Präbiotika

Synonym(e): Präbiotikum, Prebiotikum, Prebiotika, Ballaststoffe
Nährstoffgruppe: Probiotika & Ballaststoffe

Vorkommen und physiologische Effekte

Vorkommen in der Nahrung

Präbiotika sind unverdauliche Lebensmittelbestandteile, meist – aber nicht ausschließlich –Ballaststoffe, die das Wachstum und die Aktivität der Bakterien im Dickdarm fördern. In der Nahrung begegnen uns Präbiotika in vielen wenig bis unverarbeiteten pflanzlichen Lebensmitteln. So enthalten beispielsweise Chicorée, Artischocke, Topinambur, Zwiebel, Spargel oder die Schalen von Äpfeln und Orangen von Natur aus nennenswerte Mengen an präbiotisch wirksamen Stoffen (1). Heutzutage zählen Präbiotika aufgrund ihrer Eigenschaften zu häufig verwendeten Lebensmittelzusätzen. Inulin wird beispielsweise fettreduzierten Joghurts beigemengt und trägt zur Verbesserung von Geschmack, Textur und Mundgefühl bei. In Wurstwaren wiederum erhöht Inulin den Ballaststoffanteil. Beliebt sind auch Pektine, welche der Lebensmittelindustrie als Gelier-, Verdickungs- und Stabilisierungsmittel dienen und Marmeladen, Süßwaren, Backwaren und Milcherzeugnissen beigesetzt werden (1).
 

Physiologische Effekte
Darm 
  • Wachstum gesundheitsfördernder Bakterien (z. B. Inulin, Oligofruktose) (2) 
    Erhöhung des Stuhlvolumens, Reduktion der Transitzeit des Stuhls (z. B. Weizenkleie, Fruktooligosaccharide, resistente Stärke) (2)
    Bildung von kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) (2):
    Substrat für die Darmmukosazellen
    Integrität und Regeneration (1)
    Senkung des pH-Werts (z. B. Weizenkleie, resistente Stärke, Aleuron) (2)
    Erhöhung der Calciumabsorption (1)
    Reduzierte Bildung karzinogener Stoffe und vermehrte Bildung von Gallensäure (z. B. Weizenkleie, resistente Stärke) (2)

Entgiften
  • Stimulierung antioxidativ entgiftender Enzymsysteme (z. B. Weizenkleie und Weintrauben) (2)
Zellschutz
  • Steigerung der Apoptose (z. B. Aleuron) (2)
    Reduktion von DNA-Schäden (z. B. Arabinoxylan der Kleie) (2)

Immunsystem
  • Reduktion inflammatorischer Prozesse (z. B. Inulin, Oligofruktose) (2)
    Modulierende Effekte auf die Immunantwort (1)

Nervensystem
  • Darm-Hirn-Achse: Einflussnahme der mikrobiellen Metaboliten auf die Neurophysiologie (z. B. auf Neurotransmitter, Synapsenproteine, Stresshormone) (1)

Besondere Informationen

Das intestinale Mikrobiom – Ein eigenständiges Ökosystem

Die bakterielle Flora des Gastrointestinaltrakts besteht aus einer enormen Vielfalt an Organismen, die zusammen einen komplexen Mikrokosmos bilden, der sowohl die Gesundheit als auch die Krankheit des Wirts auf vielen Ebenen maßgeblich beeinflusst. Die Vorstellung, dass das Genom der Darmbakterien etwa 150-mal so viele Gene enthält wie unser eigenes, führt uns die Wichtigkeit und den Einfluss dieses Systems vor Augen. Doch genau diese Kapazität und Vielgestaltigkeit machen es der Wissenschaft schwer, das gesamte Ausmaß des Wirkens zu erfassen. Noch hinzu kommt, dass keine Mikrobiota der anderen gleicht. Auch wenn sich zumindest jene von eng verwandten Familienmitgliedern im Kern ähneln, entscheiden hauptsächlich externe Einflüsse, wie Stress, Ernährung oder Arzneimitteleinnahme, über die Aktivität und die Zusammensetzung der individuellen Darmflora. So ist die Pflege der intestinalen Bakterien im Grunde genommen eine sehr persönliche Angelegenheit und sollte grundsätzlich nicht verallgemeinert werden. Dennoch versuchen Wissenschaftler einen globalen Überblick über die Funktionen und Zusammenhänge mit dem menschlichen Stoffwechsel zu erhalten, um einen Eindruck vom tatsächlichen Einfluss auf den Gesundheitsstatus zu bekommen. Dabei gestaltet sich die Kultivierung von einigen Mikroorganismen schwer, was die Erforschung wiederum limitiert. Neue Methoden zur Sequenzierung des bakteriellen Genoms und metagenomische Analysen liefern die Möglichkeiten und Informationen zum Verständnis des menschlichen Mikrobioms. Diese Erkenntnisse haben uns gezeigt, wie wichtig die Balance der intestinalen Bakterien wirklich ist und dass Dysbiosen sehr häufig mit dem Auftreten von schwerwiegenden Erkrankungen korrelieren. Darauf basiert nun die Entwicklung von medizinischen Produkten, die die mikrobielle Vielfalt modulieren und so einen gesundheitsfördernden Effekt auf den Körper haben können. Eine solche Veränderung kann zum Beispiel die Synthese von gesundheitsrelevanten bakteriellen Metaboliten steigern oder senken, intestinale Pathogene reduzieren, das Immunsystem stimulieren oder das Wachstum von gesundheitsfördernden Bakterienstämmen anregen (4)(5).

