Wissenschaftliche Broschüre zu Nestlé LC1. (Lactobacillus Johnsonii La1) Ernährungsmedizinische Fach-Information

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1 Wissenschaftliche Broschüre zu Nestlé LC1 (Lactobacillus Johnsonii La1) Ernährungsmedizinische Fach-Information 1

2 Dr. Bianca-Maria Exl-Preysch PhD Nutrition Wissenschaftliche Broschüre zu Nestlé LC1 (Ernährungsmedizinische Fach-Information) 1. Auflage;

3 Zusammenfassung Heute werden verschiedenste probiotische Milchprodukte mit der Aussicht auf Körperliches Wohlbefinden angepriesen. Die Auslobung «Nestlé LC1 reguliert sanft und natürlich die Verdauung» wurde im März 2011 vom Bundesamt für Gesundheit (BAG) als erste im Bereich probiotischer Milchprodukteoffiziell bewilligt. Unser Verdauungstrakt enthält viele verschiedene Mikro-Lebewesen (sogenannte Mikrobiota), von denen uns einige bei der Verdauung von Nährstoffen oder auch bei der Verteidigung gegen krankheitserregende Keime helfen. Insgesamt beherbergen wir etwa 500 verschiedene Bakterienarten, bei welchen man zwischen "guten", "schädlichen" oder auch neutralen Mikrobiota unterscheiden kann. Die Milchsäurebakterien zählen zu denjenigen Mikrobiota mit positiven Eigenschaften. Sie spielen für unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden eine wichtige Rolle. Leider lassen sich die Bakterien von vielen verschiedenen Faktoren beeinflussen, was auch zu einem Ungleichgewicht führen kann. Mittlerweile gibt es jedoch besonders wirksame und widerstandsfähige Milchsäurebakterien, sogenannte Probiotika, welche dabei helfen können, das Gleichgewicht wieder in eine positive Richtung zu verlagern. Der regelmässige Konsum von damit angereicherten Milchprodukten kann einen positiven Beitrag zur persönlichen Magen-Darm- Gesundheit leisten. Das Nestlé Forschungszentrum in Lausanne hat aus über Bakterienstämmen den widerstandsfähigen «Lactobacillus LC1» (Lactobacillus johnsonii La1) ausgewählt und anschliessend durch eine Vielzahl von Studien dessen Wirkung unter Beweis gestellt wurde das Bakterium von den Gesundheitsbehörden der Schweiz zugelassen. Die Forscher von Nestlé konnten nachweisen, dass dieses spezielle Bakterium die erste Verdauungsstation, den Magen, überlebt und in hohen Mengen und wirksamer Form unseren Darm erreichen kann. Dort heften sich die Bakterien als Schutzschicht an die Darmwände und beeinflussen das Gleichgewicht unserer natürlichen Darmflora positiv. Verschiedene als probiotisch angepriesene Produkte wirken unterschiedlich oder möglicherweise gar nicht. Trotzdem werben Hersteller sogenannter probiotischer Milchprodukte mit diversen Gesundheitsversprechen. Das Bundesamt für Gesundheit (BAG) nimmt es mit dem guten Bauchgefühl allerdings künftig genauer: Die Werbeversprechen probiotischer Milchprodukte werden in Zukunft nur noch mit Wirkungsnachweis zugelassen. Alle Hersteller müssen die Wirkung ihrer probiotischen Produkte mit klinischen Studien nachweisen, wenn sie mit einem bestimmten sogenannten "Werbe-Versprechen" auch "Auslobung" genannt versehen werden sollen. Die Auslobung «Nestlé LC1 reguliert sanft und natürlich die Verdauung» wurde auf Grund der vorgelegten wissenschaftlichen Studien vom Bundesamt für Gesundheit (BAG) 2011 amtlich genehmigt. Nestlé LC1 ist das bisher einzige Produkt, das sich in der Schweiz der Prüfung des BAG gestellt und im März 2011 die Genehmigung für die Auslobung / Anpreisung / Claim erhalten hat. Die wichtigsten Aussagen der dazu vorgelegten 38 Studien betreffen die positive Wirkung von Nestlé LC1 auf den Magen-Darm-Trakt, die dadurch verbesserte Zusammensetzung der Darmbakterien und auch die daraus resultierenden positiven Ergebnisse für die gesamte Gesundheit. 3

4 I. Einführung Unser Körper steht im konstanten Austausch mit der Umwelt. Sind wir gesund, besteht ein sogenanntes bewegtes Gleichgewicht, das heisst der Körper steht in Homöostase mit sich selbst und kann sich genügend schützen vor den konstanten externen Angriffen durch Viren, Bakterien, Parasiten oder direkten Toxinen. Die grösste Oberfläche gegen Aussen hat der Magen-Darm-Trakt: Mit ca 300 m2 (die Grösse eines Fussballplatzes!) übersteigt die Fläche 3-fach die der Atemwege mit 100 m2 und bei weitem die der Haut mit gerade einmal 2 m2 (Abb. 1). Alle Oberflächen des Körpers, die mit der Umwelt in Verbindung stehen, sind von Mikro-Organismen besiedelt Haut Atemwege und Lunge MundMund-MagenMagenDarmtrakt Ableitende Harnwege und Vagina 1 Abb.1: Kontinuierliche Kontaktstellen der Körperoberflächen mit der Umwelt Im Gegensatz zur Haut und auch zu den Atemwegen ist der Darm nach Innen nicht völlig geschlossen, sondern für kleine Bestandteile durchlässig. Schliesslich muss er die abgebauten Nahrungsmittel-Bestandteile (Aminosäuren und Peptide, MonoSaccharide, Fettsäuren, sowie Mineralstoffe, Vitamine und Spurenelemente) absorbieren, d.h. in den Körper aufnehmen. Dazu machen unsere Nahrungsmittel eine "Verdauungsreise" durch 6 m Dünndarm und nochmals 1.5 m Dickdarm, d.h. insgesamt eine ca. 8 km-reise bis sie so klein aufgespalten sind, dass ihre Grundbausteine durch die Darmwand aufgenommen werden können. Im Laufe der Jahrtausende, hat der Mensch für den ersten Kontakt mit fremden Substanzen, die in unseren Körper via Darm eindringen, ein ausgeklügeltes immunologisches Abwehrsystem entwickelt, um die Homöostase des Körpers aufrecht zu erhalten und das Überleben zu garantieren. Das Immunsystem des Darmes ist das grösste und bedeutendste Immunsystem des Menschen, da dort die meisten fremden Substanzen eindringen. Im Gegensatz zu den fremden Substanzen, die mit unserer Haut in Berührung kommen, muss der Darm unterscheiden können, ob eindringende Substanzen positiv sind und der Ernährung dienen oder negative Auswirkungen haben (Pathogene wie Bakterien, Viren, Toxine, etc) und bekämpft werden müssen. Es besteht eine mehr oder weniger kontinuierliche Exposition auf potentiell pathogene Substanzen, welche via M-Zellen, die sich zwischen den Enterozyten an der Mukosa befinden, in den Körper eindringen können. Darunter liegen die sogenannten Peyer schen Placques 4

