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20.04.2020

Darmmikrobiom: Warum wir Mikroorganismen im Verdauungstrakt brauchen

Unser Körper ist Lebensraum für eine Vielzahl von Bakterien und anderen Mikroorganismen. Vor allem jene kleinen Mitbewohner, die sich in unserem Darm ansiedeln, sind an unserem Wohlbefinden maßgeblich beteiligt. Wer von Bauchbeschwerden verschont bleiben und gleichzeitig seine Immunabwehr unterstützen will, sollte sein Darmmikrobiom hegen und pflegen. Die bESSERwisser haben recherchiert, wie das funktioniert und was es mit Probiotika und Präbiotika auf sich hat.

Das menschliche Mikrobiom

Der menschliche Körper ist von der Haut über die Atemwege bis zum Verdauungstrakt dicht mit Mikroorganismen besiedelt. Der größte Teil des menschlichen Mikrobioms – darunter versteht man die Gesamtheit der Mikroorganismen, die mit dem Menschen assoziiert sind – ist im Darm angesiedelt und auch als Darmflora oder Darmmikrobiota bekannt. Schon bei der Geburt beginnen Mikroorganismen aus dem Geburtskanal der Mutter den Darm eines Babys zu besiedeln. Im Laufe des Lebens versorgen uns Muttermilch, Ernährung und unsere Umgebung permanent mit Mikroorganismen, die sich auf und in unserem Körper ansiedeln.

Den Hauptteil des menschlichen Mikrobioms machen Bakterien aus. Aber auch Archaeen, Pilze und Viren sind Teil des Mikrobioms, das in komplexer Interaktion mit dem Körper steht. Lange Zeit wurde in der Wissenschaft die Ansicht vertreten, dass im menschlichen Körper zehnmal mehr Mikroben-Zellen als menschliche Zellen zu finden sind und diese ein bis zwei Kilogramm des Körpergewichts ausmachen [1]. Neue Berechnungen haben jedoch ergeben, dass im menschlichen Körper gleich viele Mikroorganismenzellen wie Körperzellen vorkommen Man weiß heute auch, dass das Mikrobiom nicht mehr als 200 Gramm des Körpergewichts ausmacht [2].

Mikroskopisches Leben im Verdauungstrakt

Die saure Umgebung des Magens und Dünndarms erlaubt es nur wenigen Bakterienspezies, dort zu überleben. Ab dem letzten Drittel des Dünndarms (Ileum) steigt der pH-Wert an und wird basisch, und gleichzeitig nimmt auch die Zahl der Mikroorganismen zu. Im Dickdarm sind Anzahl und Diversität der Mikroorganismen am höchsten. Hier herrschen anaerobe Bedingungen, das heißt, nur Organismen, die für ihren Stoffwechsel keinen Sauerstoff benötigen und Energie zum Beispiel aus Fermentation generieren, siedeln sich hier an [3].

Das menschliche Darmmikrobiom wird von zwei bakteriellen Stämmen beherrscht: den Bacteroidetes und den Firmicutes mit ihren jeweiligen Unterarten. Das Verhältnis dieser beiden zueinander wird in der Wissenschaft und Medizin repräsentativ zur Beurteilung der Darmgesundheit herangezogen. Das Mikrobiom ist jedoch keine einheitliche Bakteriengemeinschaft, sondern variiert von Mensch zu Mensch und verändert sich mit dem Alter. Faktoren, die die Zusammensetzung des Mikrobioms beeinflussen, sind unter anderem Alter, Genetik, geografische Lage, Art der Geburt (natürlich oder Kaiserschnitt), Ernährung in der frühen Kindheit, Medikamenteneinnahme, und Ernährungsstil [4].

Wichtige Funktionen des Darmmikrobioms

Das Darmmikrobiom wird oft auch als das „vergessene Organ“ bezeichnet, da es wichtige Funktionen im Körper übernimmt. So verarbeiten die Darmmikroben Nährstoffe, schützen vor Krankheitserregern, beeinflussen das Immunsystem und können über Verbindungen zum Hirn den Körper auf viele Arten beeinflussen.

Verdauung

Am offensichtlichsten ist die Rolle Darmmikrobioms bei der Verdauung. Hier regen die Mikroorganismen Darmbewegungen an, sind bei der Verwertung von Nahrungsbestandteilen beteiligt und produzieren für den Körper essenzielle Nährstoffe. Die Hauptnahrungsquelle des Darmmikrobioms sind fasrige Nahrungsbestandteile, sogenannte Ballaststoffe. Bei deren Fermentation generieren die Mikroorganismen nicht nur Energie für sich selbst, sondern erzeugen auch Nebenprodukte, wie etwa kurzkettige Fettsäuren (SCFA). Ein Beispiel dafür ist Butyrat, das eine wichtige Funktion bei der Versorgung der Darmzellen hat und immunmodulierend wirkt [5].
Weiters können Mikroorganismen in unserem Darm aus Ballaststoffen die Vitamine B1, B2, B5, B6, Folat, Vitamin B12 und Vitamin K2 produzieren und leisten so einen Beitrag zur Versorgung des Körpers mit diesen Nährstoffen [6]. Im Zuge der mikrobiellen Aktivität und vor allem durch den Prozess der Fermentation werden Gase wie Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Methan gebildet, die sich als Blähungen bemerkbar machen können.

Schutz vor Krankheitserregern

Eine weitere wichtige Funktion des Darmmikrobioms ist die Abwehr von pathogenen Keimen, die zum Beispiel durch die Nahrung aufgenommen werden. Eine intakte Darmflora mit einer hohen Anzahl an unterschiedlichen Organismen, die alle Nischen des Darms besiedelt und ihren Lebensraum verteidigt, ist ein guter Schutz gegen die Besiedelung durch andere, krankmachende Keime.

