Untersuchung der Fähigkeit eines Nahrungsergänzungsmittels, gute Bakterien im menschlichen Darm und den Blutzuckerspiegel zu erhöhen (XOS2)

Präbiotika sind hochwirksam und für viele Anwendungen in der Medizin wichtig. Sie werden nicht absorbiert und tragen nicht zur menschlichen Ernährung bei, sondern haben vielmehr eine tiefgreifende Wirkung auf die menschliche Darmflora. Die Hauptwirkung auf die menschliche Darmflora besteht darin, das Wachstum von Bifidobacterium- und Lactobacillus-Arten zu stimulieren. Dabei handelt es sich um gutartige Organismen, da sie selten an Infektionen oder anderen pathologischen Prozessen beteiligt sind. Es wurden jedoch zahlreiche gesundheitsfördernde Vorteile dieser Bakteriengattungen festgestellt, die Auswirkungen auf infektiöse und nichtinfektiöse Krankheiten haben. Sie induzieren Wirtsgene, die an der angeborenen Immunität beteiligt sind, manchmal in Zusammenarbeit mit anderen Elementen der Darmflora wie Bacteroides thetaiotaomicron und Lactobacillus casei. Tierstudien 2 weisen auf eine schützende Wirkung gegen die bakterielle Translokation aus dem Magen-Darm-Trakt hin. Eine umfassende Katalogisierung der Genome von Bifidobakterien und anderen Darmbakterien zeigt, dass die Bifiden in vielen wichtigen Bereichen wie Kohlenhydrat, Aminosäuren, Nukleotiden, Lipiden, anorganischem Ionentransport und Stoffwechsel eine sehr wichtige Rolle spielen; Energieerzeugung und -umwandlung; Zellwand- und Membranbiogenese; Signaltransduktionsmechanismen; Transkription und Übersetzung; und Abwehrmechanismen.

Das metabolische Syndrom, zu dem nichtalkoholische Fettlebererkrankung, Fettleibigkeit und Insulinresistenz gehören, hat in Versuchen an Nagetieren auf Präbiotika reagiert; Schätzungen zufolge leiden 20–30 % der Bevölkerung in Industrieländern an dieser Krankheit. Parnell und Reimer haben gezeigt, dass eine präbiotische Oligofruktose-Supplementierung das Potenzial hat, den Gewichtsverlust zu fördern und die Glukoseregulierung bei übergewichtigen Erwachsenen zu verbessern, wahrscheinlich durch unterdrücktes Ghrelin und erhöhtes PYY1.

Die Forscher haben an der UCLA eine Studie abgeschlossen, in der die Auswirkungen von XOS auf die menschliche Mikrobiota untersucht wurden. Es gab drei Phasen, darunter eine zweiwöchige Einlaufphase, eine achtwöchige Interventionsphase und eine zweiwöchige Auswaschphase. Zweiunddreißig Freiwillige wurden nach dem Zufallsprinzip einer Nahrungsergänzung mit 1,4 g XOS (1,4 g XOS 70P), 2,8 g XOS (2,8 g XOS 70P) oder einem Placebo zugeteilt.

Insgesamt wurden 32 Probanden in die Studie aufgenommen. Ein Proband aus der Placebogruppe und einer aus der Niedrigdosisgruppe brachen die Studie wegen unspezifischer Magen-Darm-Beschwerden ab.

Insgesamt wurden 120 Stuhlproben von 11 Probanden mit niedriger Dosis, 9 Probanden mit hoher Dosis und 10 Probanden der Placebogruppe erhalten. Von allen 120 erhaltenen Stuhlproben wurde eine Bakterienkultur durchgeführt. Ein Proband der Placebogruppe, zwei Probanden der Hochdosisgruppe und zwei Probanden der Niedrigdosisgruppe wurden aufgrund beeinträchtigter Probenqualität von den Analysen ausgeschlossen.

