Die probiotische Wirkung von Milchsäurebakterien

Zusammenfassung

Probiotika werden definiert als „lebende Mikroorganismen, die, wenn sie in ausreichender Menge verabreicht werden, dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen bringen.“ Eine der wichtigsten Gruppen von probiotischen Organismen sind die Milchsäurebakterien, die häufig in fermentierten Milchprodukten verwendet werden. Diese Bakterien werden schon seit langem sicher in Lebensmitteln verwendet. Das Interesse an diesen Arten nimmt zu, da die Forschung beginnt, die vielen möglichen gesundheitlichen Vorteile von Milchsäurebakterien aufzudecken.

Die Wirkung von Milchsäurebakterien ist art- und stammspezifisch und hängt davon ab, dass eine ausreichende Anzahl von Bakterien im Darm vorhanden ist. Die Schwierigkeit, Stämme zu identifizieren und zu klassifizieren, hat die Forschung erschwert, da sich die Vorteile möglicherweise nur auf bestimmte Stämme beziehen.

Dennoch haben Milchsäurebakterien eine Reihe von wohlbekannten Vorteilen. Sie können die Laktoseverdauung verbessern, eine Rolle bei der Vorbeugung und Behandlung von Durchfall spielen und auf das Immunsystem einwirken, indem sie dem Körper helfen, sich gegen Infektionen zu wehren und diese zu bekämpfen.

Weitere Arbeiten müssen durchgeführt werden, um die Rolle zu bestätigen, die Milchsäurebakterien bei der Vorbeugung oder Verlangsamung des Wachstums von Dickdarmkrebs, der Senkung des Cholesterinspiegels, der Vorbeugung von urogenitalen Infektionen, der Linderung von Verstopfung und der Behandlung von Nahrungsmittelallergien spielen könnten.

Probiotika…ein Sonderfall

Bei der Suche nach der Frage, wie Lebensmittel die Gesundheit fördern oder chronischen Krankheiten vorbeugen können, sind die Forscher neben den Nährstoffen auf eine weitere Reihe von Lebensmittelbestandteilen gestoßen. Dieser wachsende Informationsbereich hat zu einer neuen Bezeichnung für Lebensmittel mit Zusatznutzen geführt: funktionelle Lebensmittel.

Funktionelle Lebensmittel enthalten erhebliche Mengen an biologisch aktiven Bestandteilen, die über die Grundnahrung hinaus gesundheitliche Vorteile bieten. Andere Bezeichnungen für funktionelle Lebensmittel sind Nutraceuticals, Pharmafoods, Designer Foods, Mood Foods…Einige Beispiele für funktionelle Lebensmittel sind:

• Hafer und Gerste, die Beta-Glucane enthalten und die Blutzuckerkontrolle verbessern und den Cholesterinspiegel im Blut senken können.
• gekochte Tomaten, die den sekundären Pflanzenstoff Lycopin enthalten und das Risiko von Prostata- und Gebärmutterhalskrebs verringern können.
• Joghurt und andere Sauermilchprodukte, die Milchsäurebakterien enthalten und die Funktion des Magen-Darm-Systems verbessern können. Tatsächlich sind die potenziellen Vorteile von Joghurt und anderen Lebensmitteln, die lebende Organismen enthalten, so zahlreich, dass sie eine spezielle Untergruppe funktioneller Lebensmittel bilden: probiotische Lebensmittel.

Die probiotische Wirkung von Milchsäurebakterien

Lange bevor der Begriff „probiotisch“ geprägt wurde, schlug Elie Metchnikoff, der Nobelpreisträger für Immunologie, 1908 vor, dass die Bauern auf dem Balkan deshalb so lange lebten, weil sie mit Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus fermentierte Milch tranken (1). Er vermutete, dass diese Bakterien die „Fäulnisgärung“ unterdrücken und so zu einer besseren Gesundheit und einem längeren Leben führen würden. Seine Ideen weckten großes Interesse an der Rolle der Darmmikroflora für die Gesundheit, ein Interesse, das bis heute anhält.

Heute werden viele potenzielle gesundheitliche Vorteile probiotischer Bakterien untersucht, von der Verbesserung des mikrobiellen Gleichgewichts im Darm bis zur Stärkung der Funktion des Immunsystems.

Probiotika werden definiert als „lebende Mikroorganismen, die, wenn sie in angemessenen Mengen verabreicht werden, dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen bringen“ (2). Eine der wichtigsten Gruppen von probiotischen Organismen sind die Milchsäurebakterien.

Was sind Milchsäurebakterien?