Ein gesunder Mensch lebt mit seinem Mikrobiom in sogenannter„Normobiose – das bedeutet, der Körper profitiert von den anwesenden Mikroorganismen, und schädliche Organismen sind in der Unterzahl. Ein funktionierendes Mikrobiom ist notwendig für Stoffwechsel und Gesundheit. Es ist aber bislang nicht klar, ob das Mikrobiom nur positive Auswirkungen auf den Körper hat. Ebenso ist nicht geklärt, was ein „gesundes“ Mikrobiom ausmacht, da es hier auch bei gesunden Individuen eine hohe Variabilität gibt. Es gibt allerdings Hinweise darauf, dass ein vielfältiges Darmmikrobiom sowie das Aufwachsen in einer Umgebung mit einer hohen Zahl und Vielfalt an Mikroorganismen sich positiv auf die Gesundheit im späteren Leben auswirkt [7].

Allesesser, Vegetarier, Veganer: Das Mikrobiom i(s)st, was man isst

So gut wie alles, was wir zu uns nehmen und was in weiterer Folge unseren Darm passiert, kann Einfluss auf das Darmmikrobiom haben. Interaktionen von Nahrung, Mikrobiom und Körper sind aber hochkomplex und noch nicht ganzheitlich erforscht. Es gibt jedoch bereits etliche Studien, die sich mit der Auswirkung verschiedener Ernährungsweisen auf das Darmmikrobiom beschäftigen.

Es konnte gezeigt werden, dass im Mikrobiom von vegetarisch und vegan lebenden Personen vermehrt Bakteriengruppen zu finden sind, die Kohlenhydrate und Vitamine besonders gut metabolisieren können. Der höhere Anteil an Ballaststoffen in vegetarischer und veganer Ernährung verstärkt außerdem die mikrobielle Fermentation von gesundheitsförderlichen Butyraten im Darm [8].
Eine weitere Studie zeigte, dass sich bei einer Umstellung auf eine Ernährung mit ausschließlich tierischen Produkten das Verhältnis von Bacteroidetes/ Firmicutes verändert. Die Anzahl der proteinverwertenden Bakterien stieg, während die Zahl der Firmicutes, die für die Verdauung von pflanzlichen Ballaststoffen verantwortlich sind, zurückging. Die Studie ergab auch, dass sich das Darmmikrobiom innerhalb weniger Tage an eine neue Ernährungsweise anpassen kann, was in der Evolution des Menschen sicher hilfreich war [9].
Nicht nur die Zusammensetzung, auch die Art der Zubereitung der Nahrung beeinflusst das Darmmikrobiom. Beim Kochen von stärkehaltigen Lebensmitteln – wie etwa Kartoffeln – verkleistert die Stärke und wird somit leichter verdaulich. Dadurch erreicht weniger Stärke den Dickdarm und das Mikrobiom. In Studien an Mäusen und Menschen konnte gezeigt werden, dass gekochte Nahrung im Vergleich zu Rohkost die Funktionalität und Diversität des Mikrobioms beeinflusst [10].

Probiotika

Im Zusammenhang mit dem Darmmikrobiom ist häufig von Pro- und Präbiotika die Rede. Als Probiotika werden lebende Mikroorganismen bezeichnet, die laut Definition der WHO „dem Wirt (= Mensch, der sie aufnimmt) einen gesundheitlichen Nutzen verschaffen, wenn sie in ausreichenden Mengen verabreicht werden.“

Die Bezeichnung „probiotisch“ wird vor allem für Nahrungsmittel verwendet, die verdauungsförderliche Mikroorganismen wie Bifidobakterien oder Laktobazillen beinhalten. Dazu zählen vorrangig vergorene Lebensmittel wie Joghurt, Käse, Sauerkraut, aber auch unfiltriertes Bier. Ihnen wird nachgesagt, dass sie Verdauungsprobleme lösen, die Stuhlkonsistenz normalisieren und gegen Allergien und Unverträglichkeiten helfen. Ob die Mikroorganismen in diesen Lebensmitteln jedoch tatsächlich auch noch leben, wenn sie in den Dickdarm gelangen, ist nicht gänzlich bewiesen. Laut der europäischen Lebensmittelbehörde (EFSA) muss bei der Bewerbung eines Produktes mit dem Wort „probiotisch“ dessen Wirkung auch wissenschaftlich belegt sein. Das hat in der Lebensmittelbranche großen Unmut hervorgerufen und dazu geführt, dass heute kaum mehr „probiotisch“ beworbene Produkte in den Regalen zu finden sind [11].

Die möglichen gesundheitsförderlichen Eigenschaften von Probiotika sind in der Forschung dennoch ein heißes Thema. Mit ihrer Hilfe erwartet man sich Prävention und Behandlung von Krankheiten. So führte in einer Studie mit älteren Menschen die regelmäßige Einnahme von Joghurt, das mit Laktobazillen angereichert wurde, zu einer Verringerung von Atemwegsinfekten um mehr als die Hälfte im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Forscher führten diesen Effekt auf eine verbesserte T-Zell mediierte Immunabwehr zurück [12]. Eine andere Studie ergab, dass regelmäßige Einnahme von Milch bzw. Reis, die mit Laktobazillen fermentiert wurden, auch bei Kleinkindern zu einem besseren Schutz gegen Infektionskrankheiten führt [13].

Laktobazillen, die in diesen beiden Studien bei gesunden Menschen eine gesundheitsfördernde Wirkung zeigten, können in seltenen Fällen bei immunschwachen Menschen aber auch in den Blutkreislauf eindringen. Dies kann in manchen Fällen Infektionen bis hin zur Entzündung der Herzklappen oder zu Hirnhautentzündung hervorrufen [14].

