Grundlagen der Darmgesundheit: Präbiotika, Probiotika und Postbiotika

von: Zach Aanderud Ph.D.

In diesem Artikel werden die drei Biotika definiert und die Verflechtung der Biotika und ihr gesundheitlicher Nutzen für das Darmmikrobiom hervorgehoben. Es enthält einen tieferen Einblick in die Grundlagen von Prä-, Pro- und Postbiotika und die Wechselwirkungen zwischen diesen drei verschiedenen Kategorien. Hebt die Prä-, Post- und Probiotika in LoveBiome-Produkten mit relativ kurzen Beschreibungen für die wichtigsten Produkte hervor.

Auf der Suche nach Wahrheiten über die Bedeutung unseres Mikrobioms werden wir oft mit drei Begriffen konfrontiert: Präbiotika, Probiotika und Postbiotika. Die drei Begriffe stehen in direktem Zusammenhang mit unserem Mikrobiom oder der „Sammlung aller Mikroben wie Bakterien, Pilze, Viren und ihrer Gene, die von Natur aus auf unserem Körper und in uns leben“, wie es das National Institute of Health der Vereinigten Staaten von Amerika definiert (https://www.niehs.nih.gov/health/topics/science/microbiome/index.cfm#:~:text=The%20microbiome%20is%20the%20collection,to%20human%20health%20and%20wellness.).

Unser Verständnis von Prä-, Pro- und Postbiotika gerät jedoch oft durcheinander. In Blogs, Tweets und Branchenpublikationen werden die drei Begriffe unterschiedslos synonym verwendet, wobei der medizinische Fachjargon dazu dient, Hunderte von verschiedenen lebenden und nicht lebenden Komponenten in Gesundheitsprodukten zu definieren. Die Flut von Prä-, Pro- und/oder Postbiotika-Produkten auf dem Markt, die mit zahlreichen gesundheitlichen Vorteilen werben, verwirrt und überfordert die Verbraucher bei der Auswahl der Produkte zusätzlich.

Leider können die prä-, pro- und/oder postbiotischen Produkte, die wir als verwirrte Verbraucher auswählen, schlecht abschneiden und uns die Gesundheit des Mikrobioms madig machen, wodurch der Eindruck entsteht, dass die gesamte Branche nur „Schlangenöl“ ist, obwohl nichts weiter von der Wahrheit entfernt sein könnte. Nur wenn wir den Unterschied und die Bedeutung von Prä-, Pro- und Postbiotika klar verstehen, werden wir, die Verbraucher, in der Lage sein, die Kraft eines ausgewogenen Mikrobioms wirklich zu nutzen.

Um die Bedeutung von Prä-, Pro- und Postbiotika in Mikrobiomen zu verdeutlichen, werden wir eine lebenswichtige Ökosystemleistung, die Bestäubung, als Analogie verwenden. Die Bestäubung ist für das Überleben von 88 % der Blütenpflanzen unerlässlich, sichert 35 % der weltweiten pflanzlichen Nahrungsmittelversorgung und bringt uns jährlich 195 bis 387 Milliarden US-Dollar ein (Porto et al. 2020). Genau wie die Bestäubung ist auch das Mikrobiom unglaublich weit verbreitet – es ist in allen 8 Milliarden von uns vorhanden – und hilft uns, unsere Nahrung zu verdauen, unser Immunsystem zu regulieren, uns vor Krankheitserregern zu schützen, unsere Stimmung zu beeinflussen und Vitamine zu produzieren, und das alles kostenlos.

Der Begriff „Probiotikum“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet „für das Leben“. Er wurde 1965 von Daniel Lilley und Rosalie Stillwell (Lilley und Stillwell 1965) geprägt, um das genaue Gegenteil von „Antibiotikum“ auszudrücken, und später verfeinert, um sich speziell auf die Vorteile für den Wirt zu konzentrieren. Ein Probiotikum ist ein lebender Mikroorganismus, der, wenn er in ausreichender Menge verabreicht wird, dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen bringt (Vinderola et al. 2022). In unserer Analogie zur Bestäubung sind Bestäuber wie Probiotika. Zu den Bestäubern gehören weltweit über 15.000 Arten, vor allem Bienen, Wespen, Käfer, Motten, Fledermäuse und Vögel. In ähnlicher Weise sind Probiotika lebende Mikroorganismen, im Allgemeinen Bakterienarten, die in den Lebensmitteln, die wir essen, oder in den Nahrungsergänzungsmitteln, die wir kaufen, enthalten sind und unsere Gesundheit verbessern. Im Allgemeinen gehören Probiotika zu den sieben wichtigsten Bakteriengattungen, die am häufigsten in kommerziellen Produkten verwendet werden, darunter Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces, Streptococcus, Enterococcus, Escherichia und Bacillus(https://ods.od.nih.gov/factsheets/Probiotics-HealthProfessional/). Hunderte von Arten werden als Probiotika vermarktet. Lactobacillus-Arten zum Beispiel sind weit verbreitete Probiotika mit über 170 Arten und 17 Unterarten in ihren Gattungen (Goldstein et l 2015).

Probiotika sind nur ein kleiner Teil Ihres Mikrobioms. Im Allgemeinen wird das menschliche Mikrobiom von Bakterien dominiert, die aus Billionen von Einzelzellen und Tausenden von Bakterienarten bestehen. Von diesen Tausenden von Bakterienarten sind die meisten nützlich und symbiotisch, d. h. sie werden als kommensale oder mutualistische Bakterien eingestuft, die den Wirt, also uns, durch Verdauung mit lebenswichtigen Nährstoffen versorgen und uns gegen opportunistische Krankheitserreger verteidigen, während sie gleichzeitig Nahrung und eine relativ stabile Umgebung erhalten. Weniger Arten in unserem Mikrobiom sind Probiotika, die absichtlich mit der Nahrung oder als Nahrungsergänzungsmittel aufgenommen werden, um dem Wirt eine Vielzahl von direkten gesundheitlichen Vorteilen zu bieten.