Milchsäurebakterien produzieren Milchsäure als Hauptprodukt. Sie sind in der Natur weit verbreitet – im Boden, in Gemüse, Fleisch, Milch und im menschlichen Körper. Viele werden in fermentierten Milcherzeugnissen verwendet. Streptococcus thermophilus (S. thermophilus) und Lactobacillus bulgaricus (L. bulgaricus) sind die beiden Bakterien, die zur Herstellung von Joghurt benötigt werden. Viele kommerzielle Joghurts in Kanada enthalten auch Lactobacillus acidophilus (L. acidophilus) und Bifidobacterium bifidus (B. bifidus). Lactobacillus casei (L. casei) ist häufig in Käse zu finden. Alle diese Bakterienarten werden von Kanada als probiotisch anerkannt (3).

Diese Arten können weiter in Unterarten, Varianten und Stämme unterteilt werden. Die Schwierigkeit, Stämme zu identifizieren und zu klassifizieren, hat die Forschung erschwert, da sich die Vorteile möglicherweise nur auf bestimmte Stämme beziehen.

Die Entwicklung eines Namens…

Lactobacillus GG (LGG) wurde ursprünglich als L. acidophilus Stamm GG klassifiziert, benannt nach den Entdeckern Gorbach und Goldin. Später wurde er als L. casei subspecies rhamnosum oder L. rhamnosum bezeichnet. In jüngerer Zeit wurde vorgeschlagen, sie als eigene Art neu zu klassifizieren: L. zeae. Im Allgemeinen wird er immer noch als Lactobacillus GG bezeichnet.

Als LGG noch als L. acidophilus klassifiziert wurde, hätten die Forschungen jegliche Vorteile dem Acidophilus zugeschrieben. Dies ist nun nicht mehr der Fall.

Was macht ein Bakterium zu einem Probiotikum?

Damit Bakterien eine probiotische Wirkung entfalten können, müssen sie sowohl die Magensäure (pH-Wert bis zu 1,5) als auch die Gallensäure (pH-Wert bis zu 2) überleben können. Dies ist bei den meisten Laktobazillen der Fall.

Zweitens müssen die Bakterien in ausreichender Menge im Darm ankommen, um eine Wirkung zu entfalten. Die erforderliche Menge hängt vom Bakterienstamm und dem untersuchten gesundheitlichen Nutzen ab. Die wirksame Mindestmenge für einzelne Bakterien und bestimmte gesundheitliche Vorteile wird derzeit erforscht.

Die Bakterien müssen sich möglicherweise an der Darmwand anheften (d. h. „einnisten“) und sich dort ansiedeln, um eine Wirkung zu entfalten. Sherwood Gorbach, einer der Entdecker von Lactobacillus GG, erklärt: „Unsere Forschungen der letzten 20 Jahre hatten zweifelsfrei ergeben, dass die Einnistung im Darm die entscheidende Eigenschaft ist, die ein Stamm besitzen muss, um das Darmmilieu zu beeinflussen…“ (4). Andere sind jedoch der Meinung, dass ein kontinuierlicher Transit (z. B. durch den ständigen Verzehr einer probiotischen Nahrung) eine Alternative zur Einnistung und Besiedlung des Organismus darstellt (5).

Schließlich müssen die Bakterien einige positive Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zeigen. Einige Beispiele für positive Wirkungen, die untersucht werden, sind die Linderung von Laktoseintoleranz, die Vorbeugung und Behandlung von Durchfall, die Aufrechterhaltung einer normalen Darmflora, der Antagonismus gegen Krankheitserreger, die Stimulierung des Immunsystems, die antikarzinogene Aktivität und die Senkung des Serumcholesterinspiegels.

Wirkung von Probiotika: Was ist bewiesen?

Nachgewiesene Vorteile

Laktoseverdauung

Es ist bekannt, dass die Anwesenheit von Milchsäurebakterien, insbesondere von L. bulgaricus und S. thermophilus in Joghurt, die Laktoseverdauung verbessert (6). Es scheint, dass die Zellwände der Bakterien intakt sein müssen (wie es der Fall ist, wenn die Bakterien leben), damit die Wirkung eintritt (7). Einige mögliche Mechanismen für die verbesserte Laktoseverdauung sind:

• Die Laktaseaktivität der Bakterien übernimmt die eigentliche Arbeit der Verdauung der Laktose im Produkt, sobald es den Darm erreicht (8).
• Die langsamere Transitzeit von Joghurt kann der verbleibenden Laktase im Darm und den Joghurtbakterien mehr Zeit geben, die Laktose zu verdauen (9).
• Ein Teil des Joghurts könnte die Fermentation von Laktose hemmen und so die Symptome verringern (9).