Die Bifidobacterium-Zahlen der Probanden nach der hochdosierten XOS-Intervention waren nach 4, 8 und 10 Wochen im Vergleich zum Ausgangswert signifikant höher. Ebenso war der Anstieg der Bifidobacterium-Zahlen in der Gruppe mit hohem XOS nach 4 Wochen signifikant höher als in der Gruppe mit niedrigem XOS. Die Gruppe mit niedrigem XOS wies nach 8 und 10 Wochen im Vergleich zu den Probanden der Placebogruppe signifikant höhere Bifidobakterienzahlen auf. Die Gesamtzahl der anaeroben Flora und bis zu einem gewissen Grad die Gesamtzahl der aeroben Flora der Probanden nach der hochdosierten XOS-Intervention waren nach 4 und 8 Wochen signifikant höher als im Ausgangswert. Die mittleren Veränderungen der gesamten anaeroben Flora waren in der Gruppe mit hohem XOS nach 4, 8 und 10 Wochen im Vergleich zur Placebogruppe signifikant höher. Interessanterweise waren auch die Bacteroides fragilis-Gruppenzahlen der Probanden nach einer hochdosierten XOS-Intervention nach 4, 8 und 10 Wochen gegenüber dem Ausgangswert signifikant höher, und die mittleren Veränderungen waren in der Gruppe mit hohem XOS im Vergleich zu der Gruppe mit niedriger XOS und der Placebogruppe signifikant höher. Es gab keine wesentlichen signifikanten Unterschiede in der Anzahl von Lactobacillus sp., Enterobacteriaceae und Clostridien zwischen den drei untersuchten Dosisgruppen

Das XOS wurde von allen Probanden (normaler Erwachsener) gut vertragen. Zu Studienbeginn wiesen die meisten Probanden eine relativ hohe Anzahl an Bifidobacterium-Arten auf, während die Anzahl an Lactobacillus-Arten geringer war. Von jeder dieser Gattungen waren mehrere verschiedene Arten vorhanden. Bifidobacterium-Arten zeigten einen signifikanten Anstieg der Anzahl bei Probanden, die XOS-Supplementierung erhielten, wobei die Gruppe mit der höheren Dosis einen signifikant größeren Anstieg aufwies als die Gruppe mit der niedrigeren Dosis. Sowohl die Hoch- als auch die Niedrigdosisgruppe wiesen signifikant höhere Zahlen an Bifidobacterium-Unterarten auf als die Placebogruppe. Die Anzahl der Lactobacillus-Arten stieg bei Probanden, die eine XOS-Supplementierung erhielten, nicht signifikant an. Es gab in allen Zeiträumen einen statistisch signifikanten Anstieg der Anzahl der B. fragilis-Gruppen für die Gruppe mit hoher XOS-Dosis. Wie bereits erwähnt, können Bifidobakterien in Zusammenarbeit mit anderen Elementen der Darmflora, beispielsweise der B. fragilis-Gruppe, Wirtsgene induzieren, die an der angeborenen Immunität beteiligt sind. Der Anstieg der Anzahl der „Gesamtanaerobier“ spiegelt die erhöhte Anzahl in der Gruppe Bifidobacterium und B. fragilis wider, die beide anaerob sind. Einige Bifidobacterium-Arten können auch aerob wachsen, was sich möglicherweise in einem leichten Anstieg der aeroben Anzahl in der XOS-Gruppe mit hoher Dosis widerspiegelt. In dieser Studie hatte die XOS-Supplementierung keinen signifikanten Einfluss auf den pH-Wert oder die SCFAs im Stuhl.

Die Forscher schlagen vor, eine 10-wöchige, randomisierte, placebokontrollierte, zweiarmige Studie mit 20 Probanden mit metabolischem Syndrom durchzuführen. Den Probanden wird nach dem Zufallsprinzip zugewiesen, ob sie eine Pulvermischung mit 2,8 g XOS (2,94 g XOS 95P) oder ein Placebo einnehmen sollen.