Von Essiggurken und Schokoriegeln bis hin zu Pillen und Proteinpulvern werden Probiotika als ein Segen für die Gesundheit in allen Geschmacksrichtungen von Lebensmitteln angepriesen. Der Verzehr dieser nützlichen Bakterien kann das Mikrobiom des Darms stärken und angeblich alles von der Verdauung bis zur Gehirnfunktion verbessern. Unabhängig von der Form oder Größe dieser probiotischen Präparate scheinen sie jedoch eines gemeinsam zu haben: Viele Menschen profitieren einfach nicht von ihnen, und in bestimmten Fällen können sie tatsächlich Schaden anrichten.
Ein paar Studien, die heute in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht wurden, untersuchen probiotische Nahrungsergänzungsmittel, um festzustellen, ob die angeblichen Wunderbakterien tatsächlich die behaupteten Vorteile bieten. Die Ergebnisse zeichnen ein komplizierteres Bild, und es ist wahrscheinlich, dass viele unter den Millionen schwören, die auf probiotische Nahrungsergänzungsmittel schwören.
Der leitende Autor Eran Elinav, ein Immunologe am Weizmann Institute of Science in Israel, und Kollegen stellten fest, dass die Magen-Darm-Trakte vieler Menschen generische Probiotika ablehnen, bevor sie arbeiten können. Noch schlimmer war, dass das Team von Elinav herausfand, dass die mikrobielle Konkurrenz von handelsüblichen Probiotika verhindern kann, dass sich natürliche Darmbakterien nach der Ausrottung durch Antibiotika wieder ansiedeln.
„Ich denke, unsere Erkenntnisse erfordern einen grundlegenden Wandel von dem derzeit angewendeten Einheitsparadigma, bei dem wir in den Supermarkt gehen und eine von einem Unternehmen entwickelte Formulierung von Probiotika kaufen, zu einer neuen Methode, die personalisiert ist ", Sagt Elinav. "Durch datengesteuerte Messung von Menschen könnten verschiedene probiotische Kombinationen in verschiedenen klinischen Kontexten viel besser genutzt werden."
Das natürliche Darmmikrobiom eines Individuums, gemessen durch endoskopische Verfahren, kann beeinflussen, ob die Stämme eines Probiotikums im Magen-Darm-Trakt Wurzeln schlagen oder nicht. (Eran Elinav et al.) Die Studien sind sicherlich nicht die ersten, die in Frage stellen, wie effektiv generalisierte probiotische Nahrungsergänzungsmittel tatsächlich sind. Sie bieten jedoch einen beispiellosen Blick darauf, wie sich die zusätzlichen Bakterien im gesamten Darm ansiedelten (oder nicht).
Dennoch dürften die Ergebnisse das wachsende Interesse an bakteriellen Nahrungsergänzungsmitteln nicht bremsen. Probiotika gibt es schon, seit Ilya Metchnikoff 1892 Cholera getrunken hat, aber ihre Beliebtheit hat in den letzten Jahren zugenommen, ebenso wie die Anzahl der Ärzte, die ihre Anwendung empfehlen. Eine kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass 60 Prozent der Ärzte probiotische Lebensmittel oder Nahrungsergänzungsmittel empfohlen hatten, und eine Umfrage von National Health ergab, dass 2012 fast 4 Millionen Amerikaner Probiotika verwendeten - eine Zahl, die sich seit 2007 vervierfacht hat.
Elinavs Gruppe behauptet nicht, dass probiotische Nahrungsergänzungsmittel keine hohen Dosen nützlicher Darmbakterien enthalten. In der Tat bestätigen die Studien, dass sie dies tun. Da viele Probiotika als Nahrungsergänzungsmittel verkauft werden und daher von vielen nationalen Arzneimittelbehörden, einschließlich der US-amerikanischen Food and Drug Administration, nicht zugelassen und reguliert werden, hat sich das Team zunächst vorgenommen, um sicherzustellen, dass die probiotischen Ergänzungsmittel in der Studie tatsächlich die Wirkstoffe enthalten 11 Hauptstämme sollten sie liefern.
"Alle diese Stämme waren nach dem Durchgang durch den Magen-Darm-Trakt und sogar im Stuhl vorhanden und lebensfähig für den Konsum und darüber hinaus, und sie waren immer noch lebensfähig", sagt Elinav.
Aber um herauszufinden, welchen Einfluss diese Bakterienstämme auf die Menschen haben, die sie konsumieren, musste man mehr graben, durch den Stuhl des Patienten stochern und sogar in ihren Eingeweiden.
Die Autoren wollten die Darmbesiedlung direkt messen, indem sie zuerst 25 Probanden fanden, die sich einer oberen Endoskopie und einer Koloskopie unterziehen mussten, um ihre Basismikrobiome in verschiedenen Teilen des Darms abzubilden. "Bisher hat noch niemand so etwas getan", sagt Matthew Ciorba, Gastroenterologe an der Washington University an der Saint Louis School of Medicine, der nicht an der Studie beteiligt war. "Dazu sind einige engagierte Freiwillige und einige sehr überzeugende Forscher erforderlich."