Süße Acidophilus-Milch (Milch mit L. acidophilus, die nicht fermentiert wurde) scheint die Symptome der Laktosemaldigestion nicht zu lindern. Obwohl einige Arbeiten eine geringe Wirkung zeigen, zeigen die meisten Arbeiten keine Wirkung (10).

Durchfall

Milchsäurebakterien können bei der Vorbeugung und Verkürzung der Dauer verschiedener Arten von Durchfall nützlich sein (11).

Eine Reihe von gut konzipierten Studien haben festgestellt, dass fermentierte Milchprodukte wirksam Durchfall bei Kindern verhindern oder behandeln (12). Wirkungen wurden mit L. casei und B. bifidum festgestellt.

Ein paar kleine Studien zeigen, dass Milchsäurebakterien das Auftreten von antibiotikabedingter Diarrhöe verringern können (13). Dies deutet darauf hin, dass Milchsäurebakterien bei immunsupprimierten Patienten, die routinemäßig Antibiotika einnehmen, eine Rolle spielen können (14).

Einige Studien über Reisedurchfall haben die Wirksamkeit von Milchsäurebakterien bei der Verringerung der Häufigkeit von Durchfall gezeigt (15, 16).

Milchsäurebakterien können die Durchfallerkrankung wahrscheinlich auf verschiedene Weise verringern:

• Milchsäurebakterien konkurrieren mit Krankheitserregern um Nährstoffe und Platz im Darm (13).
• Nebenprodukte des Stoffwechsels können eine direkte Wirkung gegen die Krankheitserreger haben. In-vitro-Arbeiten zeigen zum Beispiel, dass L. casei, L. acidophilus und L. bulgaricus antimikrobielle Wirkstoffe wie Acidophilin und Bulgarican produzieren können, die das Wachstum von Krankheitserregern hemmen können (13).
• Milchsäurebakterien können aufgrund von Wirkungen auf das Immunsystem gegen Durchfall wirksam sein.

Wirkungen auf das Immunsystem

Milchsäurebakterien verbessern die Funktion des Immunsystems auf intestinaler und systemischer Ebene. Beim Menschen erhöhen Milchsäurebakterien nachweislich die:

• B-Lymphozyten oder B-Zellen, die Fremdkörper erkennen (17),
• Phagozytenaktivität, die zur Zerstörung von Fremdkörpern beiträgt (18),
• IgA-, IgG- und IgM-sezernierende Zellen und IgA-Serumspiegel, was die Antikörperaktivität erhöhen würde (19), und
• γ-Interferonspiegel, die den weißen Blutkörperchen helfen, Krankheiten zu bekämpfen (20).

Eine andere Art der körpereigenen Abwehr ist die Barriere, die die Schleimschichten des Darms bilden. Die Schleimhaut stellt eine physische Barriere dar, die normalerweise verhindert, dass Fremdstoffe den Darm passieren. Außerdem befindet sich in der Darmschleimhaut eine große Anzahl von Immunzellen. Dadurch kann der Darm mit dem Immunsystem interagieren. Milchsäurebakterien können die Immunaktivität in der Darmschleimhaut stimulieren (21).

Bei Erkrankungen wie Allergien oder dem Auto-Brauerei-Syndrom (abnormale Darmgärung, die zu erhöhten Ethanolwerten im Blut führt) kann die Durchlässigkeit des Dünndarms zunehmen, so dass unverdaute Eiweißmoleküle durchgelassen werden (22). Es hat sich gezeigt, dass Lactobacillus GG die Darmpermeabilität umkehren kann (23).

Probiotische Bakterien können möglicherweise eine Rolle bei der Behandlung von Nahrungsmittelallergien spielen. Dies wurde in einem Experiment mit Säuglingen gezeigt, die aufgrund einer Kuhmilchallergie ein Exzem hatten (24). Die Säuglinge in der Versuchsgruppe erhielten hydrolysierte Molke, die mit LGG angereichert war, während die Säuglinge in der Kontrollgruppe nur Molke erhielten. Der Hautzustand der Säuglinge, die das LGG erhielten, verbesserte sich im Vergleich zur Kontrollgruppe deutlich. Außerdem waren in der Versuchsgruppe die Werte von Faktoren, die mit Entzündungen im Darm in Verbindung gebracht werden, verbessert.

