsmodi besitzt die orale Auf­nahme in Form von Lebens­mitteln oder phar­ma­zeu­ti­schen Pro­dukten den höchsten Stel­lenwert. Dem­zu­folge hängt die pro­bio­tische Wirkung wie­derum mit dem Ver­halten der zuge­führten Bak­terien im Ver­dau­ungs­trakt, von deren Wech­sel­wir­kungen mit anderen dort vor­kom­menden Mikro­or­ga­nismen und mit den damit ver­bun­denen phy­sio­lo­gi­schen sowie immu­no­lo­gi­schen Reak­tionen des Orga­nismus ab. Nicht nur die mikro­bielle Vielfalt, sondern auch deren Dichte in unserem Darm spielt hierbei eine enorme Rolle, vor allem wenn man bedenkt, dass der mensch­liche Körper letztlich um Zeh­ner­po­tenzen mehr an Mikro­or­ga­nis­men­zellen als kör­per­eigene Zellen beher­bergt. Man geht davon aus, dass diese Bak­te­ri­en­masse des Men­schen ins­gesamt rund 1,5 kg aus­macht, wovon der Großteil im Dar­m­inhalt zu finden ist.

In älteren Arbeiten ist dies­be­züglich häufig von der „Darm­flora“ die Rede, die durch die Zufuhr pro­bio­ti­scher Bak­terien beein­flusst werden kann. Diese etwas blumige Beschreibung wurde in den letzten Jahren durch neue Begriffe ersetzt, die nicht nur auf aktu­ellen wis­sen­schaft­lichen Erkennt­nissen und modernen ana­ly­ti­schen Methoden beruhen, sondern die tat­säch­liche Situation auch tref­fender beschreiben. Im Vor­der­grund der heu­tigen Nomen­klatur steht nun der Begriff Mikro­biota, mit dem die Vielfalt der im Körper vor­han­denen Mikro­or­ga­nismen beschrieben wird, während der Begriff Mikrobiom die Gesamtheit des damit ver­bun­denen gene­ti­schen Poten­tials wider­spiegelt. Vor dem Hin­ter­grund des im Jahr 2008 in den USA gestar­teten Human Micro­biome Pro­jects, das sich mit der ein­ge­henden Iden­ti­fi­zierung und Cha­rak­te­ri­sierung der bis dahin teil­weise noch großen „mikro­bio­lo­gi­schen Unbe­kannten“ beschäf­tigte, wurde der Kennt­nis­stand über die mikro­bielle Besie­delung des mensch­lichen Orga­nismus laufend revo­lu­tio­niert. Waren in der älteren Lite­ratur aus­schließlich jene Keime bzw. Keim­gruppen beschrieben worden, die mittels der über viele Jahre hin­durch ver­wen­deten kul­tu­rellen Nach­weis­me­thodik erfasst wurden, ermög­lichten die neuen, mole­ku­lar­bio­lo­gi­schen Analysen- sowie Sequen­zier­tech­niken, z.B. die Next Generation Sequencing (NGS)-Methodik, eine wesentlich umfas­sendere Bestimmung des diversen Keim­spek­trums.

So geht man heute auf Basis der neueren Studien davon aus, dass die Mikro­biota des Men­schen mit weit über 1000 ver­schie­denen Species, die in Summe eine Keimzahl von bis zu 1014 ergibt, wesentlich viel­fäl­tiger ist als erwartet. Nahezu alle diese Keime sind anaerob, was letztlich eine plau­sible Erklärung dafür ist, dass es auf­grund der hohen Sauer­stoff­emp­find­lichkeit vieler Mikro­or­ga­nismen mit Hilfe der früher ein­ge­setzten kul­tu­rellen Nach­weis­me­thoden nur schwer gelingen konnte, solche Keime zu iso­lieren, zu kul­ti­vieren und zu ver­mehren. Bei einem inter­na­tio­nalen Ver­gleich der Darm­mi­kro­biota von Erwach­senen hat sich zwar her­aus­ge­stellt, dass rund 160 Bakterien-​Species bei vielen Men­schen sehr häufig vor­kommen, so ist davon aus­zu­gehen, dass sowohl Keim­spektrum, als auch ‑dichte in Abhän­gigkeit von ver­schie­denen Ein­fluss­fak­toren stark vari­ieren (Qin et al. 2010).