Präbiotika

Als Präbiotika werden unverdauliche Substanzen bezeichnet, die für das Darmmikrobiom förderlich sind. Sie werden entweder von Mikroorganismen als Energiequelle verwertet (fermentiert) oder beeinflussen deren Lebensraum positiv.

Die wohl bekanntesten Präbiotika sind Ballaststoffe – unverdauliche Kohlenhydrate, die meist pflanzlichen Ursprung haben. Hohen präbiotischen Gehalt weisen Glykane, resistente (unverdauliche) Stärke, Inulin, und Oligofruktose auf [15]. Diese sind vor allem in fasrigem Gemüse wie Spargel oder Chicorée sowie in stärkehaltigen Nahrungsmitteln wie Johannisbrotkernmehl enthalten. Darmbakterien, die die notwendigen Enzyme (CAZyme) besitzen, können diese Stoffe verwerten. Ob Präbiotika auch einen spezifischen Nutzen für den Menschen haben, ist wie bei den Probiotika ungeklärt. Laut der EFSA muss auch für die Bezeichnung „präbiotisch“ ein gesundheitlicher Nutzen wissenschaftlich erwiesen sein. Grünes Licht für die Bezeichnung „Präbiotikum“ gab es von der EFSA bisher nur in wenigen Fällen: Für Oligofruktose, die sich nachweislich auf den Blutzuckerspiegel auswirkt, sowie für Inulin, welches aus Chicorée gewonnen wird und einen positiven Effekt auf den Stuhlgang hat [16].

Die Rolle des Mikrobioms in Krankheit und Gesundheit

Auch wenn die spezifischen Interaktionen zwischen Köper und Mikrobiom noch nicht vollständig geklärt sind, ist eines klar: Die Mikroorganismen des Menschen spielen eine wichtige Rolle für seine Gesundheit. So konnten zahlreiche Studien bereits einen Zusammenhang zwischen Darmmikrobiom und Infektionskrankheiten, chronischen Darmerkrankungen, Übergewicht, Diabetes, Darm- und Leberkrebs und Allergien belegen [17].

Tatsache ist auch, dass Antibiotika, die im Zuge von bakteriellen Infektionen eingenommen werden, nicht nur die krankmachenden Keime, sondern auch förderliche Darmbakterien angreifen. Langwierige Antibiotikatherapien können das Darmmikrobiom zerstören und die Verdauung nachhaltig negativ beeinflussen [18].

Zur Therapie von Darmerkrankungen wird in der Medizin seit einiger Zeit auf die Fäkaltransplantation zurückgegriffen. Der Hype um diesen abstoßend-faszinierenden Eingriff verschaffte dem „gesunden“ Stuhl einen neuen Wert, der in der Southpark Folge „Kot-Diebe“ (s23f8) köstlich auf die Spitze getrieben wird.

Fazit

Heute ist bereits erwiesen, dass das Mikrobiom eine wichtige Rolle in Krankheit und Gesundheit spielt. Auf welche Weise es durch Ernährung beeinflusst werden kann und welche Folgen das hat, ist aber wissenschaftlich noch nicht vollständig geklärt und Gegenstand aktueller Untersuchungen. Fest steht zumindest schon einmal, dass eine vielseitige, ballaststoffreiche Ernährung gut für das Mikrobiom ist und der Verdauung hilft.

Weiterführender Link zum Mikrobiom des Menschen:

Mikrobiom des Menschen: Mikrobiomforschung im digitalen Zeitalter; Wissensartikel von Open Science

Quellen:

[1] Luckey TD: Introduction to intestinal microecology (1972). The American journal of clinical nutrition 25 (12), S. 1292–1294. DOI: 10.1093/ajcn/25.12.1292.

[2] Sender R., Fuchs S., Milo R.: Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body (2016). PLoS biology 14 (8), e1002533. DOI: 10.1371/journal.pbio.1002533.

[3] Lin CS, Chang CJ, Lu CC, Martel J. et al.: Impact of the gut microbiota, prebiotics, and probiotics on human health and disease (2014). Biomedical journal 37 (5), S. 259–268. DOI: 10.4103/2319-4170.138314.

[4] Yang Q., Liang Q., Balakrishnan B., Belobrajdic D. et al.: Role of Dietary Nutrients in the Modulation of Gut Microbiota (2020). A Narrative Review. Nutrients 12 (2). DOI: 10.3390/nu12020381.

[5] Martin-Gallausiaux C., Marinelli L., Blottière HM et al.: SCFA. Mechanisms and functional importance in the gut (2020). The Proceedings of the Nutrition Society, S. 1–13. DOI: 10.1017/S0029665120006916.

[6] LeBlanc JG, Milani C., Giori GS et al.: Bacteria as vitamin suppliers to their host (2013). A gut microbiota perspective. Current opinion in biotechnology 24 (2), S. 160–168. DOI: 10.1016/j.copbio.2012.08.005.

[7] Eisenstein M.: The hunt for a healthy microbiome (2020). Nature 577 (7792), S6-S8. DOI: 10.1038/d41586-020-00193-3.

[8] de Angelis M., Ferrocino I., Calabrese FM et al.: Diet influences the functions of the human intestinal microbiome (2020). Scientific reports 10 (1), S. 4247. DOI: 10.1038/s41598-020-61192-y.

[9] David LA., Maurice CF, Carmody RN, Gootenberg DB et al.: Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome (2014). Nature 505 (7484), S. 559–563. DOI: 10.1038/nature12820.

[10] Carmody RN, Bisanz JE, Bowen BP et al: Cooking shapes the structure and function of the gut microbiome (2019). Nature microbiology 4 (12), S. 2052–2063. DOI: 10.1038/s41564-019-0569-4.