5 als erstes Auffangbecken zur spezifischen Abwehr. Diese Situation hat dazu geführt, dass der Körper im Darm ein unspezifisches (angeborenes) Abwehrsystem hat wie zum Beispiel die Mucin-Schicht (Schleim-Schicht), die auf der Mukosa als physische Barriere liegt. Eine zentrale Rolle spielen auch Phagozyten (Monozyten, Granulozyten) und natürliche Killer-Zellen im Blut. Zusätzlich gibt es ein spezifisches Immunsystem, das sich erst nach der Geburt im Kontakt mit fremden Substanzen langsam entwickelt. Dazu gehört vor allem das sekretorische IgA und besagte Peyer schen Plaques unter den M-Zellen als Produktions-Orte für spezifische Abwehrstoffe, und damit auch die T0-Zellen, welche sich in T-Helfer-1 oder T-Helfer- 2-Zellen differenzieren und schliesslich die ganze weitere Palette der Produktion spezifische Antikörper (IgE, IgM, IgG) veranlassen. Alles in allem unterhält unser Körper hier ein extrem kompliziertes Abwehr-System und es ist damit verständlich, dass 60% der gesamten Immunzellen des Körpers in der intestinalen Mukosa zu finden sind (1, 79) (Abb. 2). Immun-System Angeborenes Immun-System Erworbenes Immun-System Physische und chemische Barrieren (Magens Magensäure ure, «Tight Junctions» etc) Phagozyten (Granulozytes Granulozytes, Monozyten, Makrophagen) T Lymphozyten Zell-vermittelte Immunität T Helfer 1 or 2 (CD 4) + Tr Zellen (regulieren die Funktion anderer Immun-Zellen B Lymphozytes Humorale Immunität T Suppressor Zellen (CD8) Direkte Zersörung rung schädlicher <Zellen Abb. 2: Struktur des Immunsystems des Menschen Man sagt in diesem Zusammenhang auch, dass der Darm ein "Teil unseres Gehirnes" ist, was jeder leicht an sich selbst bei bestimmten stressigen Situationen "nachempfinden" kann. Die intestinale Mikroflora, die heute in Summe als Mikrobiota bezeichnet wird, läuft häufig noch unter dem Begriff Darmflora, wie man auch aus dem Literatur- Verzeichnis ersehen kann. Beides ist kein korrekter Ausdruck, da es weder eine Flora noch eine Fauna ist, sondern Kleinst-Lebewesen, die unseren Darm besiedeln. Während der Entstehung des menschlichen Lebens haben sie sich in unserem Darm eingenistet und im Laufe der Jahrtausende eine Symbiose mit uns, ihrem "Wirts-Organismus" eingegangen, von der im Falle einer ausgewogenen Mikrobiota-Balance beide Teile profitieren. Heute beherbergen wir als Erwachsene 10-mal mehr Darm-Bakterien als Körperzellen. Mengenmässig macht das ca 60% des Stuhls aus, und gewichtsmässig sind es etwa 1kg Darm-Bakterien. Die intestinalen Mikrobiota bestehen sowohl aus aeroben wie aus anaeroben Bakterien. Beim Erwachsenen 5

6 sind über 600 verschiedene Spezies definiert worden. Allerdings besteht die grosse Mehrheit der Mikrobiota (90%) nur aus verschiedenen Spezies (2,3). Die Mikrobiota verteilen sich qualitativ und quantitativ unterschiedlich in unserem Gastrointestinal-Trakt: Während im gesunden Magen normalerweise kaum Bakterien zu finden sind, nehmen sie in Richtung Colon laufend zu, wobei die grösste Menge im Colon selbst gefunden wird (3,4,5,6) (Abb. 3). Abb.3: Mikrobiota des Gastrointenstinal Traktes (adaptiert nach Simon&Gorbach, Gastroenterology 1984; 86: ) Im Laufe der Zeit entstand - wie oben erwähnt - eine symbiotische Situation zwischen Mensch und den Mikroorganismen im Darm: Die Mikrobiota leben von den für uns nicht so gut verdaubaren Teilen unseres Darminhaltes. Der Mensch als Wirtsorganismus, profitiert vom Schutz gegen pathogene Keime, Viren, Toxine und früher - oder in wenig hygienischen Gebieten noch heute - Parasiten. Neben dem Schutz gegen solch unerwünschte Eindringlinge helfen sie auch bei der Produktion bestimmter Vitamine wie Vitamin B12, Vitamin K und Folsäure. Daneben verbessern sie die Verträglichkeit von Lactose durch einer Fermentierung zu Lactat und damit der Ermöglichung der Verwertung von Lactose auch bei Menschen mit leichter Lactose-Unverträglichkeit. Einige Bakterien, v.a. Probiotika verbessern auch die Resorption von Mineralstoffen und anderen Nährstoffen. Daneben fermentieren sie die Nahrungsfasern aus unserer Nahrung, welche von menschlichen Verdauungsenzymen nicht aufgespalten werden können. Durch diese Fermentation entstehen kurzkettige Fettsäuren, vornehmlich Azetat, Proprionate und Butyrat. Diese sind bekannt für ihre Rolle als trophische Faktoren im Darm. Zusätzlich sind die Mikrobiota verantwortlich für den Metabolismus einiger Proteine und Peptide sowie die Transformation von Sterolen und Gallensäure (6,7). Die positiven Effekte der Mikrobiota auf die (Darm-) Gesundheit des Menschen werden insbesondere den Lactobacillen und 6

7 Bifidobakterien zugeordnet. Dusco Ehrlich fasste die Situation beim 2. Workshop des ENGIHR (European Network for Gastrointestinal Health Research) im Mai 2012 wie folgt zusammen: "Man könnte den Menschen auch als wandelnden Bakterien- Reaktor bezeichnen" (80). Man kann sich mit dieser plastischen Umschreibung gut vorstellen, was passiert, wenn wir mit unseren Bakterien nicht im Einklang leben. Wir können nur gesund und zufrieden leben, so lange dieser "Reaktor" wegen Ungleichgewicht nicht "explodiert". In utero ist der Gastrointestinal Trakt steril. Bereits bei der Geburt wird der Darmtrakt des Neugeborenen durch den Kontakt mit dem mütterlichen Darm mit Mikroorganismen besiedelt. Schon 48 Stunden nach der Geburt kann man im ersten Faeces des Neugeborenen Bakterien pro Gramm Faeces nachweisen, vorwiegend Enterobactericeae, Staphylococcus und Streptococcus. Nach etwa 2 Tagen kommen anaerobe Spezies von Bifidobakterien, Bacteroides, Eubakterien und Lactobacillen. Diese werden je nach Ernährung (Stillen oder herkömmliche Säuglingsnahrung ohne Probiotika) dominant mit bis Bakterien pro Gramm Faeces. Dabei haben gestillte Kinder deutlich mehr Bifidobakterien als nicht gestillte Kinder mit herkömmlicher Säuglingsnahrung ohne Probiotika-Zusatz. Während der Dauer des Stillens bleibt die Zusammensetzung der Mikrobiota relativ stabil. Mit dem Beginn der Beikost ändert sich jedoch die Zusammensetzung und stellt sich langsam auf eine sogenannte Erwachsenen-Mikrobiota-Form um. Bacteroides, Eubacterium und Peptostreptococcen-Arten nehmen zu, während der Gehalt an Bifidobakterien deutlich abnimmt. Zusätzlich erscheinen Clostridien-Arten aber auch Lactobacillen nehmen deutlich zu. Im Alter, wenn die gastrische Sekretion langsam nachlässt, kommt es noch einmal zu einer Veränderung der Mikrobiota: Weniger Säure-tolerante Mikroorganismen wie Escherichia Coli und Clostridien, sowie Enterococcen und Lactobacillen nehmen zu, Bifidobakterien hingegen deutlich ab (8) (Abb. 4). Es wird mittlerweile diskutiert, dass diese Veränderungsprozesse in der Zusammensetzung der Mikrobiota eine wichtige Rolle im Alterungsprozess des Menschen spielen und es deshalb für ältere Menschen besonders wichtig sein könnte, regelmässig probiotische Milchprodukte zu verzehren (Abb. 4). Abb. 4: Entwicklung der Mikrobiota im Leben (Mitsuoka et al, 1990) 7