Eine der Hauptaufgaben der Darmbakterien ist es, Kohlenhydrate abzubauen, die im Ileum nicht verdaut worden sind. Die sogenannte Kohlenhydratfermentation führt primär zur Bildung von kurzkettigen Fettsäuren (short chain fatty acids, SCFAs), wie Acetaten, Propionaten und Butyraten, die schnell absorbiert und in den Energiestoffwechsel eingeschleust werden können. Der Mensch bezieht daraus bis zu 10 % seines totalen Energieverbrauchs, das tatsächliche Ausmaß hängt jedoch stark von der individuellen Zusammensetzung der Mikrobiota ab. So kann die Modulierung der intestinalen Flora auch maßgeblich zur Energiegewinnung, -speicherung und dem -verbrauch beitragen (4). Die SCFAs werden von der Mukosa des Zäkums und des aufsteigenden Kolons aufgenommen. Die Mukosazellen selbst profitieren vor allem von den Butyraten, die unter anderem zu ihrer Strukturerhaltung beitragen. Butyrate können das Enzym Histon-Deacetylase hemmen und so die Genexpression in den Epithelzellen des Dickdarms ändern. Sie können aber auch in die Entzündungsantwort eingreifen. Durch die Hemmung des Nuklearfaktors κB (NFκB) und der Interferon(IF)-γ-Produktion wirken Butyrate antiinflammatorisch (6).

Nicht verdaute Kohlenhydrate tragen im Dickdarm auch zur Stuhlkonsistenz bei und steigern die Stuhlmasse. Mehr Gewicht bewirkt eine höhere Defäkationsfrequenz und eine kürzere Transitzeit. Das wiederum kann Dickdarmerkrankungen – wie Verstopfung, Divertikulitis und Dickdarmkrebs – vorbeugen. Die meisten nicht absorbierten Kohlenhydrate vermitteln zudem eine laxative Wirkung, indem sie osmotische Effekte und die Wasserbindung an verbleibende unfermentierte Fasern steigern. Zusammengefasst zeigt sich also, dass sowohl die gesunde Zusammensetzung als auch Fütterung der Darmbakterien ernährungsphysiologisch und ebenso klinisch von höchster Relevanz sind und unser lang- und kurzfristiges Befinden in großem Ausmaß beeinflussen (7).
 

Ballaststoffe – Kohlenhydratverbindungen als Nahrung für die Darmbakterien

Das Finden einer passenden und ganzheitlichen Beschreibung der Ballaststoffe gestaltete sich bisher schwerer als angenommen. Die große Vielfalt an Strukturen und Eigenschaften der infrage kommenden Komponenten verkompliziert die Einteilung. Zudem ist die physiologische Signifikanz größer als ursprünglich gedacht. Man ist sich aktuell einig, dass es sich bei Ballaststoffen um Kohlenhydratpolymere handelt, die die Sekrete und Enzyme des menschlichen Verdauungstraktes nicht abbauen können. Zudem beharrt die Botanik auf der Charakterisierung der Ballaststoffe als pflanzliche Zellwandkomponenten. Damit umfasst der Begriff ein sehr breites Spektrum an Verbindungen, die sich in ihren chemischen Eigenschaften und ihrer Struktur stark unterscheiden. Beispiele dafür sind: Nicht-Stärke-Polysaccharide aus Pflanzenzellwänden, Lignine, mikrobielle Polysaccharide, Inulin oder resistente Stärke (7)(8). 