[11] https://www.theguardian.com/society/2010/oct/19/efsa-rules-probiotic-health-claims-unproven

[12] Pu F., Guo Y., Li M. et al.: Yogurt supplemented with probiotics can protect the healthy elderly from respiratory infections (2017). A randomized controlled open-label trial. Clinical interventions in aging 12, S. 1223–1231. DOI: 10.2147/CIA.S141518.

[13] Nocerino R., Paparo L., Terrin G. et al.: Cow’s milk and rice fermented with Lactobacillus paracasei CBA L74 prevent infectious diseases in children (2017). A randomized controlled trial. Clinical nutrition (Edinburgh, Scotland) 36 (1), S. 118–125. DOI: 10.1016/j.clnu.2015.12.004.

[14] Goldstein EJC, Tyrrell KL and Citron DM: Lactobacillus species. Taxonomic complexity and controversial susceptibilities (2015). Clinical infectious diseases : an official publication of the Infectious Diseases Society of America 60 Suppl 2, S98-107. DOI: 10.1093/cid/civ072.

[15] Markowiak P. and Śliżewska K.: Effects of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics on Human Health (2017). Nutrients 9 (9). DOI: 10.3390/nu9091021.

[16] Hutkins RW, Krumbeck JA, Bindels LB, Cani PD et al.: Prebiotics. Why definitions matter (2016). Current opinion in biotechnology 37, S. 1–7. DOI: 10.1016/j.copbio.2015.09.001.

[17] Bindels LB, Delzenne NM, Cani PD and Walter J.: Towards a more comprehensive concept for prebiotics (2015). Nature reviews. Gastroenterology & hepatology 12 (5), S. 303–310. DOI: 10.1038/nrgastro.2015.47.

[18] Lange K., Buerger M., Stallmach A. and Bruns T.: Effects of Antibiotics on Gut Microbiota (2016). Digestive diseases (Basel, Switzerland) 34 (3), S. 260–268. DOI: 10.1159/000443360.

06.11.2020

Sind Apfelkerne giftig?

Aufgeschnittener Apfel, bei dem man Apfelkerne sieht

Oft hört man, dass Apfelkerne giftig sind und Blausäure enthalten. Deshalb sollte man sie nicht essen, so der damit einhergehende Ratschlag. Tatsächlich schützen viele Pflanzen ihre Samen mit giftigen Substanzen. Die bESSERwisser haben recherchiert, welche Früchte das betrifft und ob der Verzehr von Obstkernen gefährlich sein kann.

Schutzmechanismus in Kernen: Anreicherung von Amygdalin

Da Pflanzen vor ihren Fraßfeinden nicht davonlaufen können, haben sie andere Taktiken entwickelt, um ihre Vermehrung sicherzustellen. Dazu zählt unter anderem die Produktion von giftigen sekundären Pflanzenstoffen, die sie in ihren Zellen anreichern. Die Familie der Rosengewächse (Rosaceae), zu der auch Äpfel, Birnen, Marillen, Zwetschken und Mandeln zählen, konzentriert zu diesem Zweck Amygdalin in den Kernen ihrer Früchte. Sind Apfelkerne deshalb giftig?

Gebundene Blausäure in Apfelkernen

Amygdalin ist ein sogenanntes cyanogenes Glycosid – also eine Zuckerverbindung mit gebundener Blausäure. Unzerkaut passieren Apfelkerne den Verdauungstrakt, und Amygdalin wird vom Körper nicht aufgenommen. Werden Apfelkerne jedoch im Mund zerkaut oder in gemahlener Form gegessen, wird dieses freigesetzt. Im Körper kommt Amygdalin in Kontakt mit Wasser und wird von speziellen Enzymen, den sogenannten beta-Glucosidasen, gespalten. Dieser Vorgang läuft im Darm durch die Bakterien des Darmmikrobioms ab. Dabei ensteht Cyanwasserstoff (HCN), besser bekannt als Blausäure, welche vom Körper dann aufgenommen wird [1].

Blausäure ist hochgiftig, da sie die Zellatmung blockiert und der Körper in Folge keine Energie mehr gewinnen kann. Schon ein bis zwei Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht können für den Menschen tödlich sein. Geringe Mengen an Blausäure kann der Körper jedoch durch das Enzym Rhodanase in den ungefährlichen Stoff Rhodanid umwandeln.

Verzehr: Wie viele Apfelkerne sind giftig?

Bei der Verarbeitung von ganzen Früchten – etwa zu Saft – werden häufig auch Kerne oder Teile davon mitverarbeitet. Der Amygdalin-Gehalt dieser Produkte ist aber relativ gering und stellt laut Studien kein Risiko für die Ernährungssicherheit dar [2].

Anders verhält es sich beim Verzehr der Kerne selbst: Hier können durchaus nennenswerte Mengen von Blausäure im Körper angereichert werden. Im Fall von Apfelkernen kann in etwa abgeschätzt werden, wie viele Kerne gefährlich werden können:

Ein großer Apfelkern wiegt im Schnitt rund ein Gramm (0,7 Gramm werden in der Literatur angegeben). Abhängig von der Apfelsorte enthält ein Kern ein bis vier Milligramm Amygdalin [3].
Ein Milligramm Amygdalin kann in weiterer Folge zu etwa 0,06 Milligramm Blausäure umgewandelt werden [4]. Somit können durch das Verspeisen eines einzigen Apfelkerns je nach Größe und Apfelsorte zwischen 0,06 und 0,24 Milligramm Blausäure im Körper entstehen.

