IV. 20. Lebensmittelzusatzstoffe

Nicht jeder Zusatzstoff ist harmlos: Manche Emulgatoren können die schützende Schleimschicht des Darms ausdünnen und Ihre Bakteriengemeinschaft in Richtung Entzündung verschieben.

Mehr als nur Konservierung – Zusatzstoffe können den Darm stören

Nicht alle "Zutaten extra" im Essen sind harmlos – manche verändern Ihre Mikrobiota.

Wenn Patientinnen und Patienten fragen, ob Lebensmittelzusatzstoffe schädlich sind, ist die ehrliche Antwort sorgfältig und ausgewogen. Die meisten zugelassenen Zusatzstoffe gelten in den üblichen Mengen als sicher. Die Frage, die Gastroenterologen beschäftigt, ist eine andere: Was geschieht, wenn die Darmmikrobiota täglich Verbindungen ausgesetzt ist, die in traditionellen Ernährungsweisen selten waren. Eine langfristige Exposition kann das Zusammenspiel von Mikroben, Darmbarriere und Immunsystem beeinflussen.

Eine eingehend untersuchte Gruppe sind Emulgatoren wie Carboxymethylcellulose und Polysorbat 80. In Tierversuchen veränderten diese Substanzen die Mikrobiota, verringerten die Dicke der schützenden Schleimschicht und lösten eine niedriggradige Entzündung aus. Diese Befunde helfen, einen möglichen Mechanismus zu verstehen, belegen aber nicht, dass Emulgatoren beim Menschen Krankheiten verursachen. Kleine Humanstudien legen nahe, dass sich die Zusammensetzung der Mikrobiota nach hoher Emulgatorzufuhr verändern kann, doch die klinische Bedeutung dieser Veränderung ist weiterhin unsicher [560] [561].

Künstliche Süßstoffe werfen ähnliche Fragen auf. Manche Untersuchungen zeigen, dass Saccharin oder Sucralose den Glukosestoffwechsel über mikrobiotabezogene Mechanismen beeinflussen können, allerdings nur bei einem Teil der Menschen. Andere zeigen wenig oder keinen Effekt. Das erinnert daran, dass die Reaktionen der Mikrobiota stark individuell sind und von Genetik, Ernährung und mikrobieller Ausgangszusammensetzung geprägt werden. Ein gelegentlicher Gebrauch ist wahrscheinlich unbedenklich, doch sich statt auf Wasser stark auf gesüßte Getränke zu stützen, ist für die Darmgesundheit vermutlich nicht ideal [067].

Konservierungs- und Farbstoffe sind weniger gut untersucht. Einige haben antimikrobielle Aktivität, und eine häufige Exposition könnte theoretisch die mikrobielle Vielfalt beeinflussen. Die Evidenz beim Menschen ist jedoch begrenzt, und die derzeitigen Daten zeigen bei üblichen Verzehrmengen keinen eindeutigen klinischen Schaden. Zutreffender ist die Aussage, dass Zusatzstoffe als Teil eines umfassenderen Ernährungsmusters zu Veränderungen der Mikrobiota beitragen können.

Dieses umfassendere Muster ist wichtig. Ultraverarbeitete Lebensmittel unterscheiden sich in vieler Hinsicht von traditionellen Lebensmitteln: wenig Ballaststoffe, veränderte Fettqualität, hoher Zuckergehalt und eine geringere Vielfalt pflanzlicher Verbindungen. Für diese Faktoren sind Wirkungen auf die Mikrobiota gut belegt. Zusatzstoffe können eine Rolle spielen, sind aber nur ein Bestandteil eines komplexen Ernährungsumfelds [553].

Zulassungsbehörden prüfen Zusatzstoffe sorgfältig auf Toxizität und Krebsrisiko, und diese Bewertungen sind unverzichtbar. Wirkungen auf die Mikrobiota sind schwerer zu messen und weiterhin ein aktives Forschungsfeld. Mit besseren Humanstudien können sich die Empfehlungen weiterentwickeln, doch die derzeitige Evidenz spricht für Mäßigung statt für Angst.

In der Praxis rate ich Patientinnen und Patienten, sich auf einfache Gewohnheiten zu konzentrieren. Mahlzeiten aus Gemüse, Obst, Vollkorn, Hülsenfrüchten und minimal verarbeitetem Protein liefern Ballaststoffe und Vielfalt, die die Stabilität der Mikrobiota unterstützen. In diesem Rahmen richten gelegentliche verarbeitete Lebensmittel wahrscheinlich keinen Schaden an. Probleme entstehen, wenn ultraverarbeitete Lebensmittel Tag für Tag natürliche Lebensmittel ersetzen.

