Was sind Prebiotika bzw. Präbiotika?

Als Präbiotika (andere Schreibweise = Prebiotika) werden unverdauliche Kohlenhydrate (lösliche und unlösliche Ballaststoffe) bezeichnet. Diese unterstützen die Aktivität und das Wachstum der Bakterien im Darm . Sie dienen den „guten“ Bakterien im Darm als Nahrungsquelle und fördern somit deren Überlebensfähigkeit. Inulin, Galactooligosaccharide und Akazienfaser zählen unter anderem zu den Präbiotika.

Bemerkenswerte Eigenschaften der Darmmikrobiota (ehemals Darmflora) sind ihre Funktionalität und Widerstandsfähigkeit. Eine stabile Darmgemeinschaft schützt den Wirt vor eindringenden Mikroorganismen und hilft, die Homöostase einschließlich der Immunregulation aufrechtzuerhalten. Dennoch kommt es aufgrund von Ernährungsumstellungen, Antibiotikaeinsatz, Alter oder Infektionen zu Störungen, die zu einer Darmmikrobiota führen, welche zu einer Reihe von Erkrankungen beitragen kann.

Fermentierte Nahrungsmittel und Getränke begleiteten und erleichterten wahrscheinlich den Übergang von Jäger-Sammler-Gemeinschaften zu sessilen landwirtschaftlichen Gemeinschaften in der neolithischen Revolution vor etwa 14.000 Jahren. Sie sind seit Jahrhunderten ein Grundnahrungsmittel der menschlichen Ernährung und werden immer beliebter. Ihre wachsende Popularität in den letzten 20 Jahren hat jedoch zu zahlreichen Missverständnissen und Fragen geführt. Aus diesem Grund wird im folgenden Teil vor allem Bezug zu Prä- bzw. Prebiotika genommen.

Wissenschaftliche Berichte weisen auf die gesundheitlichen Vorteile der Verwendung von Probiotika und Präbiotika in der menschlichen Ernährung hin. Beide Bezeichnungen dürfen dabei nicht verwechselt werden, da sie eine unterschiedliche Bedeutung haben. Das Wort „probiotisch“ kommt aus dem Griechischen und bedeutet „für das Leben“. Höchstwahrscheinlich war es Ferdinand Vergin, der 1954 den Begriff „Probiotikum“ erfunden hat, indem er in seinem Artikel „Anti- und Probiotika“ die schädlichen Wirkungen von Antibiotika und anderen antibakteriellen Wirkstoffen auf die Darmmikrobiota mit den positiven Wirkungen („Probiotika“) verglich. Einige Zeit später, im Jahr 1965, beschrieben Lilly und Stillwell Probiotika als Mikroorganismen, die das Wachstum anderer Mikroorganismen stimulieren.

Die Definition von Probiotika wurde viele Male modifiziert und geändert. Um ihren mikrobiellen Ursprung hervorzuheben, stellte Fuller (1989) fest, dass Probiotika lebensfähige Mikroorganismen (z. B. Milchsäurebakterien) sein und eine positive Wirkung auf ihren Wirt ausüben müssen. Andererseits weisen Guarner und Schaafsma (1998) auf die notwendige Verwendung einer angemessenen Dosis probiotischer Organismen hin, die erforderlich ist, um die erwartete Wirkung zu erzielen. Die aktuelle Definition, die 2002 von Experten der Arbeitsgruppen der FAO (Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen) und der WHO (Weltgesundheitsorganisation) besagt folgendes:

Probiotika sind lebende Stämme streng ausgewählter Mikroorganismen, welche, wenn sie in ausreichenden Mengen verabreicht werden, ein gesundheitlicher Nutzen für den Wirt haben.

Präbiotika können als Alternative zu Probiotika oder als zusätzliche Unterstützung für diese verwendet werden. Verschiedene Präbiotika stimulieren das Wachstum unterschiedlicher einheimischer Darmbakterien. Präbiotika haben ein enormes Potenzial zur Veränderung der Darmmikrobiota, aber diese Veränderungen treten auf der Ebene einzelner Stämme und Arten auf und lassen sich nicht ohne weiteres vorhersagen. Es gibt viele Berichte über die positiven Auswirkungen von Präbiotika auf die menschliche Gesundheit.