Die europäische Lebensmittelsicherheitsbehörde (EFSA) hat die kritische Dosis von Blausäure für einen erwachsenen Menschen bei 30-50 Milligramm angesetzt. Um diese Menge zu erreichen, müsste ein Erwachsener je nach Körpergewicht somit rund 150 Apfelkerne essen, um diesen Wert zu erreichen.

Bei den wesentlich größeren Marillenkernen wird aufgrund des im Inneren enthaltenen Amygdalins jedoch dazu geraten, nicht mehr als drei Kerne pro Tag zu verspeisen. Für Kinder kann schon der Verzehr von einem Kern gefährlich werden [4]. Bei versehentlichem Verschlucken wird Amygdalin jedoch nicht freigesetzt, und die Erstickungsgefahr ist in diesem Fall wohl das größere Problem. Die inneren Weichkerne von Marillen, die in Aussehen und Konsistenz Mandeln ähneln, erhält man durch Aufknacken des äußeren Marillenkerns. Es gibt die inneren Marillenkerne auch geröstet und gesalzen zu kaufen, hier ist beim Genuss jedoch Vorsicht geboten. Auch Leinsamen enthalten Amygdalin, weswegen nicht mehr als zwei Esslöffel pro Tag konsumiert werden sollten.

Bei übermäßigem Konsum von Amygdalin treten vor der Vergiftung Symptome wie Schwindel und Kopfschmerzen auf. Da Blausäure im Körper angereichert und nur langsam abgebaut wird, kann auch eine regelmäßige Einnahme auf Dauer zu einer Vergiftung führen [4].

Fragwürdiger Einsatz in der Alternativmedizin

Nun stellt sich die Frage, wieso manche Menschen überhaupt auf die Idee kommen, die bitteren und nicht besonders schmackhaften Kerne in größeren Mengen zu sich zu nehmen.

Der Hintergrund ist der Einsatz von Amygdalin in der Alternativmedizin als „Wundermittel“ gegen Krebs. Unter dem Namen Laetril oder der – übrigens falschen – Bezeichnung Vitamin B17 wird Amygdalin angepriesen, Krebszellen zu zerstören. Wissenschaftlich seriöse Beweise für die therapeutische Wirksamkeit von Amygdalin auf Krebszellen fehlen jedoch [5].

Fazit

Viele Obstkerne enthalten Amygdalin – ein Stoff, der im Körper enzymatisch zu Blausäure umgesetzt wird. Obwohl Blausäure hochgiftig ist, liegt sie in Apfelkernen in so geringen Mengen vor, dass der Verzehr von Äpfeln inklusive Kernen unbedenklich ist. Es müssten schon über 150 Apfelkerne verspeist – und auch zerkaut – werden, um hier überhaupt die Untergrenze des kritischen Grenzwerts zu überschreiten. Anders verhält es sich mit dem weichen, mandelähnlichen Inneren von Marillenkernen, die man durch Aufknacken des äußeren Kerns erhält: Hier sollten nicht mehr als drei Stück gegessen werden.

Quellen

29.04.2020

Adstringenz: Wenn sich im Mund alles „zusammenzieht“

Viele kennen das Gefühl, wenn es einem im Mund „alles zusammenzieht“. Im Fachjargon ist dieses Phänomen als Adstringenz bekannt. Häufig haben Rotweine adstringierende Wirkung, aber auch Obst und andere Speisen können solch ein pelzig-raues Geschmackserlebnis hervorrufen. Verantwortlich dafür sind spezielle pflanzliche Gerbstoffe, die so genannten Tannine. Die bESSERwisser haben dazu recherchiert.

Was sind Tannine?

Tannine sind pflanzliche Gerbstoffe, was auch zu ihrer Namensgebung führte (franz. tanin = Gerbstoff). Als sogenannte sekundäre Pflanzenstoffe dienen sie nicht dem Energiestoffwechsel der Pflanze, sondern schützen diese vor Fressfeinden, Pathogenen oder Antioxidantien (UV-Strahlen). Weiters regulieren Tannine auch den pflanzlichen Stoffwechsel zur Anpassung an verschiedene Umweltbedingungen. Der Tannin-Gehalt einer Pflanze kann somit stark schwanken. Auch die chemischen Strukturen von Tanninen sind sehr unterschiedlich und variieren je nach der Pflanzenart, in deren Organellen sie produziert werden [1].

Die bekannteste Wirkung von Tanninen ist ihre Interaktion mit Eiweißen (Proteinen). Sie binden und fällen Proteine, reagieren aber auch mit Kohlenhydraten, organischen Stickstoffverbindungen und sogar mit Metallen. Da es sich bei den meisten Enzymen um Proteine handelt, interagieren Tannine auch mit ihnen. Während früher angenommen wurde, dass Tannine Enzymaktivitäten nur vermindern können, ist inzwischen klar, dass sie diese auch steigern können. Das hängt vor allem von der Konzentration der Tannine ab. Eine geringe Menge steigert, eine hohe Menge verringert die katalytische Aktivität von Enzymen [1].

Vorkommen in Lebensmitteln

Tannine finden sich vor allem in Rinden, Blättern und Früchten von Bäumen und Sträuchern. Deshalb kommen sie auch in einigen pflanzlichen Speisen und Getränken vor. Besonders hoch ist der Tanningehalt in Kakaobohnen, Tee und Rotwein. Aber auch viele Beeren, Nüsse, Hülsenfrüchte und Getreidesorten beinhalten diese sekundären Pflanzenstoffe.

Tannine haben einen starken Einfluss auf den Geschmack und das Mundgefühl von Speisen. Dank ihrer antioxidativen Wirkung verlängern sie außerdem die Haltbarkeit von Lebensmitteln. Die Aufnahme und Verstoffwechselung von Tanninen im Körper dürfte stark vom Mikrobiom im Darm abhängen, ist aber noch nicht zur Gänze erforscht [2].