Mikrobiota – Zusammensetzung

So gilt heute als erwiesen, dass neben gene­ti­schen Fak­toren die ersten Stunden und Tage im Leben des Men­schen dafür aus­schlag­gebend sind, welche Mikro­biota sich im Orga­nismus ent­wi­ckeln. Im Gegensatz zu frü­heren Berichten, in denen von einer ste­rilen Aus­gangs­si­tuation des Säug­lings bei der Geburt die Rede war, konnte unlängst gezeigt werden, dass der Fetus bereits im Frucht­wasser mit Keimen (hier spielen vor allem Pro­pio­ni­bak­terien eine Rolle) kon­fron­tiert ist (Collado et al. 2016). Bei der Geburt findet sodann eine weitere „Beimpfung“ des Säug­lings im Geburts­kanal der Mutter statt, aber auch die in der Umgebung vor­han­denen Keime zählen zu den ersten „Besiedlern“ des Kindes, das wie­derum durch den Still­vorgang mit wei­teren Mikro­or­ga­nismen der Haut­ober­fläche und der Milch der Mutter in Kontakt kommt (Abb. 1). Es ist somit plau­sibel, dass eine Kai­ser­schnitt­geburt zu einer anderen mikro­biellen Besie­delung führt als eine natür­liche Geburt, ins­be­sondere dann, wenn Mutter oder Kind mit Anti­biotika behandelt werden.

Ent­scheidend für die weitere Aus­prägung der Darm­mi­kro­biota beim Säugling ist weiters dessen Ernährung mit Mut­ter­milch, die einer­seits nicht nur eine wichtige immu­no­lo­gische Funktion erfüllt, sondern auch zahl­reiche Nähr­stoffe, dar­unter vor allem bestimmte Oli­gosac­charide, bereit­stellt, die zum Aufbau einer säug­lings­ty­pi­schen Mikro­or­ga­nis­men­po­pu­lation im Darm bei­tragen. Diese Mikro­biota ist vor allem durch die Keim­gruppe der Bifi­do­bak­terien, einer den Milch­säu­re­bak­terien ähn­lichen, jedoch taxo­no­misch dif­fe­renten Keim­gruppe, geprägt, die einen wesent­lichen Anteil am Ver­dau­ungs­prozess und an der Darm­ge­sundheit des Säug­lings, letztlich aber auch beim Erwach­senen, besitzen. Die weitere Ent­wicklung der Mikro­biota in den ver­schie­denen Lebens­ab­schnitten wird durch Fak­toren wie Ernährung, Gesund­heits­status, Medi­ka­mente (man beachte, dass z.B. Anti­biotika einen nach­hal­tigen Ein­fluss auf die Mikro­biota ausüben) sowie den phy­sio­lo­gi­schen Alte­rungs­prozess beein­flusst, ebenso durch die Lebens­weise.

Je nachdem, welche Mikro­or­ga­nismen den Ver­dau­ungs­trakt domi­nieren, spricht man von einer Eubiose, d.h. von einem Zustand, in dem Ver­dauung und gastro­in­tes­ti­nales Wohl­be­finden normal, d.h. für den Ein­zelnen ohne Kom­pli­ka­tionen ablaufen, während der Zustand einer Dys­biose die gegen­teilige, also ungünstige Situation beschreibt. Über viele Jahre hin­durch wurde ver­sucht, diese beiden Begriffe an das Vor­han­densein bzw. Nicht­vor­han­densein bestimmter positiv oder negativ wir­kender Keim­gruppen zu koppeln. Dies ist auf Basis der heu­tigen Erkennt­nisse schwer beweisbar, weil eine rein qua­li­tative Betrachtung der indi­vi­du­ellen Situation nicht mehr aus­reicht, da neben diesem Kri­terium auch Lebens­fä­higkeit und Dichte der Keime, deren indi­vi­duelle, meta­bo­lische Leistung sowie ihre natür­liche Resistenz mit aus­schlag­gebend sind. In den letzten Jahren ist es überdies gelungen, weitere, neue, bisher noch nicht beschriebene Species nach­zu­weisen, diese zu iso­lieren und zu cha­rak­te­ri­sieren. Es erst gra­duell möglich geworden, das eigent­liche Potential dieser „neuen Keime“ im Gesamt­kontext zu durch­blicken.