Die Definition als Zellwandkomponenten erklärt die primäre Bezugsquelle für Nahrungsballaststoffe: (fast) alles, was pflanzlich ist. Viele Ballaststoffe findet man demnach in Wurzeln, Knollen und anderem Gemüse sowie in Obst, Nüssen und natürlich Getreide. Dort bieten Ballaststoffe als Wandbestand der Zelle einerseits Stabilität und Schutz vor eindringenden Organismen und müssen andererseits ausreichend dynamisch sein, um sich an Wachstum, Differenzierung und Umwelteinflüsse schnell anzupassen. Während die Zellulose für die richtige Stützfunktion sorgt, bestimmt der Pektingehalt die Porosität und damit den Stoffaustausch durch die Zellwand (8). Klassischerweise werden Ballaststoffe in wasserlöslich und -unlöslich eingeteilt. Beide Typen kommen in ballaststoffreichen Lebensmitteln in unterschiedlicher Menge vor und verfügen über spezifische Eigenschaften. Daher machen wie immer Abwechslung und Vielseitigkeit im Ernährungsplan Sinn, um vom gesamten gesundheitsfördernden Spektrum profitieren zu können (7). 

Die Löslichkeit eines Ballaststoffs entscheidet über seine technische Funktionalität und physiologische Eignung. So steigern lösliche Ballaststoffe, wie Pektine und gummiartige Typen, die Viskosität des Speisebreis im Magen-Darm-Trakt und reduzieren die glykämische Antwort und das Blutcholesterin. Unlösliche Vertreter, zum Beispiel Zellulose und Lignin, hingegen senken die intestinale Transitzeit und erhöhen die Stuhlfrequenz (7). Die gesundheitsfördernden Eigenschaften sind bereits wissenschaftlich bestätigt: Ballaststoffe reduzieren nachweislich das Gesamt- und LDL-Cholesterin im Blut sowie den postprandialen Blutzuckerspiegel und/oder den Insulinspiegel (9). Als zugrundeliegende Mechanismen des cholesterinsenkenden Effekts werden Veränderungen der Cholesterinabsorption und der Gallensäurerückresorption sowie eine Modulierung des Lebermetabolismus und der Plasma-Lipoprotein-Clearance postuliert. Zudem besteht ein inverser Zusammenhang zwischen der Ballaststoffaufnahme und dem Risiko, koronare Herzkrankheiten zu entwickeln. Der Einfluss auf den Blutzucker- beziehungsweise den Insulinspiegel wird durch die pektinvermittelte verzögerte Magenentleerung und ein schnelleres Einsetzen der Sättigung durch langsam verdauliche Stärke erklärt. Gerade deshalb wird eine erhöhte Ballaststoffzufuhr auch zur Prävention von Diabetes mellitus Typ 2 diskutiert (7). Viele Ballaststoffe unterliegen der Fermentierung durch Dickdarmbakterien. Auf diese Weise haben sie einen signifikanten Einfluss auf deren Wachstum und Aktivität. Die Stimulierung von günstigen Mikroorganismen, wie den Lactobazillen und den Bifidobakterien, im Dickdarm beeinflusst die Gesundheit des Wirts positiv. Auch hier spielt die Löslichkeit eine Rolle, denn inwiefern Ballaststoffe fermentiert werden können, hängt stark von dieser Eigenschaft ab. So bauen Dickdarmbakterien zum Beispiel lösliches Pektin in einem weitaus größeren Ausmaß ab als unlösliches Lignin (7).
 

Das intestinale Mikrobiom als Produkt unseres Lebensstils

Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota ist variabel. Sie verändert sich mit der Zeit und passt sich an gegebene und manchmal auch extreme Umstände an. Die wichtigste externe Determinante des Mikrobioms ist wohl die Ernährung. Dabei spielen vor allem die Zusammensetzung und der Energiegehalt eine große Rolle. Je nach gegebenem genetischem Hintergrund beeinflusst das, was wir tagtäglich zu uns nehmen, direkt die Beschaffenheit unserer Darmflora. Die Genetik gibt also gewissermaßen die Rahmenbedingungen vor, die durch externe Einflüsse dann moduliert werden. Um die tatsächlichen Anteile an genetischen und nicht genetischen Faktoren zu erfassen, gibt es Zwillingsexperimente. Sie lehren uns, dass sich der Gehalt von individuellen fäkalen Mikroben bei eng verwandten Personen zumindest ähnelt. Die Mikrobiota von eineiigen Zwillingen mit normalem Körpergewicht ähnelt sich stärker als jene von Zwillingen mit ungleichem Hang zu Übergewicht (4). 