Das Ziel ist nicht Perfektion, sondern Ausgewogenheit. Überwiegend echte Lebensmittel zu wählen, ausreichend zu trinken, regelmäßig zu schlafen und körperlich aktiv zu bleiben, unterstützt die Vielfalt der Mikrobiota und die Funktion der Darmbarriere. Das sind praktische, evidenzbasierte Schritte, die die Darmgesundheit schützen, ohne unnötige Ängste zu schüren.

Alltagsgewohnheiten zur Verringerung der Zusatzstoffexposition

• In der klinischen Praxis bieten Ernährungsweisen, die überwiegend aus erkennbaren, minimal verarbeiteten Lebensmitteln bestehen, meist das stabilste Umfeld für die Mikrobiota. Mahlzeiten auf Basis von Gemüse, Obst, Vollkorn, Hülsenfrüchten und einfachen Proteinquellen enthalten von Natur aus weniger Zusatzstoffe und mehr fermentierbare Ballaststoffe.
• Wer häufiger zu Hause kocht, hat in der Regel eine berechenbarere Zutatenexposition. Schon einfache selbst zubereitete Suppen, Saucen, Brote oder Snacks verringern die kumulative Zufuhr von Emulgatoren, Konservierungs- und Farbstoffen, die in abgepackten Produkten verbreitet sind.
• Das Lesen von Zutatenlisten offenbart eher Muster als einzelne Risiken. Das wiederholte Auftauchen von Emulgatoren (etwa Polysorbaten oder Carboxymethylcellulose), bestimmten Konservierungsstoffen oder künstlichen Farbstoffen weist häufig auf stark verarbeitete Produkte hin, die regelmäßig verzehrt werden.
• Wenn abgepackte Lebensmittel zum Alltag gehören, werden Produkte mit einfacheren Rezepturen im Allgemeinen besser vertragen. Fermentierte Milchprodukte, reine Nussdrinks, traditionelle Brote oder Tiefkühlprodukte mit kurzen Zutatenlisten beeinflussen die Mikrobiota-Vielfalt meist weniger als stark umformulierte Alternativen.
• Ernährungsvielfalt wirkt offenbar schützend. Der Wechsel von Lebensmittelquellen, einschließlich eines breiten Spektrums pflanzlicher Ballaststoffe und fermentierter Lebensmittel, unterstützt die mikrobielle Widerstandsfähigkeit und verringert die dauerhafte Exposition gegenüber denselben Zusatzstoffkombinationen.
• Der umfassendere Lebensstilkontext zählt ebenso viel wie die Zutatenwahl. Regelmäßige Mahlzeiten, ausreichende Flüssigkeitszufuhr, Schlafrhythmus und körperliche Aktivität helfen, die Funktion der Darmbarriere und das Immungleichgewicht zu erhalten, und mildern die Wirkungen unvermeidbarer Expositionen in der modernen Ernährung.

Mikrobiota-Wirkungen

• Bestimmte Lebensmittelemulgatoren (z. B. Carboxymethylcellulose, Polysorbat 80) haben in Tiermodellen die Zusammensetzung der Mikrobiota und die Dicke der Schleimbarriere verändert, was zu größerer bakterieller Nähe zum Epithel und zu niedriggradiger Entzündung führte. Begrenzte Humanstudien deuten auf Mikrobiota-Verschiebungen hin, doch die klinischen Folgen bleiben unsicher [560] [561].
• Eine hohe Zufuhr einiger Emulgatoren wurde in experimentellen Ansätzen mit einer verringerten Häufigkeit schleimassoziierter Bakterien wie Akkermansia muciniphila und einer Ausbreitung entzündungsassoziierter Taxa (häufig innerhalb der Pseudomonadota (früher Proteobacteria)) in Verbindung gebracht; diese Veränderungen spiegeln Dysbiosemuster wider, sind aber keine krankheitsspezifischen Befunde [068].
• Künstliche Süßstoffe (z. B. Saccharin, Sucralose) können bei manchen Personen die Stoffwechselaktivität der Mikrobiota verändern und dabei die Produktion kurzkettiger Fettsäuren und in bestimmten Fällen die Glukosetoleranz beeinflussen. Die Reaktionen variieren je nach Ausgangszusammensetzung der Mikrobiota stark [067].
• Für einige Zusatzstoffe mit antimikrobiellen oder nanopartikulären Eigenschaften (z. B. Titandioxid in experimentellen Modellen) wurde gezeigt, dass sie die intestinale Immunsignalgebung, die Aktivität dendritischer Zellen oder Wege des oxidativen Stresses beeinflussen. Die Evidenz beim Menschen ist begrenzt und dosisabhängig.
• Ultraverarbeitete, zusatzstoffreiche Kostformen gehen häufig mit geringer Ballaststoffzufuhr und verringerter pflanzlicher Vielfalt einher, was zu geringerer mikrobieller Vielfalt, weniger butyratbildenden Bakterien (z. B. Faecalibacterium prausnitzii, Roseburia spp.) und verändertem Gallensäurestoffwechsel führt [459].
• Veränderungen der Mikrobiota können Wirtssysteme beeinflussen, darunter die mukosale Immunregulation, die Integrität der Darmbarriere und die Signalgebung der Darm-Hirn-Achse über mikrobielle Metaboliten wie kurzkettige Fettsäuren, Tryptophanmetaboliten und sekundäre Gallensäuren.
• Auch nicht-bakterielle Mitglieder der Mikrobiota können betroffen sein: Verschiebungen bei Bakteriophagen, Pilzgemeinschaften (Candida, Saccharomyces) oder archaealen Methanbildnern (Methanobrevibacter smithii) wurden bei ernährungsbedingter Dysbiose berichtet, wobei die Zusammenhänge speziell mit Zusatzstoffen unklar bleiben.
• Mikrobiota-Veränderungen durch zusatzstoffreiche Kostformen sind in der Regel reversibel, wenn sich die Ernährung verbessert, die Ballaststoffzufuhr steigt und der Lebensstil die Mikrobiota unterstützt.