Adstringierende Wirkung

Lebensmitteln mit hohem Tanningehalt verursachen beim Verzehr oft Adstringenz – eine Empfindung des Zusammenziehens und der Trockenheit im Mund, von manchen auch als herbes oder pelziges Gefühl beschrieben. Ursache dafür ist eine Fällung der im Speichel und den Mundschleimhäuten gelösten Proteinen durch die Tannine. Normalerweise wird der als eine angenehme Flüssigkeit wahrgenommen, die die Schleimhäute benetzt. Gelangen nun aber über Nahrung oder Getränke Gerbstoffe in den Mund und werden im Speichel gelöst, werden Proteine gefällt und verbinden sich zu größeren Komplexen. Das Fließverhalten des Speichels ändert sich, was mittels Trigeminusnerv wahrgenommen wird. Die adstringierende Wirkung hängt von der Anzahl der Hydroxylgruppen des Tannins ab, bei 1-5 solcher Gruppen steigert es sich, ab 7 Gruppen verringert sie sich wieder. [1,2]

Verwendung von Tanninen

Früher spielten Tannine vor allem in der Lederproduktion eine große Rolle. Bis ins 20. Jahrhundert wurden die in Eichenholz vorkommenden Tannine dazu verwendet, die Fasern in Tierhäuten zu vernetzen und das Leder haltbar zu machen. Heutzutage wird Leder vor allem mit Mineralsalzen gegerbt.

In der Lebensmittelindustrie werden Tannine heute aufgrund ihrer antioxidativen und antimikrobiellen Wirkung als Konservierungsstoffe eingesetzt.

In der Medizin wird ihre immunregulierende, entzündungshemmende, krebshemmende, Herz-Kreislauf-stärkende und antithrombotische Wirkung erforscht, ebenso wie stoffwechselregulierende und antidiabetische Eigenschaften. Das Problem dabei ist, dass Tannine sehr unterschiedlich sind und sich Resultate schwer vergleichen lassen. [2,3]

Vor allem in der Prävention von chronischen Krankheiten dürften Tannine ihre Wirkung entfalten, da sie anti-oxidativ, entzündungshemmend, antibakteriell und antiviral wirken. Zudem haben sie einen positiven Einfluss auf den Blutzucker und das Sättigungsgefühl und könnten auch als vorbeugendes Mittel gegen Übergewicht und Diabetes interessant werden. [3]

Fazit

Tannine sind pflanzliche Gerbstoffe, die mit Proteinen interagieren und diese zum Verklumpen bringen können. Sie sind für das „pelzige Gefühl“ und das „Zusammenziehen“ im Mund verantwortlich. Dieses wird oft durch Wein hervorgerufen und ist auch als Adstringenz bekannt. Eine mögliche medizinische Wirkung von Tanninen ist aktuell ein spannendes Forschungsgebiet.

Quellen:

[1] Adamczyk B., Simon J., Kitunen V. et al.: Tannins and Their Complex Interaction with Different Organic Nitrogen Compounds and Enzymes: Old Paradigms versus Recent Advances. Chemistry Open (2017), Volume6, Issue5, p610-614

[2] Smeriglio A., Barreca D. and Trombetta D.: Proanthocyanidins and hydrolysable tannins: occurrence, dietary intake and pharmacological effects. British Journal of Pharmacology (2017) 174 p1244-1262

[3] Barrett AH, Farhadi NF and Smith TJ: Slowing starch digestion and inhibiting digestive enzyme activity using plant flavanols/tannins— A review of efficacy and mechanisms. LWT (2018) Volume 87, p 394-399

28.04.2020

Kurkuma – goldenes Gewürz und Heilmittel

Kurkuma erfreut sich nicht nur in zahlreichen Speisen, sondern auch in Getränken zunehmender Beliebtheit. Golden Milk und Kurkuma Latte zählen zu den neuen Trend-Getränken und gelten als wahres Superfood. Diesen Drinks wird positive Auswirkung auf die Gesundheit nachgesagt. Wer nicht gerade asiatisch kocht, hat sich wahrscheinlich noch nie Gedanken darüber gemacht, woher Kurkuma eigentlich stammt und wie die schöne gelbe Farbe dieses Gewürzes entsteht. Die bESSERwisser haben dazu recherchiert.

Kurkuma ist einer der Bestandteile von Curry-Gewürzmischungen und wird als solche in vielen Speisen verwendet. Seit einiger Zeit findet Kurkuma jedoch auch bei der Zubereitung von Getränken Einsatz. Golden Milk ist ein neues kurkumahaltiges In-Getränk, dem gesundheitsfördernde Wirkungen nachgesagt wird. Was im ersten Moment wie eine ausgefallene Hipster-Kreation klingt, hat in Wahrheit eine jahrhundertealte Tradition.

Botanische Zugehörigkeit und Ursprung

Die Kurkuma (Curcuma longa) ist eine Pflanzengattung innerhalb der Familie der Ingwergewächse (Zingiberaceae). Ihre Wurzel ähnelt stark der des Ingwers, ist jedoch deutlich intensiver und etwas dunkler gelb gefärbt. Deshalb ist Kurkuma auch unter den Namen gelber Ingwer, Safranwurz oder Gelbwurz bekannt. Bei der Verarbeitung ist Vorsicht geboten, da Kurkuma stark färbt. Am besten trägt man Handschuhe und arbeitet nicht mit Kunststoffgeräten. Flecken lassen sich auch nur sehr schwer wieder aus der Kleidung entfernen. Die Färbekraft von Kurkuma kann man sich aber auch zunutze machen und damit beispielsweise gelbe Ostereier zaubern.