Eine hochenergetische Ernährungsweise wird mit einer substanziellen Umgestaltung der Dickdarmflora in Verbindung gebracht. Dabei nimmt zum Beispiel die Menge der gesundheitsfördernden Bifidobakterien ab. Das wiederum führt zu metabolischen Veränderungen, die mit der Entwicklung einer Insulinresistenz in Verbindung stehen. Außerdem wird eine geringe Zufuhr an Obst und Gemüse mit einer reduzierten genetischen Vielfalt der Mikrobiota assoziiert. Diätetische Interventionen können das intestinale Genspektrum wieder erweitern und beeinflussen so auch etwaige klinische Phänotypen positiv. Eine Ernährungsweise, die auf einer hohen Vollkorn- und Ballaststoffzufuhr basiert, führt nachweislich zur Reduktion von endotoxinproduzierenden opportunistischen Pathogenen, wie Enterobakterien oder Desulfovibrionales, und stimuliert das Wachstum von Bakterienstämmen, die mit dem Schutz der Darmbarriere assoziiert werden (4). 

Die Darmflora bestimmt auch aktiv, wie wir auf Lebensmittel reagieren. Eine ballaststoffreiche Ernährung während des Wachstums kann zum Beispiel dazu führen, dass man im Erwachsenenalter weniger stark zu Übergewicht neigt. Beim Menschen lässt sich anhand der Anwesenheit beziehungsweise der Häufigkeit von bestimmten Bakterienstämmen auch vorhersagen, wie Übergewichtige auf eine bestimmte Ernährungsform reagieren. Diese Tatsache zeigt das Potenzial der mikrobiellen Signatur zur personalisierten Ernährung auf. Neben der Ernährung spielt auch das Alter eine Rolle bei der Modulierung des Mikrobioms. Dieser Wandel geht vermutlich aber ebenso auf die Veränderung der Ernährungsgewohnheiten hin zur höherenergetischer und zuckerhaltiger Nahrung zurück (4).
 

Präventive und therapeutische Wirkmechanismen von Präbiotika

Wie bereits eingangs erwähnt, entstehen in der Darmflora als Produkte des Präbiotikaabbaus hauptsächlich kurzkettige Fettsäuren (SCFAs). Diese Moleküle sind klein genug, um durch die Darmenterozyten zu diffundieren und in den Blutkreislauf zu gelangen. Präbiotika können daher nicht nur den Magen-Darm-Trakt, sondern auch andere entfernte Organe bzw. Organsysteme positiv beeinflussen (1).
 

Akazienfaser verlangsamt die Kohlenhydratfermentation im Dickdarm

Fasern aus der Akazie, auch als Gummiarabikum bekannt, fermentieren nur langsam. Es wird daher angenommen, dass das Beimengen von Gummiarabikum zu einer Ballaststoffmischung die Fermentationszeit verlängert. Erwartet wird ein abweichender modulierender Effekt auf die Mikrobiota in den verschiedenen Bereichen des aufsteigenden, querliegenden und absteigenden Dickdarms. Die gesundheitsfördernden Eigenschaften der Ballaststoffe auf die Dickdarmflora sollen dabei nicht beeinträchtigt werden (5). 

Der Markenrohstoff Fibregum liefert lösliche Akazienfasern aus gänzlich natürlicher Quelle. Aus dem Saft von sorgfältig ausgewählten Akazienbäumen gewonnen, garantiert Fibregum einen Anteil an löslichen Fasern von mindestens 90 % an der gesamten Trockenmasse. Darüber hinaus enthält der Rohstoff wertvolle Polyphenole, wie etwa Catechine und Epicatechine, sowie die Mineralstoffe Magnesium, Natrium, Calcium und Kalium. Fibregum gilt selbst hoch dosiert als gut verträglich. Studien bestätigen die bifidogene Aktivität und zeigen die Stimulierung des Lactobakterienwachstums durch die Aufnahme von 10 g Fibregum/Tag. Die löslichen Akazienfasern werden primär im querliegenden Dickdarm durch Lactobakterien fermentiert, ein Anteil gelangt aber noch bis in das absteigende Kolon, was einen graduellen Fermentierungsprozess bewirkt. Über einen längeren Zeitraum hinweg kann sich die Mikrobiota des Dickdarms anpassen und die Fermentationskapazität nimmt zu. Außerdem induziert Fibregum die Produktion von SCFAs. Vor allem stieg nach Verabreichung von Fibregum die Produktion von Butyraten im distalen Kolon (10). 

