| Stephan C. Bischoff: Probiotika, Präbiotika und Synbiotika | 1 |
| Innentitel | 4 |
| Impressum | 5 |
| Einführung | 6 |
| Zusammenspiel von intestinalem Immunsystem, Darmflora und Ernährung als Faktoren für gesundheitliches Wohlbefinden | 6 |
| Anschriften | 9 |
| Inhaltsverzeichnis | 13 |
| Abkürzungen | 23 |
| I Grundlagen zur Darmflora und intestinales Immunsystem | 28 |
| 1 Aufbau und Funktion der intestinalen Mikrobiota des Menschen | 29 |
| Einleitung | 29 |
| Methoden zur Untersuchung der intestinalen Mikrobiota | 29 |
| Entwicklung und Zusammensetzung der intestinalen Mikrobiota | 31 |
| Die intestinale Mikrobiota des Säuglings | 32 |
| Die intestinale Mikrobiota des Erwachsenen | 32 |
| Bakterieller Stoffwechsel im Darm | 34 |
| Substrate für die mikrobielle Fermentation im Kolon | 34 |
| Gärungstypen und wichtige Fermentationsprodukte | 37 |
| Milchsäuregärung | 39 |
| Gemischte Säuregärung | 40 |
| Propionsäuregärung | 40 |
| Buttersäuregärung | 40 |
| Gärung und H2-Metabolismus | 41 |
| Vergärung von Aminosäuren | 41 |
| Interaktionen zwischen Mikrobiota und Wirt | 42 |
| Metaboliten des bakteriellen Stoffwechsels | 42 |
| Gallensäuremetabolismus | 43 |
| Polyphenole | 43 |
| Arbutin | 45 |
| Einfluss der intestinalen Mikrobiota auf die Morphologie des Verdauungstraktes | 45 |
| Darmpathogene Mikroorganismen | 46 |
| Ausblick | 48 |
| 2 Aufbau und Funktion des Darmimmunsystems | 51 |
| Einleitung | 51 |
| Der Darm als Ort der Induktion und Funktion von IgA-Antikörpern | 51 |
| Induktive Seite des Darmimmunsystems | 53 |
| Peyer’sche Platten ( PP) | 53 |
| Membranöse Epithelialzellen (M-Zellen) Appendix vermiformis (Wurmfortsatz) | 54 |
| Lymphozytengefüllte Villi (LFV) | 54 |
| „Cryptopatches“ ( CP) | 55 |
| Isolierte Lymphfollikel (ILF) | 55 |
| Mesenteriale Lymphknoten (mLN) | 55 |
| Intra- und subepitheliale dendritische Zellen | 56 |
| Ausführender Arm des Darmimmunsystems | 57 |
| Intraepitheliale Lymphozyten (IEL) | 57 |
| Lamina propria (LP) | 57 |
| 3 Wechselwirkung zwischen Darmflora und intestinalem Immunsystem | 60 |
| Funktionen der Darmflora | 60 |
| Erkennung von Mikroorganismen durch das Immunsystem des Darmes | 60 |
| Das angeborene Immunsystem | 61 |
| Pattern recognition receptors (PRR) und deren Funktionen | 62 |
| Unterscheidung zwischen MAMPs und PAMPs kommensaler und pathogener Bakterien | 63 |
| Intestinale Barriere | 64 |
| Tight Junctions | 64 |
| Antimikrobielle Peptide (Defensine) | 65 |
| Antigensampling | 66 |
| Transport durch Enterozyten | 66 |
| Transport über M-Zellen | 66 |
| Transport durch dendritische Zellen | 67 |
| Antigenspezifische Antwort | 67 |
| B-Zell-Antworten | 67 |
| T-Zell-Antworten | 67 |
| Orale Toleranz | 67 |
| Gnotobiotische Tiermodelle | 68 |
| Tiermodelle zu chronisch entzündlichen Darmerkrankungen | 69 |
| 4 Darmepithelzellen als interaktive Schnittstelle zwischen Bakterien und Immunsystem | 72 |
| Einleitung | 72 |
| Intestinale Epithelzellen als integraler Bestandteil der Barriere- und Immunfunktion im Darm | 72 |