Bei­spiels­weise zählt in diesem Zusam­menhang die relativ neu ent­deckte Gattung Akker­mansia zu den inter­es­san­testen Kan­di­daten, da sie als natür­licher (jedoch bis vor wenigen Jahren unent­deckter) Besiedler der Darm­schleimhaut (Mucosa) gilt und dort kom­pe­titive Effekte gegenüber uner­wünschten Darm­keimen bewirkt (Gomez-​Gallego et al. 2016). Darüber hinaus gibt es starke Indizien dafür, dass Akker­mansia muci­ni­phila in der Lage ist, den Meta­bo­lismus und Ener­gie­stoff­wechsel beim Men­schen positiv zu beein­flussen, was deren mög­liche Bedeutung in einem neuen mikro­biell basierten Ansatz des Gewichts­ma­nage­ments in Aus­sicht stellt (Plovier et al. 2017). Auf Basis der modernen Ana­lytik erhärten sich auch die Fakten, dass Adipöse über eine andere Mikro­biota ver­fügen als nor­mal­ge­wichtige Per­sonen.

Mikrobiota – Funktionen

Bei sys­te­ma­ti­scher Betrachtung auf Phylum-​Ebene ist man zu der Erkenntnis gelangt, dass ein­zelne Ver­treter der so genannten Bacteroidetes-​Gruppe ein enormes Potenzial an Enzymen besitzen, mit Hilfe derer sie den Ver­dau­ungsbrei in beson­derer Weise auf­schließen und damit ein Mehr an Nähr­stoffen für den Wirts­or­ga­nismus bereit­stellen können. Für den Betrof­fenen kann dies eine Gewichts­zu­nahme zur Folge haben. Dem­ge­genüber befinden sich in der Gruppe der so genannten Fir­mi­cutes Bak­te­ri­en­gat­tungen und ‑arten wie z.B. die Lac­to­ba­cillen, die eher eine gesund­heit­liche Relevanz besitzen und ins­gesamt für weniger „Nähr­stoff­nach­schub“ sorgen. Trotz dieser Fakten wird in meh­reren Studien berichtet, dass bei Adi­pösen das Ver­hältnis zwi­schen Bac­te­ro­idetes und Fir­mi­cutes geringer aus­ge­prägt ist als bei Nor­mal­ge­wich­tigen. Darüber hinaus machen vor allem neuere Arbeiten deutlich, dass die Situation wesentlich kom­plexer sein dürfte und dieser Quo­tient keine ver­läss­liche Größe, sondern eine zu starke Ver­ein­fa­chung dar­stellt (John & Mullin 2016; Komaroff 2017). Nicht geklärt ist überdies, ob diese Phylum-​Verteilung als Ergebnis oder als Ursache eines oder meh­rerer Pro­zesse zu sehen ist.

Betrachtet man überdies die wichtige immu­no­lo­gische Bedeutung des Darms, so ist unum­stritten, dass bedeu­tende Funk­tionen wie die Nähr­stoff­re­sorption, aber auch immu­no­lo­gisch gesteuerte, mit der Mucosa-​Barriere ein­her­ge­hende Reak­tionen auf­grund der großen inneren Ober­fläche des Darms eine enorme Trag­weite für den Gesund­heits­zu­stand des Men­schen besitzen. Der Faktor Darm­ge­sundheit wird daher häufig mit einem natür­lichen Gleich­ge­wichts­zu­stand, der soge­nannten Homöostase, umschrieben. Da die meisten gastro­in­tes­ti­nalen Pro­bleme und Erkran­kungen ihre Ursache in einer Störung der gastro­in­tes­ti­nalen Bar­riere haben, ist die Anwendung von Pro­biotika zur Auf­recht­erhaltung dieser Funktion oder zur kor­ri­gie­renden Behandlung bei vor­han­denen Stö­rungen eine inter­es­sante Option (Bron et al. 2017). Inter­es­san­ter­weise hatten sich zum Thema Pro­biotika über viele Jahre hin­durch viele For­schungs­ak­ti­vi­täten auf phy­sio­lo­gische Effekte im Dickdarm und den Faeces kon­zen­triert. Inzwi­schen ist man aber zu der Erkenntnis gelangt, dass auf­grund seiner enormen phy­sio­lo­gi­schen Bedeutung auch dem Dünndarm mit seiner typi­schen Mikro­biota eine sehr große Bedeutung zukommt.