Patientenanleitung

• Stellen Sie Ihre Mahlzeiten überwiegend aus Gemüse, Obst, Vollkorn, Hülsenfrüchten, Eiern, Fisch und einfachen Fleischsorten zusammen.
• Prüfen Sie die Zutatenlisten; meiden Sie Produkte mit wiederkehrenden Emulgatoren, künstlichen Farbstoffen oder vielen Konservierungsstoffen.
• Bevorzugen Sie Lebensmittel mit kurzen, für Sie verständlichen Zutatenlisten.
• Ersetzen Sie zuckerhaltige oder künstlich gesüßte Getränke durch Wasser, Tee oder einfache fermentierte Getränke.
• Begrenzen Sie ultraverarbeitete Lebensmittel auf den gelegentlichen Gebrauch statt auf tägliche Grundnahrungsmittel.
• Wechseln Sie die pflanzlichen Lebensmittel Woche für Woche, um die Vielfalt der Mikrobiota zu unterstützen.
• Bauen Sie regelmäßig natürlich fermentierte Lebensmittel ein (z. B. Joghurt, Kefir, Sauerkraut).
• Kochen Sie nach Möglichkeit einfache Mahlzeiten zu Hause, um die kumulative Zusatzstoffexposition zu verringern.
• Halten Sie regelmäßige Mahlzeitenzeiten, einen festen Schlafrhythmus und tägliche Bewegung ein, um Darmbarriere und Immungleichgewicht zu unterstützen.
• Sehen Sie Ihr Ernährungstagebuch wöchentlich durch und notieren Sie, welche abgepackten Lebensmittel am häufigsten vorkommen.

Literatur

[067] Suez J, Korem T, Zeevi D et al. Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota. Nature. 2014. Link

Kalorienfreie künstliche Süßstoffe (NAS) induzierten bei Mäusen und Menschen eine Glukoseintoleranz über kompositionelle und funktionelle Veränderungen der Darmmikrobiota. Eine Antibiotikabehandlung hob die schädlichen metabolischen Effekte auf, und keimfreie Mäuse, die Stuhltransplantate von NAS-konsumierenden Mäusen (oder mit NAS inkubierte Mikrobiota) erhielten, entwickelten eine Glukoseintoleranz. Durch NAS veränderte mikrobielle Stoffwechselwege wurden mit der Anfälligkeit für metabolische Erkrankungen in Verbindung gebracht, und ähnliche Dysbiose sowie Glukoseintoleranz wurden bei gesunden menschlichen Probanden nachgewiesen. Die Befunde fordern eine Neubewertung des weit verbreiteten NAS-Gebrauchs.

[068] Desai MS, Seekatz AM, Koropatkin NM et al. A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility. Cell. 2016. Link

In gnotobiotischen Mäusen, die mit einer synthetischen menschlichen Darmmikrobiota besiedelt waren, führte ein chronischer oder intermittierender Ballaststoffmangel dazu, dass die Mikrobiota vom Wirt sezernierte Mukus-Glykoproteine als Nährstoffquelle nutzte und so die kolonische Mukusbarriere erodierte. Ballaststoffentzug und eine mukuserodierende Mikrobiota ermöglichten gemeinsam einen stärkeren Zugang zum Epithel und eine letale Kolitis durch den Mukosapathogenen Citrobacter rodentium. Die Befunde verbinden Ernährung, Mikrobiom und Störung der Darmbarriere und weisen Ballaststoffe als zentralen, therapeutisch nutzbaren barriereschützenden Faktor aus.