8 Der vielleicht wichtigste Aspekt jedoch ist, dass die Mikrobiota für die Entwicklung der angeborenen und erworbenen Immunität absolut essentiell sind. Das bedeutet, dass zwischen dem Organismus und den Mikrobiota intensive Wechselwirkungen, die weit über symbiotische Stoffwechselwirkungen hinausgehen, bestehen. Die Rolle der autologen Mikrobiota wird hierbei besonders deutlich an Störungen der Immunabwehr als Folge einer Antibiotikabehandlung mit gleichzeitiger Zerstörung der physiologisch schützenden Mikrobiota und häufig nachfolgender Antibiotikaassoziierten Diarrhoe (4,9). Die Bedeutung der Mikrobiota für die Entwicklung der Immunität lässt sich zum Beispiel damit zeigen, dass sogenannte germ-free (Keim-freie) Tiere (mit sterilem Darm ohne Bakterien) eine deutlich höhere Infektionsrate haben als konventionelle Tiere (10,11). Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die intestinalen intraepithelialen Lymphozyten von Keim-freien Tieren nach einer bakteriellen Kolonisation ansteigen (12). Unsere Mikrobiota haben neben ihrer immunologischen Bedeutung und der wichtigen Funktion bei der Verdauung durch ihre Einflussnahme auf Aufspaltung und Absorption verschiedener Nährstoffe oder Vitamin-Generierung auch einen entscheidenden direkten Einfluss auf die Qualität der Verdauung und des Stuhls. Akute Gastroenteritis, meist verbunden mit Diarrhöe, ist eine nicht selten auftretende intestinale Störung, die sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen zu beobachten ist. Obgleich die Ätiologie unterschiedlich ist, handelt es sich um Störungen des natürlichen Gleichgewichts der Mikrobiota durch bakterielle/virale Infektionen oder als Folge einer Antibiotikabehandlung. In der Regel werden Durchfallerkrankungen durch orale Rehydrierung behandelt, insbesondere bei Kindern und älteren Menschen. Obgleich unerlässlich, führt dies jedoch zu keiner Verkürzung der Durchfalldauer. Die Behandlung mit Antibiotika hat eine Abnahme der sogenannten Kolonisationsresistenz und metabolischen Aktivität der Mikrobiota zur Folge, die in etwa 30 40% der Fälle zur Antibiotika-assoziierten Diarrhöe führt, weil eine normale Verdauung nicht mehr möglich ist (13,14). Hiermit kann gut gezeigt werden, wie wichtig ausgewogen und gesund zusammengesetzte Mikrobiota in unserem Darm sind. Auch nach kompletter Zerstörung der Mikrobiota baut sich allmählich wieder die praktisch ähnliche Zusammensetzung auf, die vorher bestanden hat. Allerdings kann das dauern und ist vor allem dann negativ bedeutsam, wenn bereits vorab eine Imbalanz oder ungesunde Homöostase bestanden hat, was vor allem bei Kindern mit Kaiserschnitt (heute ca % aller Geburten) der Fall ist (15,16) (Abb. 5). 8

9 Die Darm Mikrobiota sind in beiden Geruppen unterschiedlich Bei der Kaiserschnitt-Gruppe ist die Anzahl von C.difficile & E.coli höher her während w andere Bakterien niedriger sind als bei vaginaler 1 Entbindung Abb. 5: Einfluss einer Kaiserschnitt-Entbindung auf die Zusammensetzung der Mikrobiota (16) Es ist aus der Forschung der letzten Jahre mittlerweile auch bekannt, dass diese Kinder später häufiger Infektionen, Diarrhoe sowie Allergien haben als vaginal geborene Kinder (17,18,19) (Abb. 6). Laubereau 2004 Diarrhoe Sensibilisierungen auf Nahrungsmittel Allergene Negele 2004 Sensibilisierungen auf Nahrungsmittel Allergene Eggesbo 2003 Nahrungsmittel-Allergien Erniedrigtes Risiko Erhöhtes Risiko 4 Odds Ratio 1 Abb. 6: Gesundheitliche Auswirkungen einer Kaiserschnitt-Entbindung auf das Erkrankungsrisiko in den ersten 2 Lebensjahren (17,18,19) Für diese Kinder ist es dann besonders wichtig, gestillt zu werden, da wie man seit einiger Zeit weiss - Muttermilch selbst Lactobacillen und Bifidobakterien enthält. Die intestinalen Mikrobiota sind somit signifikant mit der menschlichen Gesundheit verbunden und eine optimale Ausgewogenheit steht in engem Zusammenhang mit einer guten gesundheitlichen Stabilität (8,20,21,22,23,24). Dabei haben unterschiedliche Bakterien unterschiedliche Auswirkungen. Eine gute Balance zwischen positiven und negativen Bakterien bezeichnet man dann als Eubiose. Aufgrund dieser gesundheitlichen Bedeutung werden die Darm-Bakterien dann auch 9

10 in positive, gesundheitsfördernde oder negative, gesundheitsschädliche oder auch neutrale Kategorien eingeteilt (8,25,26) (Abb. 7). 2 Schädliche/Pathogene Effekte Ps.aeruginosa Proteus Gesundheitsförderliche Effekte Pathogene Staphylococci (inkl inkl. Clostridium Toxine) 4 Kolonizations- Veillonellae Resistenz Entero coccus Produktion von coli Stimulation E. Karzinogenen der Immun- 8 Lactobacillus Funktionen Strepto coccus Unterstützen tzen Verdauung Intestinale Eubacterium und Absorption Putrefaktion Bifidobacterium Bacte roides Vitamin- Synthese 11 (log Bakterien / g Fäzes zes) Roberfroid et al, 1995 Abb. 7: Zusammensetzung und Effekte der häufigsten Mikrobiota Vertreter (Roberfroid et al, 1995) Wie die Abbildung 7 zeigt, sind die Beziehungen komplex und zum Teil mehrfach vernetzt, so dass es nicht immer einfach ist, die Auswirkungen einzelner Bakteriengruppen zu beurteilen. Laktobazillen und Bifidobakterien gelten in jedem Fall als rein positive Bakterien mit entsprechend positiver gesundheitlicher Auswirkung, wenn sie in ausreichenden Mengen vorhanden sind. Nachdem sich auch immer negative Bakterien wie zum Beispiel Escherichia coli (*), Clostridium perfringens, Staphylokokken, Pseudomonas, Proteus, Streptokokken (*), Enterokokken(*) und auch Bakteroides (*) Stämme im Darm befinden, wobei einige davon zusätzlich auch gute Eigenschaften haben (*), kann es sehr nützlich sein, die intestinale Mikroflora (Mikrobiota) zu verbessern, d.h. die positiven ( guten ), der Gesundheit nützlichen, Bakterien zu erhöhen und dadurch die Schädlichen zu erniedrigen, was sowohl die Gesundheit wie auch den Ernährungsstatus verbessern kann. II. Was sind Probiotika? Bereits in der Antike im nahen und mittleren Osten wurde Sauermilch mit Lactobazillen zur Appetitförderung, aber auch zur Behandlung von Krankheiten wie Tuberkulose, Leber-Problemen und gastrointestinalen Störungen verschrieben. Insgesamt ist der Verzehr von nicht-pathogenen Milchsäure produzierenden Bakterien schon seit Jahrhunderten oder Jahrtausenden besonders in Asien, Europa, Teilen von Afrika und später auch Nordamerika ein bedeutender Teil der menschlichen Ernährungskultur. Man kann sicher sagen, dass es diesen Verzehr gibt, seitdem die Menschen Kühe domestizieren. In früheren Zeiten als es noch keine 10