Nur ein kleiner Teil Ihres Mikrobioms besteht aus Arten, die bei einem gesunden Menschen als pathogen gelten und als „schlechte“ Bakterien eingestuft werden. Ihr Mikrobiom und die darin enthaltenen probiotischen Spezies können täglich, wöchentlich und/oder monatlich schwanken, abhängig von Ihrer Ernährung, der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln, Medikamenten, Bewegung und einer Vielzahl anderer Umwelteinflüsse (Rinninella et al. 2019)

Was die Präbiotika betrifft, so ist die Bestäubung eine für beide Seiten vorteilhafte Interaktion, bei der die Bestäuber für den Besuch einer Blüte mit Nahrung – Nektar und Pollen – belohnt werden. Die Belohnungen Nektar und Pollen sind in unserer Analogie wie Präbiotika. Präbiotika sind relativ chemisch komplexe „Lebensmittel“, die die nützlichen und probiotischen Bakterien ernähren und dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen bringen (Vinderola et al. 2022). Präbiotika gibt es in vielen verschiedenen chemischen Formen, je nach den Probiotika, die wir in einem bestimmten Mikrobiom zu ernähren versuchen. Präbiotika können mehrere Arten von Probiotika ernähren oder nur eine bestimmte Art von Probiotika ernähren, wodurch eine einzigartige Syntropie entsteht.

Dieses Phänomen ist auch bei der Bestäubung zu beobachten, wo sich bestimmte Bestäuberarten spezialisieren oder nur bestimmte Blumenarten besuchen. Die Kombination von Präbiotika und Probiotika zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit wird als Synbiotika bezeichnet, die erstmals 1995 von Gibson und Roberfroid vorgeschlagen wurden, um direkte Wechselwirkungen zwischen den Biotika im menschlichen Darmmikrobiom zu erklären. Unabhängig davon sind Präbiotika in allen menschlichen Mikrobiomen (z. B. Vaginal-, Haut-, Augen-, Ohren-, Nasen-Rachen-, Mund- und Magen-Darm-Trakt) häufig in Pflanzen zu finden, die in Familiengärten, auf exotischen Gewürzmärkten, in exotischen und wilden Gebieten und in alten Quellen zu finden sind – pflanzliches Leben gibt Leben.

Die letzte Komponente unserer Analogie sind die Postbiotika. In Anlehnung an den produktivsten Bestäuber unseres Planeten, die Honigbiene, können Postbiotika mit dem Honig verglichen werden, der den Bienenstock ernährt. Bienen wandeln Blütennektar enzymatisch um und verarbeiten ihn, so wie Probiotika und nützliche Bakterien in unserem Mikrobiom während des Stoffwechsels Präbiotika enzymatisch in Postbiotika umwandeln. Bei Postbiotika handelt es sich nicht nur um die Abfälle, die nach der Nahrungsaufnahme der Bakterien zurückbleiben, sondern um eine heterogene Mischung aus zellulären Strukturen von lysierenden oder abgestorbenen Bakterien und Metaboliten, die dem Wirt einen direkten gesundheitlichen Nutzen bringen (Rinninella et al. 2019). Beispiele für Postbiotika sind nützliche bioaktive Chemikalien wie kurzkettige Fettsäuren (SCFA), Verdauungsenzyme, Bacteriocine mit antimikrobieller Wirkung, Aminosäuren, Vitamine wie Thiamin, Riboflavin, B12 und K sowie neuroaktive Verbindungen, um nur einige zu nennen.

Letztendlich entscheiden Sie selbst, welche Prä-, Pro- und Postbiotika Ihr Mikrobiom beeinflussen. Wir ermutigen Sie, Ihr Mikrobiom zu lieben, indem Sie eine große Vielfalt an präbiotischen Blumen zu sich nehmen, eine Reihe von probiotischen Bestäubern zusammenstellen und von den süßen Postbiotika profitieren, die Ihren Bienenstock ernähren.

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Über den Autor

Zach Aanderud hat einen Doktortitel und ist Professor für mikrobielle Ökologie und Biogeochemie an der Brigham Young University. Er ist in Portland, Oregon, geboren und aufgewachsen und hat an der BYU, der University of California Davis und der Michigan State University studiert.

Referenzen

Porto RG et al (2020) Pollination ecosystem services: a comprehensive review of economic values, research funding and policy actions. Ernährungssicherheit 12. DOI: 10.1007/s1257-020-01043-w

Lilly DM und Stillwell RH (1965) Probiotics: growth promoting factors produced by microorganism. Wissenschaft 147:3659. DOI: 10.1126/science.147.3659.7. DOI: 10.3390/foods11081077

Vinderola G, Sanders ME, Salminen S (2022) Das Konzept der Postbiotika. Foods 11(8): 1077. DOI: 10.3390/foods11081077

Rinninella E. et al. (2019) Wie ist die gesunde Darmmikrobiota zusammengesetzt? Ein sich veränderndes Ökosystem in Abhängigkeit von Alter, Umwelt, Ernährung und Krankheiten. Mikroorganismen 7:14. DOI: 10.3390/microorganisms7010014

Gibson und Roberfroid (1995) Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concepts of prebiotics. Zeitschrift für Ernährung 125(6). DOI: 10.1093/jn/125.6.1401

Goldstein EJC, Tyrell KL, Citron DM (2015) Lactobacillus species: taxonomische Komplexität und kontroverse Anfälligkeiten. Klinische Infektionskrankheiten 60:2. DOI: 10.1093/cid/civ072