Probiotika sind lebende mikrobielle Futterzusätze, die sich positiv auf den Wirt auswirken, indem sie das Gleichgewicht der Darmflora verbessern. Zu den häufig als probiotisch bezeichneten Bakterienarten zählen Milchsäurebakterien wie Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp. und Streptococcus spp., aber auch andere Mikroorganismen wie der Pilz Streptococcus boulardii werden eingesetzt. Viele Eigenschaften probiotischer Bakterien, wie ihr Stoffwechsel, ihre Zellwandstruktur und ihre intrazellulären Bestandteile, können zur Verbesserung des Darmmilieus beitragen.

Vermutete positive Wirkung von Probiotika:

• Erhöhter Nährwert (bessere Verdaulichkeit, erhöhte Aufnahme von Mineralstoffen und Vitaminen).
• Förderung der intestinalen Laktoseverdauung.
• Positiver Einfluss auf die Darmflora (Antibiotika- oder strahleninduzierte Kolitis).
• Vorbeugung von Infektionen des Darmtraktes (bakteriell oder virusbedingt, Candida-Enteritis, Helicobacter-pylori-Ulzera/Neoplasien).
• Regulation der Darmmotilität.
• Verbesserung des Immunsystems
• Krebsprävention.
• Reduzierung der über Niere und Leber ausgeschiedenen katabolen Produkte.
• Prévention de l’athérosclérose par la réduction de l’inflammation!
• Vorbeugung von Osteoporose.
• Verbessertes Wohlbefinden.

Milchsäurebakterien verstoffwechseln Nährstoffe durch Fermentation. Dabei entstehen verschiedene organische Säuren wie L+-Milchsäure und Buttersäure, die den pH-Wert im Darm senken. Der niedrigere pH-Wert hat viele positive Auswirkungen auf das Darmmilieu, beispielsweise die Hemmung des Wachstums von Fäulnisbakterien. Fäulnisbakterien produzieren bei der Verdauung von Nährstoffen stickstoffhaltige Abfallprodukte. Die Hemmung des Wachstums dieser Bakterien führt zu einer Reduzierung von Ammoniak im Blut, freien Serumphenolen und freien Aminosäuren im Urin. Dies bedeutet eine verbesserte Stickstoffretention. Diese Eigenschaften könnten für das in verschiedenen Tierstudien beobachtete Wachstum und die Zunahme des Körpergewichts (Muskelvolumens) verantwortlich sein. Die reduzierte Konzentration stickstoffhaltiger Toxine spielt eine wichtige Rolle bei der Entgiftung der Leber. Harnsäure, das natürliche Antioxidans, das in der Leber als Reaktion auf einen Überschuss an freien Radikalen produziert wird, steht in Zusammenhang mit dem Grad der Dysbiose im Darmtrakt. Dies erklärt, warum Probiotika die Leberregeneration anregen und daher in einem „Leberunterstützungsprogramm“ eingesetzt werden.

Es wird oft behauptet, dass eine probiotische Kultur an der Darmschleimhaut anhaften und den Darm besiedeln muss, um eine Wirkung zu erzielen. Diese Frage ist umstritten. Zunächst einmal: Was genau versteht man unter „kolonisierenden Bakterien“? Kolonisierende Bakterien werden manchmal als Bakterien bezeichnet, die dauerhaft zur Darmflora gehören, in anderen Fällen gelten aber auch Bakterien, die 1–3 Tage in der Darmflora verbleiben, als kolonisierend. Bei Menschen mit Verstopfung lassen sich transiente Bakterien wahrscheinlich länger als drei Tage im Stuhl nachweisen.