[238] Chassaing B, Compher C, Bonhomme B et al. Randomized Controlled-Feeding Study of Dietary Emulsifier Carboxymethylcellulose Reveals Detrimental Impacts on the Gut Microbiota and Metabolome. Gastroenterology. 2022. Link

Kontrollierte Ernährungsstudie (RCT) mit 16 Probanden an gesunden Freiwilligen. Eine Kost mit dem Emulgator Carboxymethylcellulose (CMC, E466) veränderte innerhalb von 11 Tagen die Zusammensetzung der Darmmikrobiota, verringerte die mikrobielle Diversität und die Spiegel von Fermentationsmetaboliten; bei zwei Teilnehmern zeigten sich Zeichen eines bakteriellen Vordringens in die Mukusschicht. Erster humaner Beleg dafür, dass CMC bei zugelassenen täglichen Expositionsmengen nachteilige mikrobiologische Effekte hat.

[459] Sonnenburg JL, Bäckhed F. Diet–microbiota interactions as moderators of human metabolism. Nature. 2016. Link

Übersichtsarbeit zu den Mechanismen, die die Darmmikrobiota mit Adipositas und Typ-2-Diabetes verbinden, gestützt auf translationale Tiermodelle und Humanstudien. Die Mikrobiota erweist sich als Vermittler des Einflusses der Ernährung auf den metabolischen Status des Wirts; zunehmend wird angestrebt, kausale Zusammenhänge beim Menschen zu belegen und therapeutische Interventionen einschließlich personalisierter Ernährung zu entwickeln.

[553] Zinöcker MK, Lindseth IA. The Western Diet–Microbiome-Host Interaction and Its Role in Metabolic Disease. Nutrients. 2018. Link

Übersichtsarbeit mit der These, dass das westliche Ernährungsmuster über strukturelle und verhaltensbezogene Veränderungen des Darmmikrobioms Entzündung fördert. Das durch hochverarbeitete Lebensmittel geschaffene Milieu bietet einen einzigartigen Selektionsraum für Mikroben, die entzündliche Erkrankungen antreiben können. Ernährungsformen auf Basis unverarbeiteter Lebensmittel erweisen sich als gemeinsamer Nenner von Populationen mit niedriger Krankheitslast. Die Anerkennung der Rolle des Mikrobioms bei ernährungsbedingten Erkrankungen hat Implikationen für Forschung, Ernährungsempfehlungen und Praktiken der Lebensmittelproduktion, wobei die Effekte der Hochverarbeitung auf das Mikrobiom ein zentrales Ziel künftiger Untersuchungen sind.

[560] Chassaing B, Koren O, Goodrich JK et al. Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome. Nature. 2015. Link

Bei Wildtyp-Mäusen induzierten relativ niedrige Konzentrationen zweier allgegenwärtiger Emulgatoren – Carboxymethylcellulose (CMC) und Polysorbat-80 (P80) – eine niedriggradige Entzündung sowie Adipositas/metabolisches Syndrom und förderten bei entsprechend prädisponierten Mäusen eine ausgeprägte Kolitis. Die schützende Mukusbarriere und die Zusammensetzung der Mikrobiota wurden gestört. Die Befunde bringen Lebensmittelemulgatoren, allgegenwärtige Bestandteile verarbeiteter Lebensmittel, mit der seit Mitte des 20. Jahrhunderts beobachteten Zunahme chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen und metabolischer Störungen in Verbindung.

[561] Chassaing B, Van de Wiele T, De Bodt J, Marzorati M, Gewirtz AT. Dietary emulsifiers directly alter human microbiota composition and gene expression ex vivo potentiating intestinal inflammation. Gut. 2017. Link

Mit dem M-SHIME-Modell der menschlichen Mikrobiota ex vivo, das eine Wirtsentzündung als Störgröße ausschließt, wirkten sowohl Carboxymethylcellulose (CMC) als auch Polysorbat 80 (P80) direkt auf die menschliche Mikrobiota und erhöhten deren proinflammatorisches Potenzial, belegt durch einen Anstieg des bioaktiven Flagellins. Der CMC-induzierte Flagellin-Anstieg erfolgte rasch (1 Tag) und wurde durch eine veränderte mikrobielle Genexpression getragen. Die Befunde belegen, dass diese Lebensmittelemulgatoren direkte, wirtsunabhängige proinflammatorische Wirkungen auf die menschliche Darmmikrobiota ausüben.