Sicherheit und Wirksamkeit von Probiotika

Zusammenfassung

Bakterienstämme der Gattung Bacillus werden derzeit in probiotischen Formulierungen für Menschen und Vieh vermarktet. Internationale Wissenschaftlerteams haben ihre Verwendung aktiv zur Bakteriotherapie bei Magen-Darm-Erkrankungen untersucht. In Kombination mit anderen Probiotika fördern die sporenbildenden Bazillen das Wachstum von Lactobacillus sp. und unterdrücken das Wachstum schädlicher Mikroorganismen wie resistenter Staphylococcus aureus. Verschiedene Bacillus-Arten haben eine lange Geschichte sicherer Verwendung in der menschlichen Ernährung und werden von den Aufsichtsbehörden weithin als nicht-pathogen anerkannt. Bazillen sind oft in symbiotischen Gruppen natürlich vorkommender Probiotika, sogenannten Konsortien, zu finden. Konsortien stellen stabile Bakterienkulturen dar, die bei regelmäßiger Einnahme durch die Verbraucher die gewünschten Gesundheitseffekte im Magen-Darm-Trakt hervorrufen. Eine Quelle für ein natürliches Konsortium bodenbasierter Probiotika-Ergänzungsmittel ist Body Biotics von Life Science Products, Inc. Dieses Produkt könnte das einzige Probiotikum auf dem heutigen Markt sein, das ein natürliches Konsortium von Probiotika bietet.

Einleitung

Probiotika oder „freundliche Bakterien“ werden in den Vereinigten Staaten inzwischen für ihre Fähigkeit anerkannt, die Gesundheit der Verbraucher zu verbessern. Die Amerikaner entdecken nun, was in Europa seit langem bekannt ist: dass spezifische Bakterienarten und -stämme die Widerstandsfähigkeit gegenüber pathogenen Bakterien verbessern, die Laktoseverdauung unterstützen, das Immunsystem modulieren, das Überwachsen von Bakterien im Dünndarm verhindern, Blutfette reduzieren, den Blutdruck senken und helfen können, Allergien, urogenitale Infektionen, Helicobacter-pylori-Infektionen und hepatische Enzephalopathie zu lindern.23 Die Akzeptanz dieser Phänomene durch Wissenschaftler in den USA hat sich nur langsam durchgesetzt. Aber die Beweise haben sich immer mehr verdichtet; so sehr, dass das renommierte Institute of Food Technologists einen Sachverständigenbericht über die häufigsten dieser Organismen herausgegeben und ein Symposium über deren Anwendung auf einer kürzlich stattgefundenen Jahrestagung gesponsert hat.24

Es gibt noch viel mehr darüber zu lernen, wie diese Organismen mit dem Körper und untereinander interagieren, um diese Effekte zu erzielen. Die fortschrittlichsten Hersteller von probiotischen Produkten haben erkannt, dass jeder Mensch etwa anderthalb bis zwei Kilogramm aktive Bakterien im Darm trägt und dass die Produkte dieser Bakterien einen tiefgreifenden Einfluss auf die Gesundheit und den Stoffwechsel des Körpers haben können.3 Aus diesem Grund haben Forscher auf der ganzen Welt die Sicherheit und Wirksamkeit potenzieller probiotischer Spezies, einschließlich derer der Gattung Bacillus, untersucht.19

Bacillus als Probiotika

Mehrere Stämme von Bacillus sp. werden heute in den USA, Europa und Südostasien als Probiotika-Ergänzungsmittel verwendet. 10, 11, 13 Zu diesen Probiotika gehören Stämme der Arten subtilis und licheniformis.12 Stämme dieser Organismen wurden aus mehreren Gründen in die Gruppe der probiotischen Organismen aufgenommen. Erstens wurde festgestellt, dass lebensfähige Sporen beider Arten das Wachstum verschiedener Lactobacillus-Arten fördern, das Wachstum pathogener Organismen wie E. coli 078:K80 und Helicobacter pylori unterdrücken und antibiotische Substanzen produzieren, die das Wachstum schädlicher Organismen hemmen und dem Körper helfen, seine natürliche Flora wiederherzustellen. 14, 10, 11, 21