11 Kühl-Möglichkeiten gab, war dies eine hervorragende Möglichkeit, um Nahrungsmittel zumindest für einige Zeit zu konservieren. Das galt besonders für Milch in Form von Joghurt oder Kefir, Getreide und Wurzel- oder anderes Gemüse wie beispielsweise Sauerkraut, Früchte, aber auch Wurst wie Salami oder Milchsauer eingelegtes Fleisch (z.b. Sauerbraten). In neuerer Zeit, d.h. vor gut 100 Jahren war es ein russischer Forscher und Arzt namens Ilja Iljitsch Metschnikoff, der sich mit dem alten Wissen beschäftigte und eine Theorie über die Langlebigkeit in Zusammenhang mit Milchsäurebakterien (Lactobazillen) aufstellte (27,28). Basis hierfür war neben dem historischen Wissen die Beobachtung von Bauern auf dem Balkan, welche nicht nur ein hohes Alter erreichten, sondern dieses auch in guter Gesundheit. Milchsauer vergorene Produkte spielten in deren Ernährung eine grosse Rolle. Metschnikoff, postulierte, dass das Wachstum von Toxin-produzierenden putritiven Bakterien im Gastrointestinal-Trakt durch die Gabe von positiven Milchsäure-Kulturen kontrolliert werden könne. und damit der Alterungsprozess verlangsamt würde. Die Basis für dieses Postulat war die Annahme, dass eine "intestinale Auto-Intoxikation" stattfinden würde. Der daraus resultierende Alterungsprozess könnte dadurch verzögert werden, dass die Mikrobiota im Darm modifiziert würden. Proteolytische Bakterien wie Clostridien, welche toxische Substanzen wie Phenole, Indole und Ammnoniak durch die Aufspaltung von Nahrungsproteinen produzieren, würden dann durch positive Milchsäure-Bakterien ersetzt. Meschnikoff, der Professor am Pasteur Institut in Paris war, erhielt später für seine Forschung den Nobel-Preis. Man muss jedoch festhalten, dass die Verwendung von nicht pathogenen Milchsäure-Bakterien per se noch keine der unten beschriebenen Probiotika darstellten. Für lange Zeit beschäftigte sich die Wissenschaft nach Metschnikoff nicht mehr mit der sogenannten Proktologie, das heisst der Gesamtheit der Bakterien im Darm. Erst Ende der 60ger Jahre Jahren wurde man auf das alte Wissen wieder aufmerksamer. Der Begriff "Probiotika" wurde das erste Mal 1965 von Lilly und Stillwell erwähnt. Dabei wurden Probiotika im Gegensatz zu Antibiotika als mikrobielle Faktoren bezeichnet, welche das Wachstum anderer Organismen fördern. In der Folge sind vor allem bestimmte Milchsäurebakterien (Lactobazillen) als sogenannte Probiotika in den Vordergrund gerückt. Im Allgemeinen werden probiotische Bakterien dem fermentierten Produkt (oftmals fermentierte Milch) zugegeben oder sind selbst für den Fermentierungsprozess verantwortlich. In allen Fällen handelt es sich um die Verabreichung von lebenden Bakterien, deren Wirksamkeit im Produkt durch wissenschaftliche Studien nachgewiesen werden muss. Fuller hat dann schliesslich 1989 Probiotika als lebende Mikroorganismen, die nach ihrem Verzehr in adaequater Anzahl gesundheitsfördernde Effekte auf Mensch oder Tier ausüben, welche durch eine Verbesserung der intestinalen Balance der Mikrobiota über den grundlegenden ernährungsphysiologischen Nutzen des damit verzehrten Nahrungsmittels hinausgehen definiert, eine Definition, die noch heute im Wesentlichen gültig ist (29,30). In der Regel handelt es sich hierbei um spezifische Stämme probiotisch aktiver Lactobazillen und/oder Bifidobakterien. Besonders robuste Probiotika zeigen eine hohe Magen-Darm- Resistenz und adhärieren (heften sich) vorübergehend an das Darmepithel. Dies erhöht ihre Verweildauer im Magen-Darm-Trakt ohne das Gleichgewicht der 11

12 endogenen Mikrobiota langfristig zu beeinträchtigen. Vielfach wurde gezeigt, dass dies zur Verbesserung der intestinalen Barriere-Funktion beiträgt und zusätzlich die Kolonisierung des Darms durch enteropathogene Keime reduzieren kann (31,79). Definition von Probiotika durch die FAO/WHO: In einem Bericht über gesundheitliche und nutritionelle Eigenschaften von Probiotika in Nahrungsmitteln, der gemeinschaftlich durch die FAO (Food and Agricultural Organisation) der Vereinten Nationen und die Weltgesundheitsorganisation WHO erstellt wurde, werden Probiotika wie folgt definiert: Probiotika sind lebende Mikroorganismen, welche, wenn sie in ausreichenden Mengen als Bestandteil eines Nahrungsmittels gegessen werden, einen nachweisbaren positiven Gesundheits-Effekt ausüben (32). Macht man sich auf die analytische Suche nach einem Kandidaten für ein vielversprechendes probiotisches Bakterium, gibt es eine ganze Liste von Vorbedingungen, die ein solcher Kandidat erfüllen sollte, bevor man ihn zunächst in Labor-Studien in vitro und später in klinischen Studien in vivo am Menschen auf seine Wirksamkeit austestet (2,33,34,35,36,37,38,39,40). Unter der unten aufgeführten Summe an Kriterien erscheint die Überlebensrate im GIT (Gastro-Intestinal-Trakt) eine der wichtigsten Kriterien, d.h. Voraussetzung, für die Wirksamkeit zu sein. Voraussetzungen für ein potentiell wirksames probiotisches Bakterium: Ein mikrobiologischer Organismus Menschlichen Ursprungs Gesundheitlich unbedenklich bei Verzehr (keine Immunreaktion des Wirtes gegen den Keim auslösend, weder pathogen, toxisch, allergisch, mutagen noch kanzerogene Reaktion durch den Keim selbst, seine Ausscheidungsprodukte oder Zellkomponenten nach Absterben des Keimes) Hohe Überlebensrate im Gastrointestinal-Trakt, das heisst eine hohe Toleranz gegen Gallensäuren und Magensäure. Die Bakterien müssen lebend und in hoher Zahl im den Darm gelangen. Gute Adhäsion an menschliche intestinale Enterozyten in der Darm- Mukosa Vorübergehende Kolonisation (und Vermehrung) im Gastrointestinal-Trakt Produktion antimikrobieller Substanzen Antagonismus gegen pathogene Keime Induktion einer positiven Reaktion des menschlichen (oder tierischen) intestinalen Ecosystems Klinisch nachgewiesene und dokumentierte positive Wirkung auf die menschliche Gesundheit Technologische Beherrschbarkeit: Genetisch stabil, kein Plasmid-Transfer, einfache und reproduzierbare Herstellung, Überlebensfähigkeit im Lebensmittel über das Ablaufdatum der Haltbarkeit hinaus, kein Absterben während der Verwendung. 12