1995 wurden Präbiotika von Gibson und Roberfroid als unverdaute Nahrungsbestandteile definiert, die durch die Stimulierung des Wachstums und/oder der Aktivität eines einzelnen Typs oder einer begrenzten Menge von Mikroorganismen im Magen-Darm-Trakt den Gesundheitszustand eines Wirts verbessern. Im Jahr 2004 wurde die Definition aktualisiert und Präbiotika als selektiv fermentierte Komponenten definiert, die spezifische Veränderungen in der Zusammensetzung und/oder Aktivität von Mikroorganismen im Magen-Darm-Trakt ermöglichen, was für die Gesundheit und das Wohlbefinden des Wirts von Vorteil ist. Schließlich beschrieben 2007 FAO/WHO-Experten Präbiotika als nicht lebensfähige Nahrungskomponente, die dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen in Verbindung mit einer Modulation der Mikrobiota bringt.

Darüber hinaus müssen diese Substanzen spezifische Eigenschaften aufweisen:

• Resistenz gegen Magensäure, Hydrolyse durch Verdauungsenzyme und gastrointestinale GI) Absorption;
• Fermentation durch Darmmikroflora, die in vitro durch Zugabe der entsprechenden Kohlenhydrate zu Suspensionen mit Dickdarminhalt oder reinen oder gemischten Bakterienkulturen in einem anaeroben Batch- oder kontinuierlichem Kulturfermentationssystem bewertet werden kann und
• Wachstumsförderung von Darmbakterien mit positivem Bezug zu Gesundheit und Wohlbefinden. Diese Definition scheint die derzeit vollständigste zu sein.

Außerdem müssen Präbiotika nach Angaben der FAO auch diese Anforderungen erfüllen:

• Sie müssen aufgrund der traditionellen Verwendung sowohl für Männer als auch für Frauen sicher sein und
• sie müssen nach wissenschaftlichen Erkenntnissen in einer plausiblen täglichen Menge aufgenommen werden, um eine „präbiotische“ Wirkung zu haben.

Der gleichzeitigen Anwendung von Probiotika und Präbiotika wird ein hohes Potenzial zugeschrieben. 1995 führten Gibson und Roberfroid den Begriff „Synbiotikum“ ein, um eine Kombination aus synergistisch wirkenden Probiotika und Präbiotika zu beschreiben. Eine ausgewählte Komponente, die in den Magen-Darm-Trakt eingeführt wird, sollte selektiv das Wachstum stimulieren und/oder den Stoffwechsel einer physiologischen Darmmikrobiota aktivieren, wodurch eine positive Wirkung auf die Gesundheit des Wirts erzielt wird. Da das Wort „Synbiotikum“ Synergie impliziert, sollte der Begriff solchen Produkten vorbehalten sein, bei denen eine präbiotische Komponente selektiv einen probiotischen Mikroorganismus begünstigt. Der Hauptzweck dieser Art von Kombination ist die Unterstützung probiotischer Mikroorganismen im Darmtrakt.

Quellen:
Markowiak, P., & Śliżewska, K. (2017). Effects of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics on Human Health. Nutrients, 9(9), 1021. doi.org/10.3390/nu9091021

Guarino, M., Altomare, A., Emerenziani, S., Di Rosa, C., Ribolsi, M., Balestrieri, P., Iovino, P., Rocchi, G., & Cicala, M. (2020). Mechanisms of Action of Prebiotics and Their Effects on Gastro-Intestinal Disorders in Adults. Nutrients, 12(4), 1037. doi.org/10.3390/nu12041037

Marco, M. L., Sanders, M. E., Gänzle, M., Arrieta, M. C., Cotter, P. D., De Vuyst, L., Hill, C., Holzapfel, W., Lebeer, S., Merenstein, D., Reid, G., Wolfe, B. E., & Hutkins, R. (2021). The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on fermented foods. Nature reviews. Gastroenterology & hepatology, 18(3), 196–208. doi.org/10.1038/s41575-020-00390-5

Brosseau, C., Selle, A., Palmer, D. J., Prescott, S. L., Barbarot, S., & Bodinier, M. (2019). Prebiotics: Mechanisms and Preventive Effects in Allergy. Nutrients, 11(8), 1841. doi.org/10.3390/nu11081841

Swanson, K. S., Gibson, G. R., Hutkins, R., Reimer, R. A., Reid, G., Verbeke, K., Scott, K. P., Holscher, H. D., Azad, M. B., Delzenne, N. M., & Sanders, M. E. (2020). The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics. Nature reviews. Gastroenterology & hepatology, 17(11), 687–701. doi.org/10.1038/s41575-020-0344-2

Whisner, C. M., & Castillo, L. F. (2018). Prebiotics, Bone and Mineral Metabolism. Calcified tissue international, 102(4), 443–479. doi.org/10.1007/s00223-017-0339-3