Eine In-vitro-Studie von Marzorati et al. (2015) befasste sich mit dem Einfluss von Gummiarabikum auf die Fermentation von Ballaststoffmischungen. Mit Hilfe des Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem (SHIME) konnten die natürlichen Verdauungsprozesse simuliert und konnte die Fermentierung von Inulin beziehungsweise Fructooligosacchariden (FOS) in Verbindung mit Gummiarabikum beobachtet werden. Üblicherweise werden sowohl FOS als auch Inulin sehr rasch fermentiert, doch die Zugabe von Gummiarabikum bewirkte einen graduellen Abbau. Das wird vor allem auf die Veränderung des intestinalen pH-Werts, der sich durch die individuellen Ballaststoffmischungen ergab, zurückgeführt. Während die Kontrollmischung (ohne Gummiarabikum) lediglich zu einer Azidifizierung (Ansäuerung) des aufsteigenden Kolons führte, bewirkte die Intervention einen Anstieg des pH-Werts in allen Dickdarmabschnitten. Das lässt vermuten, dass Teile der Ballaststoffmischung aufgrund der verlangsamten Fermentierung selbst den distalen Dickdarm erreichen. Die Bildung von kurzkettigen Fettsäuren konnte sowohl mit als auch ohne Gummiarabikum gesteigert werden. Darüber hinaus zeigten beide Mischungen bifidogene Eigenschaften. Die modulierende Aktivität in verschiedenen Abschnitten des Kolons war jedoch unterschiedlich. Es zeigte sich, dass es einer langfristigen wiederholten Administration bedarf, um graduelle Veränderungen der Zusammensetzung und Aktivität der Dickdarmflora zu bewirken. Da die zusätzliche Zufuhr von Gummiarabikum die Fermentationsgeschwindigkeit senkt, sehen die Autoren hier einen gesundheitsfördernden Effekt, der die Aufnahme größerer Ballaststoffmengen mit der Ernährung befürwortet (5).
 

Amylopektin trägt zur resistenten Stärkefraktion in Kohlenhydraten bei

Unter dem Begriff resistente Stärke versteht man die gesamte Menge an Stärke und Stärkeabbauprodukten in einem Lebensmittel, die dem Abbau im Dünndarm widersteht, den Dickdarm erreicht und dort dann von Mikroorganismen fermentiert wird. Den Gehalt an resistenter Stärke in einem Kohlenhydrat beeinflussen verschiedene Faktoren. Hierzu zählt das Verhältnis der beiden Stärkebausteine Amylose und Amylopektin. Letzteres repräsentiert eine Gruppe von stark verzweigten Glukosepolymeren. Amylose hingegen ist weniger stark verästelt und hat auch ein geringes Molekulargewicht (11). Amylopektin kann zu einer Steigerung der resistenten Stärkefraktion in einem Kohlenhydrat beitragen. Das passiert aufgrund der Retrogradation von Amylopektin, bei welcher resistente Stärke entsteht. Während der Retrogradation kommt es zu einer zunehmenden Verknäuelung der Moleküle im Gelnetzwerk. Auch der Entzweigungsprozess des Amylopektins trägt mit der Zeit zum Gehalt an resistenter Stärke bei, da die entstehenden niedermolekularen Polymere die Retrogradation fördern (12).
 