Potenzieller Nutzen

Hypocholesterinämische Wirkung

Einige Stämme von L. acidophilus können Cholesterin in Gegenwart von Galle aufnehmen (25). Andere In-vitro-Untersuchungen zeigen, dass Cholesterin in Gegenwart von L. acidophilus mit freien Gallensalzen ausfallen kann, insbesondere in saurem Milieu (26). Daher wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine oder beide dieser Wirkungen in vivo stattfinden und zur Senkung des Serumcholesterinspiegels beim Menschen beitragen könnten.

Verschiedene Studien mit fermentierten Milchprodukten haben entweder keine Wirkung oder eine Senkung des Cholesterinspiegels gezeigt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es noch keine ausreichenden Beweise für eine cholesterinsenkende Wirkung von fermentierten Milchprodukten gibt.

Verstopfung

Milchprodukte, die mit einigen Stämmen von L. acidophilus und Bifidobakterien fermentiert wurden, verkürzen die Darmpassagezeit. Diese Wirkung kann für Menschen mit Verstopfung, wie z. B. ältere Menschen, nützlich sein (27). Eine gut kontrollierte Humanstudie ist erforderlich, um dies zu bestätigen.

Darmkrebs

Einige Milchsäurebakterien können dazu beitragen, die Entstehung von Darmkrebs zu verhindern. Es wurde auch nachgewiesen, dass Milchsäurebakterien das Wachstum von experimentellen Krebsarten verlangsamen, obwohl die Ergebnisse nicht von langer Dauer sind.

Es scheint, dass Milchsäurebakterien die Menge an Dickdarmenzymen reduzieren können, die Prokarzinogene in Karzinogene umwandeln. Insbesondere können Milchsäurebakterien die Spiegel der Enzyme β-Glucuronidase, Nitroreduktase und Azoreduktase senken (28). Milchsäurebakterien können auch an der direkten Reduzierung von Prokarzinogenen beteiligt sein, indem sie beispielsweise Nitrite aufnehmen und den Gehalt an sekundären Gallensalzen verringern (28). In den meisten Berichten treten diese Effekte nur während des Zeitraums auf, in dem die Bakterien verzehrt werden (28).

Veränderungen der Enzymaktivität beim Menschen wurden mit L. acidophilus und B. bifidum (29) und LGG (30) beobachtet. Tierstudien haben gezeigt, dass bei Tieren, die in Gegenwart von LGG einem Karzinogen ausgesetzt waren, weniger Tumore auftraten als bei Tieren, die dem Karzinogen ohne den Nutzen von LGG ausgesetzt waren (31). Beim Menschen zeigen epidemiologische Berichte, dass Bevölkerungsgruppen, die fermentierte Milchprodukte verzehren, ein geringeres Darmkrebsrisiko haben (32). Es gibt jedoch noch keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen dem Verzehr von Milchsäurebakterien und der Krebsprävention.

Urogenitalinfektionen

Milchsäurebakterien könnten vaginale Candidainfektionen reduzieren. Dies ist noch spekulativ, aber es wäre eine Untersuchung wert. Eine kleine Studie hat gezeigt, dass bei Frauen mit wiederkehrender vaginaler Candidose, die täglich einen Joghurt mit L. acidophilus verzehrten, weniger vaginale Candidosen auftraten als in der Kontrollperiode, in der sie keinen Joghurt aßen (33). Es handelte sich um eine Cross-over-Studie, die mit 21 Frauen begann. Acht der Frauen, die in der Behandlungsgruppe begonnen hatten, weigerten sich, in die Kontrollgruppe überzuwechseln, da sie so viel weniger Infektionen erlebten, so dass nur 13 Frauen die Studie abschlossen.

Geschwüre

Milchsäurebakterien zeigen ein gewisses Versprechen gegen Magengeschwüre. Arbeiten mit einem bestimmten Stamm von L. acidophilus haben gezeigt, dass L. acidophilus (in vitro) wirksam mit Heliobacter pylori um Anheftungsstellen konkurriert und so die Zahl der H. pylori, die sich an die Zellwand heften können, begrenzt (34). Die Infektion mit H. pylori ist ein Risikofaktor für Magengeschwüre. Eine kleine Studie an Patienten mit Magengeschwüren zeigte, dass Bifidobacteria bifidum bei 50 % der Patienten die Heilung von Magengeschwüren und bei 30 % der Patienten die Eradikation von H. pylori aus den Schleimhäuten förderte (35).

Einige probiotische Lebensmittel: welche Bakterien enthalten sie?

Joghurt enthält immer L. bulgaricus und S. thermophilus und kann L. acidophilus und Bifidobakterien enthalten.

Acidophilus-Milch enthält Lactobacillus acidophilus.

Kefir enthält zahlreiche Milchsäurebakterien, darunter Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris, Lactobacillus kefir, Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus und Leuconostoc-Arten. Es enthält auch Hefen.