13 Probiotische Milchsäurebakterien und auch einige andere probiotische Bakterien kolonisieren vorübergehend (nicht permanent) den Darm und entfalten dabei ihre positiven Wirkungen. Wichtig für die Darm-aktive Wirkung ist genau diese Eigenschaft: Sie werden nicht Teil der kommensalen (eigenen) Mikrobiota und können deshalb als ein positives Verdauungs- oder auch Immun- Stimulans im Darm wirken. Wenn sie Teil der kommensalen Mikrobiota bekämen, würden sie unbemerkt in den anderen ca 600 verschiedenen Mikroben-Stämmen untergehen und keinen positiven Effekt mehr auf die Darm-Gesundheit ausüben können. Deshalb ist es also sogar nicht erwünscht, dass Probiotika sich permanent etablieren. Der Wirkungsmechanismus lässt sich am besten aus Abbildung 9 und 10 ersehen (Abb. 9 und 10). (LC1) Abb. 9: Modell der kompetitiven Hemmung von krankheitserregenden Bakterien im Darm. 13

14 Toxine Krankheits- Erreger Darmschleimhaut mit Rezeptoren Probiotische Bakterien 1 Immunstimulation Spez. IgA- Antikörper Darmschleimhaut mit Rezeptoren 2 Bildung bakterio- statisch/bakteriozid wirkender Substanzen 3 Adhäsions sions- Konkurrenz Und Konkurrenz um Nährstoffe Abb. 10: Schematische Darstellung des Wirkungsmechanismus von probiotischen Bakterien auf die intestinale Barrierefunktion Aus oben genannten Gründen muss die Zufuhr regelmäßig und oral erfolgen, weil die beste Wirkung (siehe spätere H. Pylori Veröffentlichungen) vom Magen bis in die tieferen GI-Trakt Regionen erfolgt. Die größte Wirkung haben Probiotika in den Bereichen, wo normalerweise nicht so viele Darmbakterien leben, also noch bevor sie das Colon erreichen. In den oberen Darm-Abschnitten haben sie nicht so viele Konkurrenten und oral aufgenommene Pathogene heften sich im Allgemeinenauch bereits in den oberen Darm-Abschnitten an die Mukosa an. Am besten nimmt man ein probiotisches Produkt als erstes am Morgen zu sich, da dann vermutlich noch keine schädlichen fremden Substanzen eingedrungen sind und sich die probiotischen Bakterien wie ein Film schützend an die Mukosa-Oberfläche anheften können und so kompetitiv verhindern, dass schädliche Substanzen adherieren (siehe auch Zusammenfassung LC1 in vitro Studien) (Abb. 9). Klassifizierung von Probiotika Bei der Beurteilung von Probiotika ist es entscheidend zu wissen, dass die positiven Effekte jeweils Spezies-spezifisch sind, d.h. die Effekte, die bei einer bestimmten Spezies gefunden wurden, können nicht anderen zugeordnet werden, auch wenn sie zur allgemeinen Gruppe von Milchsäure-Bakterien gehören. Die sogenannte "Nomenklatur" ist folgendermassen unterteilt: Genus/Stamm: z.b. Laktobazillen Spezies: z.b. johnsonii, casi oder rhamnosus Strain/Untergruppe: z.b. La1, LGG oder DN

15 Damit kann eine ganz genaue Zuordnung zur nachgewiesenen Wirksamkeit erfolgen, die dann nur und ausschliesslich für diese Untergruppe gilt. Warum diskutieren wir eigentlich heute wieder verstärkt über die Möglichkeiten, mit bestimmten Milchsäure-Bakterien gezielt die Darm- Funktionen zu beeinflussen? Immerhin hat man sich seit der Erkenntnis von Metschnikoff bis Mitte der 70ger Jahre nicht mehr damit beschäftigt. Und auch Metschnikoff hat sich mehr allgemein mit den positiven Wirkungen von Milchsäure-Bakterien beschäftigt und hatte damals noch keine Möglichkeit, bestimmte Stämme auf eine besonders gute Wirksamkeit auszusuchen. Allgemein ist man früher davon ausgegangen, dass sich die Mikrobiota von alleine in einem stabilen Gleichgewicht halten und man diese nicht durch eine besondere Ernährung beeinflussen müsse. Auch heute noch ist diese Meinung weit verbreitet. Was die Situation früher betrifft, ist weithin bekannt, dass Durchfall-Erkrankungen und andere Darm-Probleme sowie Infektionen in früheren Zeiten durchaus häufiger waren als heutzutage, was möglicherweise nicht nur mit den verbesserten hygienischen Bedingungen sondern auch mit einem Ungleichgewicht der Mikrobiotazu tun hatte ohne dass man es damals wusste. Betrachtet man die heutige Lebensweise, kann man festhalten, dass sich unsere Ernährungsgewohnheiten entscheidend geändert haben: Früher waren Milch-sauer vergorene Speisen (zumeist aus Gründen der Haltbarkeit) ein normaler Teil des Speiseplans. All diese Lebensmittel enthielten hohe Mengen an Milchsäure- Bakterien (Lactobazillen). Heutzutage finden sich diese Speisen eher selten auf dem Speiseplan und sind von stark verfeinerten, sogenannten raffinierten Lebensmitteln, häufig auch mit Zucker versetzt, abgelöst worden. Diese sind eher Futter für pathogene Keime. Zudem sind diese Lebensmittel meistens nicht nur prozessiert, sondern oft sogar völlig steril. Zusätzlich hat der Verzehr von (löslichen) Nahrungsfasern, welche Futter für die positiven Bakterien sind, stark abgenommen. In diesem Zusammenhang versucht man heute auch diese löslichen Nahrungs- Fasern als sogenannte "Prebiotika" Nahrungsmitteln (wiederum auch Milch- Produkten wie Joghurt oder Drinks) zuzusetzen. Weitere Faktoren haben dazu geführt, dass die Balance der Mikrobiota immer häufiger aus dem Gleichgewicht gerät: Zunehmender Stress Unregelmässige oder Fehlernährung Steigender Alkohol-Konsum Häufiger Antibiotika-Gebrauch, vor allem bei Kindern mit der Folge dass 20-35% dieser Kinder bereits Antibiotika-Resistenzen haben, abhängig von Land und Art der spezifischen Antibiotika. Viele Reisen, v.a. Flug- und Bahn-Reisen (und damit eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, mit unbekannten pathogenen Keimen Kontakt zu haben) Zunehmendes Durchschnitts-Alter der Bevölkerung. Nachdem sich jenseits der 50 die Zusammensetzung der Darmflora (Mikrobiota) wieder verändert und vermehrt negative Bakterien zu finden sind, trägt diese Bevölkerungs- Veränderung ebenfalls zu einer Verschiebung der Mikrobiota-Balance Richtung Ungleichgewicht bei. 15