Wirkung von Probiotika

Zur Wirkung von Pro­biotika wurden in den letzten dreißig Jahren unzählige Studien ver­öf­fent­licht, die im Grunde genommen ein sehr breites Ein­satz­gebiet auf­zeigen. Dennoch sind aus aktu­eller Sicht nicht alle beschrie­benen Effekte so umfassend unter­sucht, dass sie aus medi­zi­ni­scher Sicht als evi­denz­ba­siert gelten können. Die kli­nische For­schung zeigt einen starken Fokus auf zwei Haupt­be­reiche, und zwar die gastro­in­tes­tinal und immu­no­lo­gisch rele­vanten Anwen­dungs­ziele. Beide stehen überdies mit­ein­ander in Zusam­menhang.

Tabelle 1 gibt eine kom­pri­mierte Über­sicht über die in kli­ni­schen Studien gezeigte Wirk­samkeit von Pro­biotika. Die sta­tis­tische Bewertung der Studien in Form von Meta­ana­lysen bestätigt, dass gene­relle Aus­sagen über bestimmte Posi­tiv­ef­fekte weder im Zusam­menhang mit der Darm­ge­sundheit noch mit dem Immun­system möglich sind. In Abhän­gigkeit vom indi­vi­duell ver­wen­deten Pro­bio­tikum (Bak­te­ri­en­stamm, Bak­te­ri­en­stamm­mi­schung, pro­bio­tische Hefe), ist es bei hoher Zufuhr­dosis möglich, akute gas­tro­en­terale Stö­rungen erfolg­reich zu behandeln. Überdies hängt die Wirkung natur­gemäß auch davon ab, welche Ursache für die gastro­in­tes­tinale Störung ver­ant­wortlich ist. So ist her­vor­zu­heben, dass im Falle eines bakteriell-​infektiösen Geschehens Pro­biotika Anti­biotika kei­nes­falls ersetzen können, jedoch zeigen auf Basis der sta­tis­ti­schen Daten begleit­the­ra­peu­tische oder prä­ventive Effekte einer regel­mä­ßigen Pro­bio­ti­ka­zufuhr während oder unmit­telbar nach einer Anti­bio­ti­ka­the­rapie eine gute Wirkung. Hier kann etwa das Risiko an einer Antibiotika-​assoziierten Diarrhoe (sehr oft spielt hier Clos­tridium dif­ficile als ein nach Anti­bio­ti­ka­the­rapie auf­kom­mender Schadkeim eine bedeu­tende Rolle) deutlich (um > 60%) redu­ziert werden.

Die sehr häufig auf­tre­tende Frage der effektiv wirk­samen Probiotika-​Dosis ist nicht ein­deutig geklärt, auch wenn die Defi­nition des Begriffes Pro­bio­tikum vorgibt, dass die Menge aus­rei­chend hoch sein sollte. In einer neueren Studie wird dieser quan­ti­tative Faktor kri­tisch ana­ly­siert und anhand der geprüften Stu­di­en­daten mit rund 1010 kolo­nie­bil­denden Ein­heiten pro Tag ange­geben. Es ist daher davon aus­zu­gehen, dass positive Effekte nicht nur mit einer mög­lichst hohen, sondern auch regel­mä­ßigen Probiotika-​Zufuhr zusam­men­hängen – obwohl die Datenlage manchmal wider­sprüchlich erscheint und die Tat­sache, dass z.B. bei Klein­kindern eine Dosis von 108 kolo­nie­bil­denden Ein­heiten dennoch aus­reicht, um eine nekro­ti­sie­rende Entero­co­litis erfolg­reich behandeln zu können, ein etwas anderes Bild zeigt.