So werden beispielsweise sowohl Bacillus subtilis als auch Bacillus licheniformis in der Vieh- und Geflügelindustrie, insbesondere in Europa, wo die Verfütterung von antibiotischen Wachstumsförderern verboten wurde, häufig in probiotischen Formulierungen eingesetzt. In diesem Fall wirken die Sporen dieser Organismen als kompetitive Exklusionsmittel. Eine Studie zeigte, dass 1 Tag alte Küken, die 2,5 X 10^8 (250.000.000) Bacillus subtilis-Sporen zu sich nahmen, eine Infektion durch den oben genannten pathogenen E. coli-Stamm vollständig widerstehen konnten.10, 11

Was Bacillus licheniformis betrifft, so wird jeder Leser, der schon einmal aufgeschürfte Knie hatte, eine der antibakteriellen Substanzen erkennen, die dieser Organismus produziert. Bacitracin wird seit mehreren Jahrzehnten in antiseptische Salben eingearbeitet. 1

Sowohl Bacillus subtilis als auch Bacillus licheniformis sind sporenbildende Bakterien, die im Boden vorkommen und insbesondere im Fall von Bacillus subtilis auch häufig auf der menschlichen Haut zu finden sind.1, 4, 10 Da diese Organismen dem Verbraucher nicht so vertraut sind wie Lactobacillus, stellt sich die natürliche Frage: „Sind diese Organismen sicher als Probiotika einzunehmen“?

Wenn die U.S. Food and Drug Administration die Sicherheit eines Lebensmittelbestandteils überprüft, berücksichtigt die Behörde, ob die Lebensmittelzutat eine Geschichte des sicheren Verzehrs aufweist. Das heißt, gab es vor dem 1. Januar 1958 einen signifikanten Verzehr der Lebensmittelzutat entweder innerhalb der USA oder in anderen Ländern? Wenn nicht, deutet die Fülle der wissenschaftlichen Beweise darauf hin, dass unter Wissenschaftlern Einigkeit darüber besteht, dass das betreffende Material sicher ist?

Bei Fragen zur Lebensmittelsicherheit ist die Identität des zu berücksichtigenden Materials von größter Bedeutung. Dieses Prinzip ist noch wichtiger, wenn es um die Sicherheit von Bakterien geht. Bakterien werden nach einem taxonomischen System identifiziert. Dies bedeutet, dass alle charakterisierten Bakterien nach Gattung, Art und Stamm innerhalb einer Art klassifiziert werden. Jede Art kann Hunderte oder sogar Tausende von Stämmen haben.

Ein Beispiel kann diesen Punkt verdeutlichen. Die Medien haben fast jeden mit E. coli vertraut gemacht. E. coli ist jedoch ein normaler Bewohner des menschlichen Körpers. Es kommt in Mengen von 10^8×8,6/Gramm Kot (860.000.000/Gramm) im menschlichen Dickdarm vor.3

Die überwiegende Mehrheit der Tausenden von Stämmen der Art coli ist nicht krankheitserregend. Darüber hinaus hat die jüngste peer-reviewte Forschung gezeigt, dass nicht-pathogene, nicht-toxinbildende E. coli als Probiotikum zur Förderung der Gesundheit des Magen-Darm-Trakts eingesetzt werden können und oral zur Behandlung verschiedener Krankheiten eingenommen werden können. 6, 8, 15, 17, 22, 23