Eine häufig angewandte Methode zur Prüfung der Fähigkeit von Bakterien, den Darm zu besiedeln, besteht darin, ihre Adhäsion an Darmepithelzellen in vitro zu untersuchen. Dies ist jedoch kein vollständig adäquater Ansatz, da es neben dem Epithel auch andere Lebensräume für kolonisierende Bakterien gibt, wie beispielsweise die darüberliegende Schleimhautschicht und lose Partikel. Daher können Bakterien, die in dem genannten Test negativ ausfallen, dennoch zur Kolonisierung fähig sein. 99 Prozent der Darmflora bestehen aus anaeroben Bakterien, die in Gegenwart von Sauerstoff absterben. Der Bereich in unmittelbarer Nähe des Epithels ist wahrscheinlich nicht der optimale Lebensraum für diese Bakterien, da Sauerstoff von den darunterliegenden Blutgefäßen zu den Epithelzellen und dann in den supraepithelialen Bereich diffundiert. Dies stützt die Annahme, dass Bakterien nicht an das Darmepithel anhaften können müssen, um den Darm zu besiedeln.
Es hat sich gezeigt, dass Lactobacillus GG Reisedurchfall, antibiotikabedingten Durchfall und rezidivierende Clostridium-difficile-Kolitis reduzieren kann, selbst wenn die „Kolonisierung“ nur 1-3 oder 7 Tage dauert, was als vorübergehend anzusehen ist.

Auch als transient geltende Bakterienstämme können bei Verabreichung in hohen Konzentrationen durch Interaktion mit dem Immunsystem und Verbesserung des Darmmilieus eine Wirkung entfalten, indem sie das Wachstum der normalen Darmflora anregen.

Ernährungsphysiologische Aspekte von Probiotika

Jegliche Mineral- und Vitaminsubstitution setzt ein gesundes Darmmikrobiom voraus. Die Darmflora muss intakt und im Gleichgewicht sein, damit der Körper Mineralstoffe und Vitamine effektiv verwerten kann. Dies ist häufig nicht der Fall. Ein ausgeglichenes Darmmikrobiom verbessert den Stoffwechsel von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten. Das endokrine, das Immun- und das Ernährungssystem sind darauf angewiesen, dass sowohl die äußere als auch die innere Umwelt im Gleichgewicht sind.

Eine tägliche Zufuhr von nützlichen Bakterien, sogenannten Probiotika, ist notwendig, um die Bakterien zu ersetzen, die wir normalerweise über die Nahrung aufnehmen und früher auch aufgenommen haben, die aber heute aufgrund moderner Konservierungsmethoden für Lebensmittel fehlen.

Jegliche Mineral- und Vitaminzufuhr setzt ein gesundes Darmmikrobiom voraus.

Bakterien verbrauchen Vitamine. Bei einer übermäßigen Vermehrung von Darmbakterien im Dünndarm kann der Vitaminverlust durch diesen bakteriellen Verbrauch erheblich sein und zu Vitaminmangel führen. Probiotische Bakterien hemmen die übermäßige Vermehrung von Darmbakterien im Dünndarm und reduzieren so den Vitaminverlust. Dies ist besonders relevant im Vergleich zu Vitaminmangel trotz zusätzlicher Vitaminzufuhr.

Eine verbesserte Mineralstoffaufnahme aufgrund von:

• Osmotische Effekte
• Erhöhte Produktion organischer Säuren aufgrund von Gärung
• Erhöhte Bildung löslicher Salze dieser Säuren
• Proliferation der Darmwand

Die Induktion oder Unterstützung von Enzymen verbessert die Nährstoffaufnahme.

Die stimulierten Bifidobakterien erhöhen die Produktion der Vitamine B1, B2, B3, B6, B7, B9 und B12. Diese Vitamine werden vom Darm aufgenommen und von den verschiedenen Geweben des menschlichen Körpers verwertet.

Verminderte Produktion von Toxinen oder sogenannten freien Radikalen, welche Vitamine, Mineralien und Antioxidantien verbrauchen.

Wichtig: Die meisten freien Radikale entstehen im Darm. Bei einer gestörten Darmflora steigt diese Produktion. Bifidobakterien und Laktobazillen produzieren organische Säuren, die als Antioxidantien wirken. Studien von Kaizu et al. zeigen, dass die oxidative Aktivität im Darm durch die Zufuhr von Milchsäurebakterien um etwa 70 % reduziert wird, was auch auf einen verbesserten Vitamin-E-Status hindeutet.