Pektin als bewährter Nahrungsmittelbestandteil in Industrie und Klinik

Pektin zählt zur Familie der Heteropolysaccharide und ist als solches hauptsächlich in den primären Zellwänden von Landpflanzen sowie in der Schale von verschiedenen Obst- und Gemüsesorten zu finden. Die Schale von Orangen enthält zum Beispiel bis zu 30 % Pektin, jene von Äpfeln circa 15 %, deshalb werden auch überwiegend Zitrusschalen und Apfeltrester als Quelle für natürliches Pektin herangezogen. Der Ballaststoff ist ein beliebter funktioneller Nahrungsmittelbestandteil und erfreut sich einer breiten pharmakologischen Anwendung. Pektin ist in heißem Wasser löslich und bildet beim Abkühlen Gele. Dieser Effekt wird in der Lebensmittelindustrie ausgenutzt, die Pektin zum Beispiel als Geliermittel während der Herstellung von Marmeladen und Fruchtgelees verwendet. Auch die cholesterinreduzierende Wirkung von Pektin basiert auf der Löslichkeit. Der Ballaststoff bindet Cholesterin und Gallensäuren im Darm und fördert so deren Ausscheidung (7). Pektin übt weitere positive Effekte auf den Organismus aus, insbesondere auf den Gastrointestinaltrakt. Darunter fallen zum Beispiel die Immunmodulation sowie antikanzerogene und ulcuspräventive Eigenschaften. Darüber hinaus kann Pektin positive Darmbakterien selektiv stimulieren (13). Pektin wirkt bifidogen und stimuliert das Wachstum von gesundheitsfördernden Mikroorganismen. So beeinflusst es zum Beispiel die bakterielle Adhäsion von Lactobacillus rhamnosus. Eine Studie von Nazzaro et al. (2012) untersuchte unter anderem den Einfluss von Pektin auf die Entwicklungsfähigkeit von L. acidophilus in einer simulierten Magen- und Pankreaspassage. Im Vergleich zur Kontrolle (Glukose) induzierte Pektin eine Art zelluläre Stressresistenz gegenüber den gastrointestinalen Säften. Darüber hinaus kam es, im Gegensatz zur Kontrolle, durch Pektin zur Bildung des Biomoleküls Butyrat (6).
 

Resistente Dextrine als Kohlenstoffquelle für nützliche Darmbakterien

Das Verlangen nach neuen Kandidaten, die das Wachstum von positiven Bakterienstämmen, zum Beispiel das der Milchsäurebakterien, eigenständig und selektiv stimulieren können, ist groß. Dabei soll die Fermentierung durch andere, möglicherweise auch pathogene Organismen natürlich so weit wie möglich verhindert werden. Stärkeprodukte, im Speziellen resistente Stärke oder das Stärkeabbauprodukt Dextrin, sind eine vielversprechende Quelle. Resistente Dextrine bilden eine neue Gruppe von löslichen Nahrungsballaststoffen. Die kurzkettigen Kohlenhydratpolymere werden üblicherweise durch Hitze- und/ oder Säurebehandlung aus Kartoffel- oder Maisstärke gewonnen und widerstehen der menschlichen Verdauung beinahe vollständig. Die Herstellungsart beeinflusst den Anteil der resistenten Fraktion, also den Prozentsatz, der in den Dickdarm gelangt und dort mit der Mikrobiota interagiert. Dextrin dient der intestinalen Flora als nützliche Kohlenstoffquelle. Studien zeigen, dass vor allem gesundheitsförderliche Bakterienstämme von Dextrinen als Nahrungsquelle profitieren. Experimente hatten einen Anstieg der Carbohydraseflora zur Folge, also der Bakterien, die die Enzyme des Kohlenhydratabbaus bilden, und eine Abnahme des potenziell gefährlichen Clostridium perfringens im Dickdarm durch Formulierungen mit resistenten Dextrinen. Ähnliche Rezepturen führten im Tierversuch zur vermehrten Produktion von kurzkettigen Fettsäuren im Kolon (14) (15).

Labordiagnostik

Mögliche Laboruntersuchung (Labor GANZIMMUN) Indikation
Florastatus Untersuchung zum Nachweis einer gestörten intestinalen Mikroflora Dysbiose
Organische Säuren Spezifisches Testverfahren zum frühzeitigen Erkennen einer vermehrten Besiedlung pathogener Mikroorganismen im Darm Dysbiose
Firmicutes-Bacteroidetesratio Untersuchung des Verhältnisses von Firmicute zu Bacteroidesbakteriengattungen, die Einfluss auf Nahrungsverwertung und Körpergewicht nehmen Dysbiose /Adipositas

Mögliche Mangelsymptome

Auswirkung auf Symptomatik
Stoffwechsel Mikronährstoffmangel, Adipositas
Immunsystem Verstärke Allergieneigung,
Allgemeine Immunschwäche
Verdauung Gestörte intestinale Permeabilität des Darms (Leaky-Gut-Syndrom), gestörte Absorption, Dysbiose