Bei der Behandlung von Heli­co­bacter pylori-​Infektionen des Magens nehmen Pro­biotika eben­falls eine bedeu­tende Stellung ein. So zeigen manche pro­bio­tische Stämme eine direkte ant­ago­nis­tische Akti­vität gegenüber diesem Schadkeim, und die dies­be­züg­liche Stu­di­enlage weist darauf hin, dass Pro­biotika heute als wich­tiger Bau­stein in der Era­di­ka­ti­ons­the­rapie von Heli­co­bacter pylori (z.B. in Kom­bi­nation mit Anti­biotika) anzu­sehen sind und Remis­sionen län­ger­fristig ver­hindern können.

Auch das Reiz­darm­syndrom, eine häufige gastro­in­tes­tinale Störung, kann mit Pro­biotika erfolg­reich the­ra­piert werden. Jedoch zeigt die Datenlage hier eben­falls, dass der resul­tie­rende Effekt (Abschwä­chung der beob­ach­teten Sym­ptome) stark vom ver­wen­deten Prä­parat abhängt. Da der Reizdarm primär einen Stö­rungs­zu­stand dar­stellt, erscheint dessen Behandlung mit Pro­biotika als eine inter­es­sante Mög­lichkeit, um par­allel zu einer pas­senden Ernährung(sumstellung) Sym­ptome wie Blä­hungen, Bauch­schmerzen oder Obs­ti­pation positiv zu beein­flussen (Shah & Lacey 2016). Aus der Leit­linie der Deut­schen Gesell­schaft für Gas­tro­en­te­ro­logie, Verdauungs- und Stoff­wech­sel­krank­heiten geht hervor, dass ver­schiedene in pro­bio­ti­schen Prä­pa­raten ver­wendete Lactobacillen- und Bifi­do­bak­te­ri­en­stämme, aber auch ein E.coli-Stamm, in Abhän­gigkeit der ver­schie­denen Formen des Reiz­darms unter­schied­lichen Evi­denzgrad und Wirkung besitzen.

Pro­bio­tische Lebens­mittel wie z.B. Joghurtdrinks besitzen bei regel­mä­ßiger Zufuhr durchaus eine prä­ventive, unter­stüt­zende Bedeutung, da durch das enzy­ma­tische Potenzial der Milch­säu­re­bak­terien auch die Ver­dau­ungs­leistung gefördert wird. Dem­entspre­chend wurde die Aussage, dass Milch­säu­re­bak­terien auf­grund ihres natür­lichen Enzym­pools die Lac­to­se­ver­dauung unter­stützen, von der euro­päi­schen Lebens­mit­tel­si­cher­heits­be­hörde genehmigt. Pro­biotika können weiters funk­tio­nelle Effekte wie z.B. die Beein­flussung der Stuhl­kon­sistenz oder der fäkalen Tran­sitzeit bewirken. In diesem Zusam­menhang werden vor allem Bifi­do­bak­terien ein­ge­setzt, die dosis­ab­hängig zur Ver­rin­gerung von Obs­ti­pa­ti­ons­pro­blemen, z.B. bei Senioren, bei­tragen.

Immunologie, Gynäkologie, Energie

Studien zur immu­no­lo­gisch rele­vanten Wirkung von Pro­biotika kon­zen­trieren sich einer­seits auf Zusam­men­hänge mit dem all­er­gi­schen Geschehen und ande­rer­seits auf deren Bedeutung in der Vor­beugung vor Erkran­kungen durch Stärkung des Immun­systems. Generell ist nicht aus­rei­chend geklärt, ob die Ver­ab­rei­chung bestimmter Pro­biotika an Kinder dazu führt, das Risiko zu redu­zieren, all­er­gische Erkran­kungen zu ent­wi­ckeln. Vor­beu­gende Effekte gegenüber der Aus­bildung all­er­gisch bedingter Ekzeme werden jedoch als wahr­scheinlich erachtet. In einer aktu­ellen Ver­öf­fent­li­chung emp­fiehlt ein inter­na­tio­nales Exper­ten­gremium bereits die Zufuhr von Pro­biotika bei Schwan­geren, um das spätere Risiko der Aus­prägung von All­ergien beim Kind zu redu­zieren. In Ana­logie dazu wird die Anwendung von Pro­biotika bei der Mutter, begleitend zum Still­vorgang emp­fohlen.