Immunologische Aspekte von Probiotika

Probiotika werden als lebende mikrobielle Futterzusätze definiert, die sich positiv auf den Wirt auswirken, indem sie das Gleichgewicht der Darmbakterien verbessern. Probiotika haben eine ausgleichende Wirkung auf das Immunsystem, sowohl auf die angeborene als auch auf die spezifische Immunität. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass verschiedene probiotische Bakterien unterschiedliche und unterschiedlich starke Immunreaktionen auslösen können.

Bei der Untersuchung der Immunantwort auf Probiotika ist auch der Verabreichungsweg der Bakterien von Bedeutung. Viele Bakterienarten werden auf ihrem Weg durch Magen und oberen Dünndarm geschädigt oder beeinträchtigt. Durch die Verwendung säure- und gallensäureresistenter Stämme und die Anwendung einer schützenden Tablettenmatrix wird sichergestellt, dass der Großteil der zugeführten Bakterien den Darm erreicht und dort immunologisch aktiv werden kann.

Die normale Darmflora ist Teil des angeborenen Immunsystems. Durch „kompetitive Kolonisierung“ verhindern kommensale Bakterien, dass pathogene Bakterien die Darmschleimhaut besiedeln – den ersten Schritt einer Infektion. Probiotische Bakterien hemmen die Besiedlung durch Krankheitserreger, indem sie organische Säuren wie Milchsäure und Buttersäure produzieren. Diese senken den pH-Wert im Darm und hemmen so das Wachstum potenziell pathogener Mikroorganismen. Sie produzieren außerdem weitere bakterizide Substanzen, die das Wachstum bestimmter Bakterien hemmen. Auch der Wettbewerb um Nährstoffe und Raum spielt bei der kompetitiven Kolonisierung eine Rolle. Die antimikrobielle Wirkung probiotischer Bakterien erklärt deren Nutzen für die Lebensmittelkonservierung.

Bezüglich des Einflusses von Probiotika auf die zelluläre Immunität hat die Forschung gezeigt, dass die Einnahme probiotischer Bakterien die Produktion von IgA-Antikörpern erhöht und die Aktivität von Makrophagen und NK-Zellen steigert, was zu einer verstärkten Abtötung von Bakterien führt. Es wurde auch gezeigt, dass probiotische Bakterien die Zytokinaktivität modulieren. Zytokine sind Signalstoffe des Immunsystems, die die Aktivität der Immunzellen regulieren. Probiotika stimulieren das Immunsystem in eine „antiallergische“ Richtung, wodurch die Produktion von IgE-Antikörpern verringert wird. Zytokine fungieren auch als Bindeglied zwischen dem Immunsystem und dem Nervensystem.

Die Darmbarriere

Die Darmschleimhaut bildet eine selektive Barriere, die bei normaler Funktion das Eindringen potenziell schädlicher Substanzen in den Blutkreislauf verhindert, gleichzeitig aber den Durchtritt nützlicher Stoffe wie Nährstoffe ermöglicht. Die Gesundheit der Darmwand ist für unsere Gesundheit von entscheidender Bedeutung. Probiotische Bakterien wirken heilend auf die Darmschleimhaut, indem sie die Bildung von Epithelzellen anregen und Entzündungen im Darm reduzieren. Dies zeigt sich in einer verringerten Produktion entzündungsfördernder Zytokine während der Einnahme probiotischer Bakterien. Eine Voraussetzung für die Entstehung von Allergien ist, dass Substanzen, die normalerweise die Darmbarriere nicht passieren, in den Blutkreislauf gelangen und mit dem Immunsystem in Kontakt kommen. Es hat sich gezeigt, dass atopisches Ekzem mit Darmentzündungen und einem erhöhten Antigentransfer über die Darmbarriere einhergeht. Die Behandlung von Nahrungsmittelallergien mit Probiotika hat sich als wirksam erwiesen.

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