Zusatzstoffe in Lebensmitteln: Emulgatoren können eine Colitis auslösen

(Prof. Dr. med. Dr. oec. troph. Jürgen Stein)

In der Europäischen Union sind mehr als 60 Emulgatoren und Verdickungsmittel zugelassen. Die Lebensmittelindustrie setzt sie in vielen Produkten ein: Sie sorgen z. B. in Brot und Backwaren für eine lockere, saftige Krume, machen Margarine streichfähig, das Speiseeis cremig, halten Zuckerwaren und Kaugummi weich oder ermöglichen die sämige Konsistenz von Soßen, Suppen, Ketchup und Desserts.1

Aufnahme im Kilobereich

In den letzten Jahren verdichten sich Hinweise vor allem aus Tierstudien, dass einige dieser Zusatzstoffe eine Colitis auslösen können. Gut belegt ist dies u. a. für das Verdickungsmittel Carboxymethylcellulose (CMC, E 466) und den Emulgator Polysorbat 80 (P80, E 433). Beide Zusatzstoffe werden häufig verwendet; Schätzungen für die USA und Großbritannien zufolge liegt der Pro-Kopf-Verzehr für CMC bei 5,5 kg pro Jahr, für P80 bei 200 g.2

In einer viel beachteten Studie von 2015 nahmen Versuchsmäuse CMC und P80 12 Wochen lang mit dem Trinkwasser auf, in Konzentrationen, die in Lebensmitteln üblich sind. Genetisch unveränderte Wildtyp-Mäuse entwi- ckelten eine niedrigschwellige Inflammation im Darm und Symptome des metabolischen Syn- droms, wie Übergewicht und Insulinresistenz. Genetisch prädisponierte Mäuse erkrankten an einer ausgeprägten Colitis. Verursacht wurden die Effekte durch Veränderungen im Mikro- biom: Unter der Zusatzstoff-Exposition sank die Diversität, begleitet von einer Dysbiose und dem Schrumpfen der Mukusschicht.3

Folgestudien bestätigten die Befunde und fanden zudem, dass die durch CMC und P80 modulierte Mikrobiota das Wachstum von Darmtumoren beschleunigte. Auch stimulier- ten beide Zusatzstoffe die Genexpression des pathogenen adhärent-invasiven E. Coli, der mit Morbus Crohn assoziiert ist. Der Keim konnte sich besser an intestinale Epithelzellen anheften und leichter translozieren.4,5

Potenzielle Mechanismen entschlüsselt

Es ist plausibel, dass Emulgatoren und Verdickungsmittel die Mikrobiota beeinflussen, da sie unverdaut in den Dickdarm gelangen. Doch über welche Mechanismen induzieren sie eine Colitis? CMC dringt aufgrund seiner starken Wasserbindungskapazität in die Mukusschicht ein und reduziert deren Dicke, P80 senkt wie alle Emulgatoren die Oberflächenspannung, hier von Epithelzellen. Beide Stoffe fördern das Wachstum proinflammatorischer Bakterien und steigern deren Pathogenität, indem sie z. B. die Expression von Flagellin induzieren, das Bakterien die Translokation erleichtert. Insgesamt schwächen sie die Darmbarriere, erhöhen die intestinale Permeabilität und induzieren eine mukosale Inflammation.6

Auch Carrageen (E 407), Methylcellulose (E 461), Lecithin (E 322) sowie weitere Emulgatoren und Verdickungsmittel stören das Mikrobiom und triggern Darmentzündungen; Carrageen führte bei Mäusen u. a. zu einer Dysbiose, insbesondere reduzierte es die günstige Spezies Akkermansia muciniphila.

Humanstudien bestätigen Befunde

Erste kleine Humanstudien untermauern die Ergebnisse der Tierstudien. Bei Patienten mit Colitis ulcerosa und Morbus Crohn wirkte sich eine Diät ohne Carrageen bzw. mit wenig Emulgatoren positiv auf den Krankheitsverlauf aus. Eine größere Studie testete bei Kindern und Jugendlichen mit Morbus Crohn die Morbus-Crohn-Exklusivdiät (CDED). Sie verzichtet auf potenziell ungünstige Lebensmittel und Inhaltsstoffe, etwa tierisches Fett, rotes Fleisch, Milchprodukte oder Emulgatoren. Unter ihrem Einfluss besserten sich die Symptome, Entzündungsmarker im Stuhl gingen zurück und die Zusammensetzung der Mikrobiota veränderte sich positiv.7

Fazit für die Praxis

Aufgrund der aktuellen Datenlage empfiehlt die internationale Fachgesellschaft IOIBD* CED-Patienten, den Verzehr von Lebensmitteln mit Emulgatoren und Verdickungsmitteln einzuschränken.8 Es besteht dringender Bedarf, die Rolle dieser Zusatzstoffklassen auf das Mikrobiom, die Darmbarriere und intestinale Inflammation in klinischen Humanstudien zu untersuchen.

*IOIBD: International Organizsation for the Study of Inflammatory Bowel Disease (www.ioibd.org)

 

Literatur:

1 Hahne D. E-Nummern, Zusatzstoffe. Stiftung Warentest: Berlin, 2017.

2 Shah R et al. Food Addit Contam Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess. 2017; 34(6): 905–917.

3 Chassaing B et al. Nature. 2015; 519 (7541): 92-96.

4 Bancil AS et al. J Crohn's Colitis. 2021; 1-12.

5 Viennois E et al. Cell Reports. 2020; 33(1): 108229.

6 Halmos EP et al. Aliment Pharmacol Ther. 2019; 49: 41–50.

7 Levine A et al. Gastroenterology. 2019; 157(2): 440–50.

8 Levine A et al. Clin Gastrenterol Hepatol. 2020; 18(6): 1381-1392.

Bild-Quelle: Stein, privat

Aus: Newsletter 3/2021, Hamburger Expertenkreis Mikrobiom