Eine Studie zeigte, dass das Immunsystem positiv stimuliert wurde, wenn Menschen über 14 Tage täglich Bakterien in Mengen von 1,0 x 10^8 (100.000.000) Zellen konsumierten.15 Nicht-pathogene Wildtyp-E. coli-Stämme werden in Europa seit mindestens zwei Jahrzehnten als Probiotika eingesetzt. Dennoch erinnern sich die meisten Menschen nur an den bekanntesten pathogenen Stamm von E. coli O157:H7. Dieser Stamm ist ein echter Krankheitserreger, da er in der Lage ist, eine Barriere bei einem gesunden Individuum zu überwinden.20 Während viele Mikroorganismen, einschließlich weit verbreiteter Industriestämme wie die für die Brot- und Bierherstellung verantwortlichen, bei immungeschwächten Personen mit zufälligen Infektionen in Verbindung gebracht werden können, erfüllen sie nicht die oben beschriebene Definition eines Krankheitserregers.

Regulierungsbehörden auf der ganzen Welt haben diese Unterscheidungen berücksichtigt, als sie die Sicherheit von Wildtyp-Stämmen sowohl von Bacillus subtilis als auch von Bacillus licheniformis anerkannten.5, 10

Wildtyp-Stämme beider Organismen (und deren Stoffwechselprodukte) werden seit langem von Menschen konsumiert. Bacillus subtilis ist der Organismus, der für das japanische Sojabohnen-basierte Würzmittel Natto verantwortlich ist, das seit über 1.000 Jahren konsumiert wird.14

In den USA wurden verschiedene Bacillus-Arten für die Herstellung bekannter Enzyme in Lebensmittelqualität zugelassen.5 Diese Enzympräparate (viele davon können alle oder Teile des gesamten Kulturmediums, einschließlich der Zellen, enthalten) wurden als allgemein als sicher anerkannt (GRAS) oder als Lebensmittelzusatzstoffe zugelassen. Eine Teilliste dieser Enzympräparate und ihre Zitierung im Code of Federal Regulations finden Sie unten.

Traditionelle Stämme von Bacillus sp. werden von Forschern auf mehreren Kontinenten als nicht pathogen und harmlos angesehen. 9, 10, 13, 14 Es liegt jedoch in der Verantwortung jedes Probiotika-Formulierers, geeignete Stämme hinsichtlich Sicherheit und Funktionalität aus den vielen als lebensmitteltauglich angesehenen auszuwählen. Das Bacillus Genetic Stock Center, das von der National Science Foundation unterstützt wird, unterhält fast 1.000 Stämme von Bacillus subtilis und Dutzende von Stämmen anderer Bacillus-Arten. Laut einer internationalen Forschergruppe, die in Applied and Environmental Microbiology veröffentlicht, scheint die eigentliche Grenze in der Probiotika-Forschung darin zu liegen, den richtigen Stamm für die Aufgabe auszuwählen und zu versuchen zu verstehen, wie Bacillus-Sporen ihre positive Wirkung auf die Darmmikroflora erzielen.11

Während Forscher mehr darüber erfahren, wie Probiotika synergistisch wirken müssen, hat sich ihr Fokus auf ein neues Gebiet erweitert, das Sporen-Probiotika genannt wird. Sporenbildner können bestimmte Vorteile bieten, wenn sie in Kombination mit nicht-sporenbildenden Probiotika, wie Lactobacillus sp., verwendet werden.

In der Natur kommen Bacillus sp. oft in Verbindung mit anderen Probiotika als Teil stabiler Bakteriengruppen, den sogenannten „Konsortien“, vor. 12, 14 Konsortien sind Ansammlungen von Mikroorganismen, bei denen jeder Organismus von den Stoffwechselaktivitäten der anderen in der Gruppe profitiert. Solche natürlich vorkommenden Konsortien sind bekannt dafür, dass sie beim Transfer von einer Kultur zur anderen recht stabil sind und ihre funktionelle Integrität besser bewahren als einzelne Organismen oder Kombinationen einzelner Bakterienarten. 2, 16