Eine durch Pro­biotika bewirkte Stärkung des Immun­systems nach­zu­weisen ist schwierig, weil solche Aus­sagen sowohl von Seiten des dafür erfor­der­lichen expe­ri­men­tellen Designs als auch von Seiten pas­sender kli­ni­scher End­punkte pro­ble­ma­tisch sind. Eine auf meh­reren Daten­banken basie­rende meta­ana­ly­tische Aus­wertung von 21 Studien mit ins­gesamt über 6.000 Per­sonen hat ergeben, dass unter den ver­schie­denen Pro­dukten (Kapseln, Sus­pen­sionen, Joghurtdrinks) im Ver­gleich zu Pla­cebos lediglich zwei in der Lage waren, die Inzi­denzrate von Atem­wegs­er­kran­kungen zu senken. Dennoch werden in einer jün­geren Arbeit die volks­ge­sund­heit­liche und wirt­schaft­liche Bedeutung von Pro­biotika in der vor­beu­genden Behandlung von Atem­wegs­er­kran­kungen dis­ku­tiert (Lenoir-​Wijnkoop et al. 2016).

Auch in der Gynä­ko­logie nehmen Pro­biotika eine hin­sichtlich Prä­vention und The­rapie immer inter­es­santer wer­dende Stellung ein. Es konnte gezeigt werden, dass sich bestimmte Lac­to­ba­cil­len­stämme gegen pathogene bzw. uner­wünschte Keime wie z.B. Gard­ne­rella vagi­nalis, Candida albicans und E.coli wirksam durch­setzen (Domig et al. 2014). Die Zufuhr erfolgt ent­weder in Form einer direkten Appli­kation (z.B. über Sup­po­si­torien und Tampons) oder oral, wobei hierbei neben immu­no­lo­gi­schen externe Trans­lo­ka­ti­ons­ef­fekte über den Peri­anal­be­reich zu einem the­ra­peu­ti­schen Effekt bei­tragen können.

Die Aus­wirkung von Pro­biotika auf den Ener­gie­stoff­wechsel ist bisher noch sehr wenig erforscht. Die meisten hierzu vor­lie­genden Studien basieren auf Tier­ver­suchen, aus denen her­vorgeht, dass bestimmte Keime den Meta­bo­lismus beein­flussen können und somit eine gezielte Prä­vention gegen Adi­po­sitas in Aus­sicht stellen. Andere Stu­di­en­aus­wer­tungen, die sich mit der Unter­su­chung des Effekts der Pro­bio­ti­ka­zufuhr auf den Serum­cho­le­ste­rin­gehalt beschäf­tigten, konnten eine signi­fi­kante, wenn auch geringe Senkung des Gesamt­cho­le­sterins und LDL-​Cholesterins zeigen. Als Erklärung hierfür wird die von manchen pro­bio­ti­schen Bak­te­ri­en­stämmen gebildete Gal­len­salz­hy­drolase ver­mutet, die in der Lage ist, Gal­len­säuren zu dekon­ju­gieren. Cho­le­sterin wird sodann als Koprä­zi­pitat über die Faeces mit aus­ge­schieden. Eine andere Erklärung geht von der Fähigkeit pro­bio­ti­scher Keime aus, Cho­le­sterin direkt zu absor­bieren. Dennoch stehen in Bezug auf eine cho­le­ste­rin­sen­kende Wirkung Pro­biotika heute in starker Kon­kurrenz zu pflanz­lichen Pro­dukten wie grünem Tee oder Sub­stanzen wie z.B. Res­ver­atrol.