Indikation

Effekt Indikation Dosierung
Physiologische Effekte
mit niedrigen
Nährstoffdosierungen
Bei Dysbiosen zur Erhöhung der bifidogenen Aktivität

10 g/d Akazienfaser (Fibregum)(10)

Zur Aktivierung der Darmfunktionen bei Obstipation (Kinder und Erwachsene) und Darmträgheit, zur Verbesserung der Stuhlkonsistenz sowie bei unregelmäßiger und schwieriger Stuhlentleerung

10-20 g/d Inulin
8 g/d Xylooligosaccharide (16)

Begleitend bei Diabetes mellitus und Hyperlipidämie

10 g/d oligofruktose-angereichertes Inulin (17)

Zur Hunger- bzw. Appetitkontrolle durch verbesserte Sättigung

2 x 24 g/d resistente Stärke (morgens und mittags vor dem Essen) (18)
> 5 g/d Guar (19)

Zur Stärkung des Immunsystems gegenüber unerwünschten Mikroorganismen

6 g/d Fruktane des Inulintyps(bei Kindern) (20)

Einnahme

Allgemeiner Einnahmemodus
 
Wann
 
  • Präbiotika sollten mit viel Flüssigkeit eingenommen werden. Zur Hunger- bzw. Appetitkontrolle mit Wasser vor einer Hauptmahlzeit einnehmen.
Nebenwirkungen

Gelegentlich können milde gastrointestinale Beschwerden (z.B. Blähungen, Bauchdruck) auftreten. Diese sind je nach Person und Art individuell ausgeprägt. Niedrige Mengen (2,5 - 10 g täglich) werden besser vertragen als hohe (40-50 g täglich). Bei empfindlichen Personen empfiehlt sich eine einschleichende Dosierung (1).
 

Kontraindikationen

Nicht anwenden bei Allergien gegen die präbiotischen Komponenten sowie bei Inulinintoleranz. Auch im Akutstadium einer Divertikulitis sollte der Darm mit Schonkost entlastet und vorrübergehend auf grobfasrige Ballaststoffe verzichtet werden. Nach der Akutphase ist eine ballaststoff- und quellstoffreiche Kost hingegen sogar empfohlen, um erneuten Schüben vorzubeugen. Wichtig ist dabei, dass zusätzlich viel getrunken wird – sonst kann der Stuhl durch die Ballaststoffe sogar noch fester werden.

Interaktionen

Interaktionen mit Arzneimitteln
Antibiotika (alle) Stören das biologische Gleichgewicht der Darmflora und begünstigen das Wachstum pathogener Keime. Präbiotika, idealerweise mit einem Probiotikum kombiniert, können den Wiederaufbau einer gesunden Darmflora fördern.
Interaktionen mit anderen Nährstoffen
Calcium Bestimmte Präbiotika wie Inulin, Oligofruktose oder Transgalactooligosaccharide können die intestinale Calciumabsorption erhöhen (1).
Eisen Bestimmte Präbiotika wie Inulin können die intestinale Häm-Eisenabsorption erhöhen (21).
Probiotika Präbiotika können als Fermentationssubstrat die Wirkung von Probiotika verbessern. Die Überlebensfähigkeit der probiotischen Keime steigt (22).

Verbindungen

Beschreibung des Mikronährstoffes

Nicht verdaubarer Nahrungsbestandteil

Verbindungen

Präbiotische Eigenschaften sind für die Di-, Oligo- und Polysaccharide Inulin, Laktulose, Laktitol, Raffinose, Stachyose sowie weitere Fruktane und Oligofruktose untersucht und dokumentiert.