Während des Wachstums produzieren diese natürlich vorkommenden Konsortien eine eigene Matrix, die die lebenden Zellen umgibt und sie unterstützt und schützt.14 Zusätzlich erreichen Konsortien ein ideales Gleichgewicht zwischen ihren Mitgliedsarten.2 Das bedeutet, dass innerhalb einer bestimmten Kultur einige Organismen absterben und andere sich vermehren, sodass die Funktionalität der Gruppe als Ganzes erhalten bleibt.2

Bacillus-Sporen können den Transit durch den Darm leichter überleben als Nicht-Sporenbildner, und es gibt Hinweise darauf, dass diese Organismen das Wachstum anderer Mitglieder ihrer Konsortien schützen und verbessern, während sie sich durch den Magen-Darm-Trakt bewegen, möglicherweise durch die Sekretion winziger Mengen des Wasserstoffperoxid-zerstörenden Enzyms Katalase zusammen mit spezifischen Antimikrobiotika. 6, 14, 21

So können Sporenbildner als „Vorhut“ für Mitglieder ihrer Konsortien dienen, wie zum Beispiel verschiedene Lactobacillus-Arten. Darüber hinaus tragen Bacillen, wie andere Probiotika auch, zur Gesundheit bei, indem sie mit dem Immunsystem kommunizieren. Forscher haben gezeigt, dass die Sporen, obwohl sie aufgrund der anaeroben Umgebung im Darm nicht vollständig wachsen und sich vermehren können, ihre Wirkung über biochemische Signalmechanismen entfalten können. 12, 11

Eine Studie zeigte zum Beispiel, dass sie einen Einfluss auf die Lymphknoten ausüben und die lokale Immunität fördern können. 10 Andere Studien haben gezeigt, dass von Bacillus sp. ausgeschiedene antimikrobielle Substanzen in der Lage waren, resistente Staphylococcus aureus aus dem Inhalt des Dickdarms von Patienten mit Colitis ulcerosa zu hemmen und zu eliminieren. 27

Obwohl dieser Bereich weiterhin Gegenstand aktiver Forschung ist, ist es wahrscheinlich, dass Menschen, die Probiotika konsumieren, den größten Nutzen erzielen würden, wenn das von ihnen konsumierte Produkt natürlich vorkommende Konsortien enthielte. Bakterien innerhalb dieser Konsortien sind bereits „Teamplayer“, die zusammenwirken, um wünschenswerte gesundheitliche Vorteile zu erzielen, oft indem sie gleichzeitig schlechte Bakterien oder Pilze bekämpfen, während sie auf der anderen Seite mit dem Immunsystem und der Darmschleimhaut interagieren.27

Produkte, die Konsortien enthalten, ermöglichen es den Verbrauchern, ein von der Natur bereits perfektioniertes System zu nutzen. Leider sind diese nicht immer leicht zu finden. Body Biotics von Life Science Products, Inc. könnte das einzige probiotische Nahrungsergänzungsmittel sein, das auf einem natürlichen Konsortium bodenbasierter Organismen basiert, das derzeit auf dem Markt erhältlich ist.

Aus: Sicherheit und Wirksamkeit von Bacillus sp. als Probiotika
von Professor Lee B. Dexter, Sommer 2010

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Über den Autor

Lee B. Dexter ist eine technische Beraterin, spezialisiert auf die Kommerzialisierung neuer Lebensmittel-, Ergänzungsmittel- und Futtermittelzusätze, die auf natürlichen Ressourcen basieren. Frau Dexter erstellt häufig behördliche Anträge zur Unterstützung mikrobiologisch basierter Inhaltsstoffe zur Überprüfung durch die U.S. FDA. Sie ist Trägerin mehrerer wissenschaftlicher Auszeichnungen des USDA und war verantwortlich für die Hinterlegung von über 600 bisher unbeschriebenen Bakterien in der weltbekannten Kultursammlung des Agricultural Research Service, mehr als jeder andere seit dem Zweiten Weltkrieg. Als Ergebnis ihrer Arbeit hält sie eine Reihe von Patenten, die auf der Verwendung natürlich vorkommender mikrobieller Konsortien basieren.