Die Kurkuma-Pflanze selbst ist ursprünglich auf dem indischen Subkontinent und in Südostasien heimisch. In China, Indien, Thailand, Nepal und im Iran dient ihre pulverisierte Wurzel zur Verfeinerung vieler asiatischer Gerichte und verleiht den Speisen eine kräftige gelbe Färbung sowie eine erdige Geschmacksnote. Darüber hinaus wird das Gewürz gerne als Färbemittel, etwa für Lebensmittel wie Senf und Milchprodukte, verwendet. In der traditionellen ayurvedischen Medizin gilt Kurkuma seit knapp 4000 Jahren als umfassendes Heilmittel zahlreicher Krankheiten und kommt beispielsweise bei Atemwegsinfekten, Rheuma, Verdauungsbeschwerden oder Leberleiden zum Einsatz.

Geschmacks- und farbgebende Inhaltsstoffe von Kurkuma

Der typische Geschmack von Kurkuma entsteht vor allem durch so genannte Oleoresine. Das sind färbende oder geschmacksgebende Extrakte, die aus Samen, Wurzeln, Blättern, oder Früchten sowie ätherischen Ölen gewonnen werden können [1].

Für die gelbe Färbung der Kurkuma-Wurzel sind so genannte Curcuminoide verantwortlich. Zu diesen zählen neben Curcumin auch Demethoxycurcumin, Bisdemethoxycurcumin und Cyclocurcumin (Curcumin I bis IV). Bei Curcumin handelt es sich um ein natürliches Polyphenol, das erstmals im Jahr 1870 in purer, kristalliner Form extrahiert wurde [1,2].

Schlechte Aufnahme von Curcumin aus der Nahrung

Curcumin wird ein breites Spektrum an positiven Wirkungen auf die Gesundheit nachgesagt, welche hauptsächlich auf seiner anti-oxidativen und anti-inflammatorischen Wirkung im Körper beruhen . Curcumin ist jedoch chemisch instabil und verfügt über eine niedrige Wasserlöslichkeit, womit es nur schlecht ins Zellinnere sowie ins Blut aufgenommen werden kann. So wird letztendlich das wenige Curcumin aus der Nahrung, das im Dünndarm absorbiert wurde, in der Leber rasch verstoffwechselt und über die Gallenblase schnell ausgeschieden. Auch hohe Dosierungen von bis zu 12 Gramm Kurkuma-Pulver pro Tag – was deutlich mehr als der von der WHO empfohlenen Tagesdosis von maximal 3 Gramm entspricht – konnten daran nichts ändern [2,3].

Es gibt jedoch die Möglichkeit, die Verfügbarkeit von Curcumin für den Körper zu erhöhen:

So kann beispielsweise durch die gemeinsame Aufnahme von Curcumin und Piperin, dem Hauptwirkstoff in schwarzem Pfeffer, die Aufnahme von Curcumin ins Blut um 2000 % gesteigert werden. Dies ist jedoch von der Curcumin-Dosis und dem Gesundheitszustand der Person abhängig [2,3].
Auch verschiedene Arten der Wirkstoffverabreichung sowie nanotechnologie-basierte Systeme zum Wirkstofftransport sollen die therapeutische Wirksamkeit von Curcumin verbessern [4]. Ein Beispiel dafür ist das Abfüllen von Curcumin gemeinsam mit essenziellen Kurkuma-Ölen in Kapseln, um die Aufnahme vom Dünndarm ins Blut zu steigern [5].

Therapeutisches Potential wird diskutiert

Curcumin und seine Derivate haben im Lauf der letzten zwei Dekaden erhöhte Aufmerksamkeit in der Forschung bekommen [2,7]. Für neurodegenerative Erkrankungen, Krebs und Immunerkrankungen gilt Curcumin als vielversprechender Wirkstoff [3,6].

Auch ein Einsatz von Curcumin bei Krebs wird diskutiert. Krebs ist heute die zweithäufigste Todesursache weltweit. Trotz großer Fortschritte in der Krebstherapie sind sowohl die Zahl der Neuerkrankungen als auch die Sterblichkeitsrate hoch. Daher gehört die Suche nach effizienteren und weniger toxischen Behandlungsstrategien von Krebs zu den obersten Zielen der derzeitigen Forschung [7]. Curcumin gilt hier als vielversprechender Kandidat, eine effektive Wirkung gegen Krebs konnte jedoch bisher noch nicht bestätigt werden. Derzeit wird in verschiedenen klinischen Humanstudien die Wirksamkeit von Curcumin bei Brust- und Prostatakrebs erforscht:

Eine amerikanische Studie beschäftigt sich mit möglichen Veränderungen des Primärtumors von 20 Brustkrebspatientinnen im Zusammenhang mit der oralen Gabe von Curcumin [8].
Eine weitere Studie untersucht eine mögliche Reduzierung der Krebsprogression in 291 Prostatakrebspatienten, die unter aktiver ärztlicher Überwachung stehen. Curcumin wird den Probanden in Form eines Nahrungsergänzungsmittels namens Biocurcumax verabreicht [8].

Beide Studien werden in den nächsten Jahren abgeschlossen und man darf auf die Ergebnisse gespannt sein.

Interaktion von Kurkuma mit der Darmflora

Unsere Ernährung hat starken Einfluss auf unsere Darmflora. Eine intakte Darmflora wiederum ist entscheidend für einen gesunden Körper. So steht ein Ungleichgewicht unserer Darmflora mit vielen Stoffwechselerkrankungen in Zusammenhang [9].