Referenzen

References

1) Davani-Davari, D. et al, 2019. Definition, Types, Sources, Mechanism, and Clinical Applications. Foods. 9;8(6). 
2) Glei, M. 2012: Wieviel Kontrolle ist möglich? Einfluss der Darmbakterien auf das Krebsrisiko und Ansätze zur Prävention von Darmkrebs. Aktuel Ernaehrungsmed. 37(Suppl 1):534-8)
3) EFSA: Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fibre. https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/j.efsa.2010.1462; aufgerufen am 15.04.2019.
4) Xifra, G. et al. 2016. Kapitel 12: Influence of Dietary Factors on Gut  Microbiota: The Role on Insulin Resistance and Diabetes Mellitus. In: A  Volume in the Molecular Nutrition Series. Academic Press, Elsevier. 1. Auflage. S. 147–54.
5) Marzorati, M. et al. 2015. Addition of acacia gum to a FOS/inulin blend improves its fermentation profile in the Simulator of the Human Intestinal  Microbial Ecosystem (SHIME®). J Funct Foods. 16:211–22.
6) Nazzaro, F. et al. 2012. The prebiotic source influences the growth, biochemical features and survival under simulated gastrointestinal  conditions of the probiotic Lactobacillus acidophilus. Anaerobe. 18(6):280–5.
7) Mudgil, D., Barak, S. 2013. Composition, properties and health benefits of ingestible carbohydrate polymers as dietary fiber: A review. Int J Biol  Macromol. 61:1–6.
8) Guillon, F. 2011. Kapitel 24: Dietary fibre functional products. In: Functional Foods. A Volume in Woodhead Publishing Series in Food Science,  Technology and Nutrition. Woodhead Publishing, Elsevier. 2. Auflage. S.  582–622.
9) Phillips, G. O. 2013. Dietary fibre: A chemical category or a health ingredient? Bioact Carbohydr Dietary Fibre. 1(4):3–9.
10) Nexira. How FibregumTM reinforces the gut barrier at the cellular level. http://www.nexira.com/17WP%20Fibregum%20reinforce%20the%20 gut%20barrier%20web.pdf; aufgerufen am 07.08.2017.
11) Syahariza, Z. A. et al. 2013. The importance of amylose and amylo pectin fine structures for starch digestibility in cooked rice grains. Food  Chem. 136(5):742–9.
12) Zaman, S. A., Sarbini, S. R. 2016. The potential of resistant starch as a prebiotic. Crit Rev Biotechnol. 36(6):578–84.
13) Naqash F. et al. 2017. Emerging concepts in the nutraceutical and functional properties of pectin – A Review. Carbohydr Polym. 168:227–39.
14) Barczynska, R. et al. 2012. The tartaric acid-modified enzyme-resistant dextrin from potato starch as potential prebiotic. J Funct Foods. 4(7):954–62.
15) Barczynska, R. et al. 2010. The effect of citric acid-modified enzyme resistant dextrin on growth and metabolism of selected strains of probiotic and other intestinal bacteria. J Funct Foods. 2(5):126–33.
16) Childs CE et al: Xylo-oligosaccharides alone or in synbiotic combination with Bifidobacterium animalis subsp. lactis induce bifidogenesis and modulate markers of immune function in healthy adults: a double-blind, placebo-controlled, randomised, factorial cross-over study. Br J Nutr. 2014 Jun 14;111(11):1945-56.
17) Dehghan P et al: Impact of prebiotic supplementation on T-cell subsets and their related cytokines, anthropometric features and blood pressure in patients with type 2 diabetes mellitus: A randomized placebo-controlled Trial. Complement Ther Med. 2016 Feb;24:96-102.
18) Al Mana, N.M, Robertson, M.D. 2018. Acute Effect of Resistant Starch on Food Intake, Appetite and Satiety in Overweigt/Obese Males. Nutrients. 15;10(12). 
19) Rao, T.P. 2016. Role of guar fiber in appetite control. Physiol Behav. 1;164(Pt A):277-83.
20) Soldi, S. et al. 2019. Prebiotic supplementation over a cold season and during antibiotic treatment specifically modulates the gut microbiota composition of 3-6 year-old children. Benef Microbes. 19:1-12. 
21) Weinborn, V. et al. 2017. Prebiotics increase heme iron bioavailability and do not affect non-heme iron bioavailability in humans. Food Funct. 24;8(5):1994-1999. 
22) Markowiak, P., Śliżewska. K. 2017. Effects of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics on Human Health.Nutrients. 15;9(9). pii: E1021.

Referenzen Interaktionen
Stargrove, M. B. et al. Herb, Nutrient and Drug Interactions: Clinical Implications and Therapeutic Strategies, 1. Auflage. St. Louis, Missouri: Elsevier Health Sciences, 2008.
Gröber, U. Mikronährstoffe: Metabolic Tuning –Prävention –Therapie, 3. Auflage. Stuttgart: WVG Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2011.
Gröber, U. Arzneimittel und Mikronährstoffe: Medikationsorientierte Supplementierung, 3. aktualisierte und erweiterte Auflage. Stuttgart: WVG Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2014.

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