Probiotische Produkte und Präparate

Pro­biotika werden in unter­schied­licher Form und mit ver­schie­denen Matrices kon­su­miert bzw. ange­wendet. Im Bereich der Lebens­mittel stehen fer­men­tierte Milch­pro­dukte im Vor­der­grund, die ent­weder mit dem pro­bio­ti­schen Bak­te­ri­en­stamm fer­men­tiert wurden oder den spe­zi­ellen pro­bio­ti­schen Stamm als Ergänzung zu einer üblichen Fer­men­ta­ti­ons­mi­kro­biota (z.B. einer klas­si­schen Joghurtfer­men­ta­ti­ons­kultur) ent­halten. Ent­scheidend ist hierbei die durch den Herstellungs- bzw. Fer­men­ta­ti­ons­prozess erzielte Keim­dichte, die umge­rechnet auf die Ver­zehr­s­portion aus­rei­chend viele lebens­fähige Keime ent­halten sollte. Hinzu kommt die Not­wen­digkeit, dass diese Keim­dichte bei der Lagerung des fer­men­tierten Pro­duktes im Kühl­regal und später im Kühl­schrank des Ver­brau­chers nicht stark abnehmen soll, damit nach oraler Auf­nahme sowie im Zuge der Ver­dauung noch aus­rei­chend viele Keime den für sie ange­peilten Platz im Darm erreichen. Dies bedeutet, dass die Sta­bi­lität der Pro­biotika im Produkt, aber auch im Zuge der Magen-​Darmpassage wichtig ist. Pro­bio­tische Drinks besitzen im Durch­schnitt zwi­schen 107 und 108 kolo­nie­bil­dende Ein­heiten pro ml Produkt. Gemessen an einer Ver­zehr­s­portion von z.B. 100 oder 150 ml wird dem Körper somit ein rund hun­dert­facher Wert dieser Keimzahl zuge­führt.

Kin­der­nähr­mittel auf Milch­pul­ver­basis können eben­falls pro­bio­tische Kul­turen beinhalten, an die wie­derum besondere Sta­bi­li­täts­an­for­de­rungen bei Zim­mer­tem­pe­ra­tur­la­gerung gestellt werden. Hierfür werden heute meist gefrier­ge­trocknete pro­bio­tische Bak­terien ein­ge­setzt, denen überdies durch den Vorgang der Mikro­ver­kap­selung zu einer aus­rei­chenden Lager­sta­bi­lität ver­holfen wird. Bei den in Form phar­ma­zeu­ti­scher Pro­dukte oder Nah­rungs­er­gän­zungs­mitteln ver­ab­reichten Pro­biotika reicht das Angebot von pul­ver­för­migen, gefrier­ge­trock­neten Keimen, meistens in Kom­bi­nation mit einer pas­senden Trä­ger­sub­stanz zur Ver­bes­serung der Rie­sel­fä­higkeit oder des Quel­lungs­pro­zesses (z.B. bei Sus­pen­dieren in tem­pe­riertem Wasser vor der Zufuhr) bis zu gefrier­ge­trock­neten Kul­turen in Gela­ti­ne­kapseln. Auf­grund der ange­strebten Zufuhr­dichte kann hier die Größe der Kapsel ein limi­tie­render Faktor sein. Außer diesen Anwen­dungs­formen finden sich ver­einzelt Bak­te­ri­en­sus­pen­sionen oder Emul­sionen mit Keimen, die bis zum Zeit­punkt ihrer Ver­ab­rei­chung übli­cher­weise kühl­ge­lagert werden sollten.

Über die Eigen­schaften, Wir­kungen und Beson­der­heiten von Prä­biotika berichten wir in der Ausgabe 4/​2017 des Journals für Ernäh­rungs­me­dizin.

Kor­re­spondenz:

Univ.Prof. Dr. Wolfgang Kneifel, Department für Lebens­mit­tel­wis­sen­schaften und –tech­no­logie, Uni­ver­sität für Boden­kultur Wien, Muth­gasse 18, 1190 Wien, Öster­reich; Email: wolfgang.kneifel@boku.ac.at

Prof. Dr. Seppo Sal­minen, Func­tional Food Forum, Faculty of Medicine, Uni­versity of Turku, 20014 Turku, Finland; Email: sepsal@utu.fi