16 Aus all diesen Gründen erscheint es heute mehr denn je sinnvoll, gezielt probiotische Produkte (Sauermilch / Joghurt / Drink) täglich als erstes am Morgen zu verzehren. Dabei sollte man darauf achten, dass es sich um ein Produkt handelt, dessen Wirkung in klinischen Studien nachgewiesen wurde und einen positiven Effekt auf Verdauung und/oder Immun-System gezeigt hat. III. Sicherheit probiotischer Produkte Insgesamt haben Probiotika und da allen voran Lactobazillen und Bifidobakterien eine lange Vergangenheit im sicheren Gebrauch in der menschlichen Ernährung. Fast alle Stämme von Lactobazillen, die in Nahrungsmittel verwendet werden, sind nicht-pathogen, nicht-virulent und nicht toxisch (39,41,42). Die meisten Stämme von Lactobazillen und Bifidobakterien haben den sogenannten GRAS-Status (= Generally Regarded As Safe) der FDA (Food and Drug Administration = US-oberste Lebensmittel-Behörde) erhalten. Es wurden Untersuchungen an Tier-Modellen zur akuten Toxizität von Probiotika durchgeführt, welche keine negativen Effekte hinsichtlich des allgemeinen Gesundheits-Zustandes der Tiere, Hämatologie, Blut- Werte, Histologie der Darm-Mukosa oder Auftreten bakterieller Translokation zeigen konnten (43,44). Während der letzten 40 Jahre wurden Daten an und mit Probiotika aus über 140 klinischen Studien am Menschen mit probiotischen Milchsäure-Bakterien (LAB) gesammelt. Diese Studien umfassten etwa Probanden und konnten die gute Toleranz dieser LAB bestens dokumentieren (39). Gegenwärtig gibt es deutlich mehr als 70 klinische Studien mit mehr als Säuglingen (darunter auch Frühgeborene) und Kindern, welche Säuglingsnahrungen mit Probiotika erhalten hatten. In keinem Fall wurden negative (adverse) Effekte beobachtet. Die Studien zeigen, dass es keine Beeinträchtigungen durch den Zusatz von LAB s bei gesunden Kindern oder Frühgeborenen gibt (45). Probiotische Bakterien sind natürlich auch sensibel auf verschiedene Antibiotika. Sie haben allerdings verschiedene Resistenz-Muster, welche ihre Fähigkeit, positiv auf eine Antibiotika-verursachte Diarrhoe (AAD) zu wirken, erhöhen. Das erklärt ihren wirkungsvollen Einsatz als Prävention einer AAD (46,47,48,49). Weltweit wurde kein einziger Fall einer Infektion mit Lactobacillus johnsonii LA1 (LC1) oder Bifidusbakterien rapportiert. Es gibt wenige Fälle von Infektionen nach Gabe von L. rhamnosus (LGG), wobei es nie 100% klar war, dass dies die Ursache der Infektion war. Und in allen Fällen handelte es sich um Hochrisiko-Patienten (50,51). Die gemeinsame FAO/WHO Stellungnahme bestätigt dann auch, dass dokumentierte Korrelationen zischen systemischen Infektionen und Probiotika- Verzehr sehr selten sind und ALLE bei Patienten auftraten, welche sich in einer schweren medizinischen Situation befanden (52). Die Daten bei Risiko-Populationen wie beispielsweise Immun-kompromittierten HIV- Patienten oder Patienten mit einem zentral-venösem Katheter sind bisher noch limitiert, wachsen aber ständig (50,51,53). Bei Hochrisiko-Kindern hat man allerdings schon Studien gemacht, inklusive Kinder von HIV-positiven Müttern (54) und Kindern mit chronischer oder akuter Diarrhoe (55,55,57,58,59,60). Frühgeborene stellen 16

17 ebenfalls eine Risiko-Gruppe da, weil ihr Darm und Immun-System noch nicht voll entwickelt ist. Etliche Studien wurden mittlerweile mit dieser Poplulation durchgeführt und es wurde über keinen einzigen Neben-Effekt der verwendeten Probiotika berichtet (61,62,63,64,65). Insgesamt kann man also festhalten, dass der Verzehr von probiotischen Milchprodukten absolut harmlos ist und nur zu positiven Wirkungen führt. IV. Lebensmittel-rechtliche Situation in der Schweiz (BAG) und EU (EFSA) In der EU ist die EFSA (European Food Safety Authorities) seit einigen Jahren für die Zulassung von Gesundheits-Auslobungen (auch Anpreisungen oder international "Claims" genannt) bei Nahrungsmitteln zuständig. Die EFSA ist damit das europäische Gegenstück zu der US-amerikanischen FDA (Food and Drug Administration. Die Regulierung (EC) No 1924/2006 harmonisiert die Anforderungen, welche in Zusammenhang mit Ernährungs- und Gesundheits-Auslobungen stehen und etabliert Bedingungen für die Zulassung von Gesundheits-bezogenen Auslobungen für Nahrungsmittel (66). Wie in der Regulierung vorgesehen, veröffentlichte das EFSA Panel zu diätetischen Produkten, Ernährung und Allergien (Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies) NDA eine sogenannte Opinion (Meinung) im Jahre 2007 zu folgendem Thema: Zurverfügungstellung wissenschaftlicher und technischer Vorgaben zur Vorbereitung und Präsentation eines Antrages für die Genehmigung eines Gesundheits-Claims (= Anpreisung oder Auslobung) unter Artikel 14 (dieses sind Anträge für Claims betreffend Kinder-Gesundheit und Verringerung von Krankheitsrisiken) (67). Diese Meinung des EFSA-NDA-Panel bildete die Basis für die Kommissions Regulierung (EC) No 353/2008, welche Richtlinien erstellte für die Bewilligung von Gesundheits-Auslobungen (Claims), welche im Artikel 15 der Regulierung (EC) No 1924/2006 vorgesehen sind. Sie betreffen auch Claims, welche unter dem Artikel 13.1 und 13.5 der Gesundheits-Claims-Regelung eingereicht werden. Somit bezieht sich dieser Grundsatz auch auf Nahrungsmittel mit Gesundheits-Claims für Erwachsene, welche in Artikel 13.1 und 13.5 geregelt sind (Gesundheits-Claims- Anträge, welche auf neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen beruhen) (68). Weiterhin hat die EFSA eine Richtlinie über Fragen zur administrativen und Ablauf- Vorgehensweise veröffentlicht, welche potentiellen Antragstellern für die Zulassung von Gesundheits-Claims helfen sollen (69). Im Dezember 2009 wurde ein Dokument veröffentlicht, welches eine Zusammenstellung und Vorlage für eine Antragstellung zu einem Gesundheits-Claim bei Nahrungsmitteln beinhaltet (70). Um den Zusammenhang zwischen einem spezifischen Nahrungsmittel und dessen Auswirkung auf die Gesundheit zu beurteilen, welches die Basis für die Zulassung eines Gesundheits-Claims ist, macht das EFSA-NDA-Panel eine wissenschaftliche Beurteilung auf der Basis der zur Verfügung gestellten Daten. Inhalt der Beurteilung ist der kausale Zusammenhang des Nahrungsmittels mit dem ausgelobten 17