Einige der Freiwilligen nahmen generische Probiotika und andere ein Placebo, bevor sie sich zwei Monate später denselben Eingriffen unterzogen. Dieser wahrhaft insiderhafte Blick auf das Darmmikrobiom zeigte, dass einige Menschen "Persister" waren, deren Eingeweide erfolgreich von handelsüblichen Probiotika besiedelt wurden, während andere, sogenannte "Resistenten", sie vertrieben, bevor sie sich etablieren konnten. Die Forschung legt zwei Gründe für die Variabilität der natürlichen Reaktion verschiedener Magen-Darm-Trakte auf Probiotika nahe.
In erster Linie geht es um das einheimische Mikrobiom jeder Person oder um die einzigartige Ansammlung von Darmbakterien, mit deren Hilfe bestimmt werden kann, welche neuen Stämme der Partei beitreten werden oder nicht. Die Autoren nahmen Darmmikrobiome von resistenten und persistierenden Menschen und transferierten sie in keimfreie Mäuse, die kein eigenes Mikrobiom besaßen. Alle Mäuse erhielten dann das gleiche probiotische Präparat.
"Wir waren ziemlich überrascht zu sehen, dass die Mäuse, die das resistente Mikrobiom enthielten, den Probiotika, die ihnen verabreicht wurden, widerstanden, während Mäuse, denen das permissive Mikrobiom verabreicht wurde, wesentlich mehr Probiotika in den Magen-Darm-Trakt gelangen ließen", erklärt Elinav. "Dies liefert den Beweis, dass das Mikrobiom zur Resistenz oder Zulässigkeit einer bestimmten Person gegenüber bestimmten Probiotika beiträgt."
Der zweite Faktor, der die Reaktion eines Individuums auf Probiotika beeinflusst, war das Genexpressionsprofil jedes Wirts. Bevor die Probiotika verabreicht wurden, wurde gezeigt, dass Freiwillige, die resistent wurden, eine einzigartige Gensignatur in ihrem Darm haben - insbesondere einen aktiveren Zustand der Autoimmunreaktion als diejenigen, die die Supplemente zuließen.
"Es ist also wahrscheinlich eine Kombination aus dem einheimischen Mikrobiom und dem menschlichen Immunsystem, die zusammenarbeiten, um den spezifischen Zustand der Resistenz oder Besiedlung einer Person gegen Probiotika zu bestimmen", sagt Elinav. Diese Faktoren waren so klar, dass das Team sogar vorhersagen konnte, ob ein Individuum resistent oder tolerant sein würde, indem es sein Ausgangs-Mikrobiom und sein Darm-Gen-Expressionsprofil betrachtete.
Diese ungewöhnliche In-situ- Magen-Darm-Entnahme erwies sich ebenfalls als Schlüssel, da in einer Reihe von Fällen die im Stuhl eines Patienten gefundene Mikrobiota-Zusammensetzung nur teilweise mit dem im Darm gefundenen korrelierte. Mit anderen Worten, die einfache Verwendung von Stuhlproben als Proxy kann irreführend sein.
Emma Allen-Vercoe, eine Mikrobiologin an der Universität von Guelph, die nicht an der Forschung beteiligt war, meint, die Verbraucher sollten sich der probiotischen Einschränkungen bewusst sein, auch wenn es sich zufällig um Persistenten handelt, die für handelsübliche Probiotika empfänglicher sind.
„Wenn Sie sich für ein Probiotikum interessieren, wird es die Anzahl der Milliarden von KBE (koloniebildenden Einheiten) auflisten und, wow, eine Milliarde klingt nach einer großen Zahl. Was Sie jedoch wissen müssen, ist, dass sich im menschlichen Darm Billionen von Mikroben befinden. Was Sie also einsetzen und was überlebt, ist im Vergleich dazu ziemlich klein “, sagt Allen-Vercoe. "Ja, diese Dinge haben die Fähigkeit, sich zu vermehren, und einige können das besser als andere, aber was Sie hineinstecken, ist immer noch ein Tropfen auf den heißen Stein."
Elinavs zweite Studie könnte die erste sein, die darauf hindeutet, dass probiotische Nahrungsergänzungsmittel in bestimmten Fällen schlimmer als gar nichts sind - sie könnten tatsächlich Schaden anrichten.