Es ist wichtig, daran zu denken, dass die Vorteile von Probiotika eine Mindestanzahl von Bakterien erfordern, um Vorteile zu erzielen. Obwohl die Mindestmengen noch nicht festgelegt sind, liegen die Forschungsdosen in der Regel in der Größenordnung von 1 Milliarde Zellen. Nicht alle fermentierten Produkte enthalten genügend aktive Mikroorganismen. Je frischer das Produkt, desto mehr Organismen sind aktiv.

Sicherheit von Probiotika

Milchsäurebakterien, die traditionell in fermentierten Milchprodukten verwendet werden, haben eine lange Geschichte der sicheren Verwendung. Da jedoch das Interesse an der Verwendung neuer Stämme wächst, werden Sicherheitstests immer wichtiger.

Lactobacillus GG wurde umfangreichen Tests zur Sicherheit und Wirksamkeit seiner Verwendung unterzogen. Er wurde 1992 vom United Kingdom Advisory Committee on Novel Foods und 1996 von den japanischen Behörden für funktionelle Lebensmittel zugelassen (36).

In Kanada gelten Probiotika als Lebensmittelzutat, wenn sie Lebensmitteln zugesetzt werden, und werden von Health Canada im Rahmen des Food and Drug Act geregelt. Die Canadian Food Inspection Agency (CFIA) ist für die Durchsetzung des Food and Drug Act zuständig, während die Hersteller für die Sicherheit der von ihnen produzierten und verkauften Lebensmittel verantwortlich sind. Health Canada hat einen Leitfaden erstellt, in dem beschrieben wird, wie gesundheitsbezogene Angaben über Probiotika gemacht werden können (37).

Einige probiotische Bakterien und was sie tun
Bakterien	Probiotische Wirkungen	Eigenschaften	Verwendung
Lactobacillus acidophilus (6 Hauptarten)	kann Darminfektionen bekämpfen verringert die Darmtransitzeit kann Dickdarmkrebs vorbeugen kann hypocholesterinämisch sein Ein einzelner Stamm von L. Acidophilus erreicht wahrscheinlich nicht alle angeblichen Vorteile.	Überlebt den GI-Transit gut. (Die Überlebensfähigkeit variiert zwischen den Stämmen.) Adhärenz in vitro nachgewiesen, aber noch nicht in vivo. Wächst langsam in fermentierten Produkten; überlebt nicht gut in fermentierten Produkten.	Wird in Acidophilus-Milch und in Kefir verwendet; kann in Joghurt verwendet werden.
Lactobacillus GG	verhindert das Wachstum von Krankheitserregern verzögert die Tumorentwicklung verhindert Reisedurchfall, antibiotika-assoziierte Diarrhöe und Säuglingsdiarrhöe	implantiert und kolonisiert den Darmtrakt. Die Besiedlung ist jedoch nicht von Dauer. Die Forschung zeigt, dass probiotische Bakterien ein paar Mal pro Woche verzehrt werden sollten, um ihre Wirkung auf die Darmflora aufrechtzuerhalten.	Einige neue fermentierte Milchprodukte mit LGG sind in Europa erhältlich. Die für die Kolonisierung erforderlichen Mindestmengen sind: 108 Zellen in Milch, 109 Zellen in fermentierter Milch oder magensaftresistenten Tabletten, 1010 Zellen in Gelatinekapseln.
Lactobacillus casei	verändert die Aktivität der Darmmikroflora verringert die Häufigkeit und Dauer von Durchfall kann den Spiegel von Immunglobulinen erhöhen, γ-Interferon und phagozytische Aktivität verringert die Aktivität von Enzymen, die mit dem Risiko von Dickdarmkrebs in Verbindung stehen	Einige Stämme überleben die Darmpassage. Kolonisiert nicht.	Wird in Kefir und vielen Käsesorten, einschließlich Parmesan und Cheddar, verwendet; wird auch in einigen neuen joghurtähnlichen Produkten verwendet.
Bifidobakterien (29 Stämme)	verändert die Zusammensetzung der Darmflora, möglicherweise durch Einschränkung des Wachstums von Krankheitserregern verringert Häufigkeit und Dauer von Durchfall verringert die Darmtransitzeit kann Darmkrebs reduzieren erhöht die Produktion von sekretorischen Immunglobulinen	Einige Stämme von Bifidobakterien überleben die Darmpassage gut, aber es ist nicht klar, ob sie sich einnisten. Produzieren sowohl Milchsäure als auch Essigsäure.	Kann in Joghurt verwendet werden.

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