18 Gesundheits-Nutzen bei den angegebenen Verzehrs- Arten und -Mengen und bei der angegebenen Verbraucher-Gruppe. Die gesamte Evidenz der eingereichten Studien wird hinsichtlich der Stärke der Studie, der biologischen Plausibilität und Eindeutigkeit beurteilt. Dabei wird besonders die Qualität individueller Studien in Hinsicht auf die Zielgruppe, für welche der Claim beantragt wird, und die Verzehrs- Art und Menge gewichtet. Tier-Modelle oder in vitro -Studien können zusätzliche Evidenz bieten, jedoch sind Human-Studien bestimmend für die Evidenz eines Gesundheits-Claims. Die Vorgehensweise ist in Übereinstimmung mit den EFSA Richtlinien (70,71). Bislang sind in der EU weit mehr als 300 Anträge zu Gesundheits-Claims für probiotische Milch-Produkte eingereicht worden. Bis 2012 ist keine Zulassung eines Antrags erfolgt, vermutlich weil die Anträge im Wesentlichen nach rein pharmakologischen Gesichtspunkten beurteilt werden. Das ist bei Nahrungsmitteln sicher nicht in vollem Ausmass möglich, da die Zusammensetzung und auch Wirkung wesentlich komplexer ist, wenn man beispielsweise an die bisher beschriebene Situation der Mikrobiota im Magen-Darm-Trakt und die verschiedenen wechselseitigen Beeinflussungen denkt. Mittlerweile hat sich ein heftiger Disput nicht nur zwischen Firmen und EFSA, sondern auch Wissenschaftlern und Organisationen im Bereich Probiotika erhoben. Nachdem trotz vieler vorliegender Studien noch kein einziger Claim zugelassen wurde, befürchten einige Studien-Gruppen, dass die "Studien-Bereitschaft" vieler Orts nachlassen werde. Seit 2011 wurden 75 Wiederanträge gestellt, von welchen wiederum keiner positiv beurteilt wurde, was Anlass zu heftigen Diskussionen im EU-Raum ist. In der Schweiz als Nicht-EU-Staat ist das Bundesamt für Gesundheit (BAG) für Zulassungen eines Gesundheits-bezogenen Claims verantwortlich. Vor der Einführung der EFSA Richtlinien für Gesundheits-bezogene Claims galten in der Schweiz vor allem die Sicherheits-Bestimmungen für Lebensmittel. Anträge für die Zulassung bestimmter Lebensmittel und Auslobungen wurden im Einzelfall-Verfahren vorgenommen. Seit die EFSA ihre Arbeit aufgenommen hat, bemüht sich die Schweiz, in ähnlicher Weise vorzugehen, wobei man hier versucht, etwas pragmatischer zu sein. Allerdings muss man auch in der Schweiz mittlerweile Claims, welche mit der gesundheitlichen Auslobung eines Lebensmittels in Zusammenhang stehen, genau wie in der EU (71) mit entsprechenden Studien belegen. Ursprünglich sollte deshalb die Auslobung von probiotischen Milch-Produkten Ende 2011 nur noch dann erlaubt sein, wenn dies nach ähnlichen Kriterien wie in der EU durch entsprechende klinische Studien nachgewiesen wurde. Inzwischen hat das BAG in Anlehnung an die EU-Behörden die Frist bis Ende 2012 verlängert, so dass für den Verbraucher derzeit noch immer nicht klar ist, ob die Gesundheits- Versprechen, die auf einigen dieser Produkte angeführt sind, auch tatsächlich zutreffen (72). Die Lactalis Nestlé Frischprodukte Schweiz AG hat bereits Anfang 2010 mit den Hausaufgaben begonnen und beim BAG einen Antrag auf Bewilligung ihrer verwendeten Auslobungen "Nestlé LC1 reguliert sanft und natürlich die Verdauung" sowie "Verdauung gut - alles gut" eingereicht. Die Vorgehensweise für die Aufarbeitung und Auswertung der damals vorliegenden 38 publizierten Studien wurde mit dem BAG abgestimmt. Am 15. September 2010 wurde schliesslich beim 18

19 BAG ein umfangreiches Dossier mit diesen 38 Studien zu LC1 eingereicht. Die wichtigsten Aussagen der darin enthaltenen Studien betreffen die positive Wirkung auf den Magen-Darm-Trakt, die verbesserte Zusammensetzung der Darmbakterien und die auf allen Faktoren basierende Förderung einer ausgewogenen Verdauung. Am 9. März 2011 hat das BAG der Firma dann als bisher einziger Herstellerin eines probiotischen Joghurts und Drinks folgende Gesundheits-bezogene Auslobung gestattet: Nestlé LC1 reguliert sanft und natürlich die Verdauung Die zweite Auslobung wurde abgelehnt, da sie zu allgemein, d.h. nicht spezifisch auf die Wirkung ausgerichtet und deshalb nicht aussagekräftig sei. LC1 ist bereits seit 1995 in der Schweiz auf dem Markt. Es wurde auf Grund der damalig vorliegenden Studien und gesetzlichen Vorschriften von den Lebensmittel-Behörden zugelassen. Im nächsten Teil dieser Broschüre werden die Hintergründe zur Entwicklung des LC1 dargestellt, sowie die 38 bis dahin vorliegenden Studien kurz zusammengefasst. V. Substantiierung und Anerkennung der Gesundheits-bezogenen Auslobung (Claim) von Lactobacillus Johnsonii La1 (LC1) Auswahl des Lactobacillus Johnsonii La1 (LC1): Obwohl seit Jahrhunderten die Vermutung einer probiotischen Wirkung von fermentierten Milchprodukten bestand, fehlten dafür lange jegliche wissenschaftlichen Beweise. Dies könnte auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass die Methoden zum Nachweis biologischer Eigenschaften erst in den letzten 20 bis 30 Jahren verfügbar wurden und dass die probiotische Wirksamkeit sehr Stammspezifisch und nur individuellen Bakterien-Stämmen zu eigen ist. Daher ist die richtige Auswahl eines bestimmten Stammes entscheidend. Das Nestlé Forschungszentrum in Lausanne ist das grösste private Forschungszentrum der Welt in Sachen Ernährung. Es beherbergt auch die grösste Sammlung an Milchsäure-Bakterien. Es brauchte mehr als 6 Jahre an intensiver Forschung, bis die Nestlé Forscher den LC1 Stamm Lactobacillus johnsonii La1 aus Milchsäure-Bakterien-Stämmen als erfolgversprechendsten Kandidat auslesen konnten. Dabei mussten verschiedenste Kandidaten in in vitro aber auch bereits im in vivo -Versuchen mit Tiermodellen auf die wichtigsten probiotischen Grundvoraussetzungen geprüft werden, welche bereits im allgemeinen Einführungs- Kapitel über Probiotika aufgelistet sind. Hinzu kamen noch Untersuchungen hinsichtlich Stimulierung der natürlichen Abwehrkräfte. Das Überleben von LC 1 während der Magen-Darm-Passage wurde beispielsweise mittels zweier klinischer Studien im Stuhl von gesunden freiwilligen Probanden untersucht (12, Studien-Literatur; 74,75) (Abb. 11). 19