Drei Gruppen von Patienten erhielten Antibiotika und erhielten dann entweder probiotische Zusätze, ihre eigenen natürlichen Darmbakterien, oder sie konnten sich auf natürliche Weise erholen. Die Gruppe, die eine Dosis ihrer eigenen Bakterien erhielt, erholte sich am schnellsten, während die Gruppe, die Probiotika erhielt, am längsten brauchte, um sich zu einem natürlichen Zustand der Bakterienvielfalt zu erholen. (Eran Elinav et al.) Probiotika werden üblicherweise verwendet, um das Darmbiom nach einer Antibiotikakur anzukurbeln, wodurch nützliche Bakterien abgetötet werden können. Die wissenschaftliche Fachliteratur ist jedoch uneinheitlich und die FDA hat noch kein einziges probiotisches Präparat für medizinische Anwendungen zugelassen.
Das Team verabreichte 21 Freiwilligen eine Mischung aus den Antibiotika Ciprofloxacin und Metronidazol in Standarddosierungen für einen Zeitraum von sieben Tagen, um die Art der Behandlung zu simulieren, die häufig klinisch bei Magen-Darm-Beschwerden von Morbus Crohn bis Divertikulitis angewendet wird. Die Patienten wurden dann in drei Gruppen aufgeteilt. Eine Gruppe ließ einfach ihre eigenen Mikrobiome auf natürliche Weise erholen, die zweite nahm generische Probiotika und die dritte erhielt eine gesunde Dosis ihres eigenen Bakterienbioms, das vor der Verwendung der Antibiotika gesammelt und über eine autologe Fäkalmikrobiomtransplantation (aFMT) erneut verabreicht worden war ).
Die letzte Gruppe sah eine vollständige Umkehrung der Antibiotika-Wirkung. Die Mikrobiome der Patienten, die mit ihrem eigenen Stuhlmaterial ausgesät wurden, normalisierten sich innerhalb weniger Tage wieder. (Die Gruppe von Elinav strebt ein Patent im Zusammenhang mit der Arbeit von aFMT an.)
Diejenigen, die Probiotika einnahmen, reagierten jedoch ganz anders. Generische Probiotika konnten den Darm gut besiedeln, was Sinn macht, da das einheimische Mikrobiom zumindest teilweise durch Antibiotika ausgelöscht wurde, aber die Probiotika verhinderten signifikant, dass sich das natürliche Biom erholt und in seinen natürlichen Zustand zurückkehrt. Selbst sechs Monate nach der Behandlung hatten sich die natürlichen Biome dieser Patienten nicht vollständig erholt, was darauf hindeutet, dass Ersatzbakterien von der Stange kein großartiger Ersatz für die größere Vielfalt natürlicher Mikrobiome sind.
"Wir sprechen von einem ganzen Regenwald im Darm, der auf unterschiedliche Weise von verschiedenen Antibiotika befallen wird, und man kann das nicht einfach wieder gutmachen, indem man ein Probiotikum verabreicht", sagt Allen-Vercoe. „Weil wir ehrlich sind, hat ein Probiotikum vielleicht sieben oder acht Stämme. Es gibt eine Menge in der Literatur darüber, dass einige dieser Bakterien von Nutzen sind, und es ist interessant, aber sie sind wirklich einige der wenigen Mikroben im Darm, die für die Kultur ziemlich einfach sind. Und ich denke, das treibt die probiotische Industrie mehr an, als es zugeben möchte. “
Ciorba fügt hinzu, dass die Ergebnisse zwar keinen direkten Schaden für Patienten darstellen, die sich von Antibiotika erholen, sie aber durchaus zum Nachdenken anregen. "Wenn wir der Meinung sind, dass die Rekonstitution zu einer normalen und vielfältigen Mikrobiota gut ist, dann sagt dies möglicherweise voraus, was in einer größeren bevölkerungsbezogenen Umgebung ein Schaden sein könnte", sagt er. "Es zeigt für Patienten und Ärzte, dass es Situationen geben kann, in denen ein längerer probiotischer Gebrauch möglicherweise nicht vorteilhaft ist, wenn Vielfalt der Endpunkt ist, den wir suchen."
Jonathan Eisen vom UC Davis Genome Center merkt an, dass das menschliche Mikrobiom wie das im Darm vorkommende für alle Arten von Gesundheits- und Krankheitszuständen wichtig ist. Vielfalt scheint ein Schlüssel zu seinen Erfolgen zu sein, ist aber gleichzeitig eine Herausforderung für Wissenschaftler, die ihre Funktionen unterstützen wollen.
„Es ist äußerst komplex und kompliziert und wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, darunter Ernährung, Immunstatus, Verhalten, Genetik, Interaktionen mit anderen Menschen und Tieren, bebaute Umwelt, zufällige Kräfte, Standort, Wetter, Reinigungspraktiken und vieles mehr ", Sagte Eisen in einer E-Mail. "Daher ist es im Allgemeinen wichtig, dass jeder erkennt, dass es unwahrscheinlich ist, dass wir einfache Regeln finden (z. B. dieses Probiotikum für dieses Gesundheitsproblem nehmen), die bei einer großen Vielfalt von Menschen unter den unterschiedlichsten Bedingungen gut funktionieren."