Studien weisen darauf hin, dass der positive Effekt von Curcumin auf die Gesundheit durch die Darmflora verstärkt wird. Die Mikroorganismen des Darms und Curcuma beeinflussen sich gegenseitig: Die Darmflora produziert aktive Stoffwechselprodukte aus Curcumin, was allerdings stark von der individuellen Bakterienbesiedelung einer Person abhängig ist. Andererseits gibt es Hinweise darauf, dass Curcumin einen positiven Einfluss auf die bakterielle Zusammensetzung der Darmflora hat. Das ist in Bezug auf neurodegenerative Erkrankungen, wie Alzheimer, wichtig, da bei diesen Erkrankungen eine veränderte Darmflora für das Auftreten von Symptomen verantwortlich ist. Etwaige Veränderungen der Darmflora im Menschen und die genauen Mechanismen dahinter sind Gegenstand zukünftiger Forschung.

Bei der Verwendung von Curcumin für therapeutische Zwecke wird empfohlen, dieses gemeinsam mit Milch oder Öl einzunehmen, um die Aufnahme im Körper zu erhöhen [6,9].

Golden Milk: Wahres Superfood?

Aufgrund der möglicherweise verbesserten Aufnahme von Curcumin in Kombination mit Milch erfreuen sich auch Golden Milk und Kurkuma Latte in letzter Zeit großer Beliebtheit. Unzählige Onlineshops bieten fertige Gewürzmischungen für die Zubereitung dieses Wunder-Getränks an. Obwohl sie in Indien schon seit Jahrhunderten Tradition haben, gelten diese Getränke in Europa erst seit kurzer Zeit als Trend und wahres Superfood. Wie der Name schon vermuten lässt, besteht das Getränk neben dem Kurkumapulver in erster Linie aus Milch oder pflanzlichen Alternativen aus Mandel, Soja, Cashew, Kokos oder Hafer. Propagiert werden neben anti-oxidativer und entzündungshemmender auch eine verdauungsfördernde Wirkung. Hier besteht jedoch aus wissenschaftlicher Seite noch reichlich Forschungsbedarf.

Tipps für Einkauf und Lagerung von Kurkuma

Frische Kurkuma-Wurzeln sind ganzjährig in Bioläden oder gut sortierten Supermärkten erhältlich. Beim Kauf ist es wichtig, darauf zu achten, dass die Wurzel schwer in der Hand liegt und keinesfalls runzelige oder feuchte Stellen aufweist. Die frische Wurzel lässt sich am besten im Kühlschrank in einer Dose oder einem verschließbaren Gefrierbeutel aufbewahren, wo sie mehrere Wochen frisch bleibt.

Kurkuma-Pulver sollte, wie auch andere Gewürze, trocken und kühl gelagert werden. Dazu eignen sich gut verschließbare Gefäße mit Schraubverschluss.

Fazit

Zur Farbgebung von Speisen und Getränken eignen sich frische Kurkuma-Wurzeln oder das daraus gewonnene Pulver gut als günstigere Alternative zu Safran. Auch als Bestandteil von Curry-Gewürzmischungen ist Kurkuma gut zum Verfeinern und Färben verschiedener Speisen geeignet. In Milch oder Pflanzendrinks aufgelöst kann man Kurkuma als wärmendes Getränk genießen. Ihrem Ruf als Superfood kann die Golden Milk aus wissenschaftlicher Sicht allerdings noch nicht gerecht werden. Mögliche positive Wirkungen von Curcumin – dem in Kurkuma enthalten Wirkstoff – auf die Verdauung sowie beim Einsatz bei Krebs sind wissenschaftlich noch nicht bestätigt. Die Kurkuma zugeschriebenen Eigenschaften als Wundermittel kommen also eher aus der Tradition als aus der Wissenschaft.

Referenzen:

[1] Nelson, KM, Dahlin JL, Bisson J. et al.: The Essential Medicinal Chemistry of Curcumin (2017). J Med Chem. 2017 Mar 9;60(5):1620-1637. doi: 10.1021/acs.jmedchem.6b00975.

[2] Dei Cas M. nad Ghidoni R.: Dietary Curcumin: Correlation between Bioavailability and Health Potential (2019). Nutrients. 2019 Sep 8;11(9). pii: E2147. doi: 10.3390/nu11092147.

[3] Anand P., Kunnumakkara AB, Newman RA et al.: Bioavailability of curcumin: problems and promises (2007). Mol Pharm. 2007 Nov-Dec;4(6):807-18. Epub 2007 Nov 14.

[4] Catanzaro M., Corsini E., Rosini M. et al.: Immunomodulators Inspired by Nature: A Review on Curcumin and Echinacea (2018). Molecules. 2018 Oct 26;23(11). pii: E2778. doi: 10.3390/molecules23112778.

[5] Singletary K.: Turmeric: Potential Health Benefits (2020). Nutrition Today: January/February 2020 – Volume 55 – Issue 1 – p 45-56. doi: 10.1097/NT.0000000000000392

[6] Pluta R., Januszewski S. and Ulamek-Koziol M.: Mutual Two-Way Interactions of Curcumin and Gut Microbiota (2020). Int. J. Mol. Sci. 2020, 21(3), 1055. doi: 10.3390/ijms21031055

[7] Tomeh MA , Hadianamrei R. and Zhao X.: A review of curcumin and its derivatives as anticancer agents (2019). Int J Mol Sci. 2019 Feb 27;20(5). pii: E1033. doi: 10.3390/ijms20051033.

[8] Giordano A. and Tommonaro G.: Curcumin and Cancer (2019). Nutrients. 2019 Oct; 11(10): 2376. doi: 10.3390/nu11102376

[9] Zam W.: Gut Microbiota as a Prospective Therapeutic Target for Curcumin: A Review of Mutual Influence (2018). J Nutr Metab. 2018; 2018: 1367984. doi: 10.1155/2018/136798