20 Studien-Protokoll 15 gesunde Probanden Milch LC1 Milch Signifikant erhöhte hte Anzahl von LAB mit LC1 6.5 Ergebnis p< d Stuhlproben log cfu log an cfu Laktobazillen of lactobacilli / g / g of faeces Stuhl Day 0 Day 21 Day 31 Abb.11: Überlebensrate und Kolonisierung von LC1 im menschlichen Darms (Schiffrin et al. J. Dairy Sci : ) In diesen Studien verzehrten die Probanden über 3 Wochen 3 x 125 g/tag eines Milchproduktes, welches mit LC1 fermentiert wurde. Diesem Verzehr ging eine 3- wöchige Diät ohne fermentierte Milch-Produkte voraus. Das Vorkommen von LC1 im Darm wurde vor Studienbeginn (Tag 0), nach 3-Wochen LC1 Verzehr (Tag 21) und 10 Tage (Tag 31) nach Einstellen des Verzehrs von LC1 im Stuhl bestimmt. Beide Studien ergaben eine 10-fache Zunahme der Anzahl an Lactobazillen im Faeces, was eine signifikante Überlebensrate während der Magen-Darm-Passage bestätigt. Nach 10 Tagen sanken die Werte wieder auf den Ausgangswert ab. Das zeigt klar, dass dieses Probiotikum nur vorübergehend adheriert/kolonisiert, was wie bereits beschrieben auch erwünscht ist für die positiven probiotischen Effekte aber damit zur Folge hat, dass man ein solches Produkt täglich zu sich nehmen sollte. In einer weiteren Studie wurde der kompetitive Ausschluss von pathogenen Keimen durch LC1 untersucht (3, bei Studien-Literatur). Dabei wurden LC1 und verschiedene Enteropathogene (EP) (E.coli enteropathogens, ETEC, DAEC, EPEC, Yersinia pseudo tuberculosis, Salmonella typhimurium) in verschiedener Reihenfolgemit Darmepithelzellen (Caco-2) inkubiert. Im ersten Versuch waren es nur EP, im 2. VersuchEP und LC1 gemischt (2. und 3. Säule) und im 3. Versuchsdurchgang erst EP und anschliessend LC1.Das Resultat zeigt eine starke Adhäsion von LC1 an Caco-2- Zellen und eine kompetitive Hemmung der Adhäsion von enteropathogenen Keimen (Abb.12). 20

21 Wirkungs- Mechanismus Pathogenic bacteria (EP) Lactobacillus johnsonii LC1 Darmepithelzelle Ergebnisse Enteropathogen adhesion to Caco-2 cells (in %) EB LC1 & EP LC1 & EP EP & LC1 Abb. 12: Inhibition einer Anheftung von Enteropathogenen (EP) an Darmepithelzellen durch LC1 (E. coli, Salmonella, Yersinia) Beide Studien-Ergebnisse führen zu folgenden praktischen Erkenntnissen: 1. Die Wirkung des probiotischen Produktes (hier LC1) hält nicht auf Dauer an, da die probiotischen Bakterien nicht pemanent, sondern nur vorübergehend kolonisieren, was auch erwünscht ist (siehe allgemeines Kapitel über Probiotika). Das bedeutet, dass die Wirkung 10 Tage nach Beendigung der Einnahme wieder aufgehoben ist. Praktisch heisst das, dass man einen probiotischen Joghurt oder Drink regelmässig, am besten täglich, geniessen sollte. 2. Man sollte das probiotische LC1-Produkt möglichst als erstes am Morgen verzehren, damit sich die schützenden Bakterien als ERSTES an die Mukosa heften und so verhindern, dass die während des Tages vielleicht eindringenden negativen Bakterien dies bereits getan haben. Zwar nützt laut Studien auch eine spätere Gabe durch Verdrängen signifikant etwas, der grösste Nutzen ist jedoch zu erzielen, wenn sie Konkurrenz-frei die Enterozyten besetzen können und ihren Platz gegen nachfolgende Pathogene verteidigen, die dann wieder ausgeschieden werden. Klassifizierung Lactobacillus Johnsonii La1 (LC1): Obschon die Effizienz von Probiotika beim Menschen im Vordergrund steht, gibt es eine Vielzahl von Untersuchungen zur mikrobiologischen Charakterisierung der probiotischen Stämme. Das ist essentiell, damit man die jeweiligen Studien dem richtigen Probiotikum zuordnen kann. Trotzdem ist das für den Nicht-Spezialisten oftmals reichlich verwirrend, da ein bestimmtes Probiotikum durch eine genauere Bestimmung einen anderen taxonomischen Namen erhalten kann, aber immer noch dasselbe Probiotikum darstellt. 21

22 So ist der Lactobacillus johnsonii La1 taxonomisch identisch mit dem Lactobacillus acidophilus (La1), welche Bezeichnung in früheren Jahren vor der genaueren Taxonomie benutzt wurde (76,77). Mit den heutigen Methoden war es zwischenzeitlich möglich, eine molekulare Identifizierung mittels DNA-Analyse zu machen (78). Zusammenfassung der 38 bis 2010 publizierten Studien mit dem probiotischen Bakterium Lactobacillus Johnsonii La1 (LC1): Der hier vorgestellte Lactobacillus johnsonii La1 (LC1) erfüllt alle im allgemeinen Teil über Probiotika aufgeführten Kriterien für ein erfolgreiches Probiotikum. Mit den 38 beschriebenen Studien werden sowohl alle diese Anforderungen wie auch die Bedingungen für den Nachweis des Claims (gesundheitliche Auslobung) erfüllt. Studien zur Sicherheit und den technologischen Anforderungen sind hier nicht aufgeführt, liegen jedoch dem BAG vor und waren bereits 1995 Voraussetzung zur ersten Zulassung. Die 38 Studien wurden zwischen 1993 und 2010 publiziert und sind nach Themen gruppiert. Die ersten 4 Studien, die zwischen 1993 und 1995 publiziert wurden, sind Teil der anfänglichen "in vitro"- Studien zur Beurteilung des probiotischen Potentials des LC1 für den Menschen. Sie waren eine wesentliche Voraussetzung, um LC1 in darauf folgenden klinischen Studien am Menschen zu untersuchen. Hinzu kommen noch weitere 7 in vitro Studien zwischen 1997 und 2000, welche zusätzliche wichtige Aspekte für weitere klinische Studien untersuchten, zu einer Zeit, wo LC1 bereits für den Konsumenten zur Verfügung stand. Alle weiteren 27 Studien sind in vivo Studien mit menschlichen Probanden. 2 dieser Studien hatten zusätzlich einen ersten in vitro Teil. Es erscheint von besonderer Bedeutung zu betonen, dass praktisch alle in vivo - Studien mit dem gesamten Produkt und praktisch immer mit einem Handels-üblichen Produkt durchgeführt wurden. Es wurden im wesentlichen auch normale Verzehrsmengen (1 Joghurt oder Drink pro Tag) eingesetzt und nur in einigen wenigen Studien auch höhere Mengen verwendet, um einerseits die Sicherheit einer höheren Verzehrsmenge zu überprüfen und andererseits zu überprüfen, dass die normalen Verzehrsmengen im Alltag für den gewünschten Effekt ausreichen. Das spielt bei der Beurteilung durch die EFSA und damit auch das BAG eine grosse Rolle und wird von diesen Behörden als Vorbedingung gefordert. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Tatsache, dass praktisch alle "in vivo"- Studien prospektiv, randomisiert, Placebo-kontrolliert und entweder doppelblind oder mit Cross-Over-Design durchgeführt wurden. Beim Cross-over Design wurde zwischen Plazebo und Verum (Probiotikum) jeweils eine Auswasch-Phase von 3-5 Wochen zwischengeschaltet. Dies ist die Zeit, welche in klinischen Studien ermittelt wurde, nach welcher die Probiotika wieder aus dem Stuhl verschwunden sind, da sie wie bereits beschrieben - nur vorrübergehend kolonisieren. Auch dieser Aspekt des Studien-Designs ist eine der wichtigen 22