| Darm als Kommunikationsorgan zwischen Bakterien und Signalen des Immunsystems: Regulation von Entzündungsprozessen | 74 |
| Bedeutung von Mustererkennungsrezeptoren auf Entzündungsprozesse | 74 |
| Einfluss von Immunmediatoren auf die Funktion von Darmepithelzellen | 75 |
| Regulation zellulärer Stressmechanismen | 75 |
| Mikrobielle Wechselwirkungen im Darm: Epithelzellen als Zielzellen probiotischer Effekte | 77 |
| Ausblick | 79 |
| 5 Der Einfluss der kommensalen Flora auf die intestinale Toleranz | 82 |
| Einleitung | 82 |
| Zentrale und periphere Toleranz | 82 |
| Orale Toleranz | 83 |
| Effektor-Mechanismen der oralen Toleranz | 84 |
| Antigenaufnahme, -transport und -präsentation | 85 |
| Toleranz gegenüber der Darmflora | 85 |
| Die Funktion von Interleukin-10 und Transforming Growth Factor-Beta | 86 |
| Die Unterscheidung zwischen harmlos und gefährlich | 87 |
| Zusammenfassung | 87 |
| 6 Bakterielle Erkennungsstrukturen und intestinale Barriere | 89 |
| Einleitung | 89 |
| Bakterielle Erkennungsstrukturen (PAMPs) und zugehörige Rezeptoren | 90 |
| Endotoxine | 90 |
| Lipoproteine | 91 |
| Peptidoglykan/Muramyldipeptid | 91 |
| (Lipo-)Teichonsäure | 92 |
| Hypomethylierte CpG-DNA | 92 |
| Flagellin und andere PAMPs ( dsRNA, fMLP, Zymosan) | 92 |
| Intestinale Barriere | 93 |
| Sekrete und Motilität | 93 |
| Mukus | 93 |
| Tight Junctions | 93 |
| Antimikrobielle Peptide | 93 |
| Sekretorisches IgA | 94 |
| Galle und ihre Bestandteile | 94 |
| Krankheits- und ernährungsbedingte Einschränkungen der Darmbarriere | 94 |
| 7 Rolle von Darmflora und Darmbarriere in der Entstehung chronischer Lebererkrankungen | 96 |
| Einleitung | 96 |
| Alkoholbedingte Fettlebererkrankungen | 96 |
| Nicht-alkoholbedingte Fettlebererkrankung | 97 |
| Zusammenfassung und Ausblick | 99 |
| II Taxonomie und Funktion von Probiotika, Präbiotika und Synbiotika | 102 |
| 8 Definition und Wirkmechanismen der Probiotika, Präbiotika und Synbiotika | 103 |
| Definitionen | 103 |
| Probiotika | 103 |
| Präbiotika | 103 |
| Synbiotika | 104 |
| Wirkmechanismen | 104 |
| Immunmodulation | 104 |
| Wirkung auf andere Mikroorganismen | 106 |
| Antikarzinogene Effekte | 110 |
| Zusammenfassung | 112 |
| 9 „Pharmakokinetik“ und Sicherheit von Probiotika | 115 |
| Einleitung | 115 |
| Gesetzliche Regelungen | 115 |
| Sicherheit von Probiotika | 116 |
| „Pharmakokinetik“ von Probiotika | 117 |
| Kriterien zur Beurteilung der Sicherheit | 118 |
| Spezifische Eigenschaften der Stämme | 118 |
| Wechselwirkungen mit dem Wirt | 119 |
| QPS-Konzept | 119 |
| Qualified Presumption of Safety | 119 |
| Schlussfolgerungen | 120 |
| 10 Historischer Hintergrund | 122 |
| Einführung | 122 |
| Epochale Entdeckungen der Mikrobiologie in ihrer Beziehung zur Mikroökologie | 123 |
| Anfänge einer Bakterientherapie nach dem Substitutionsprinzip | 124 |
| Die Einführung des Probiotikum-Prinzips | 126 |
| Erweiterung des Probiotikumprinzips durch die Einführung des Präbiotikumprinzips und die Kombination beider zu dem Prinzip Synbiotikum | 127 |
| Ausblick | 128 |
| 11 Taxonomie von Milchsäurebakterien mit probiotischer Kapazität | 130 |
| Einleitung | 130 |
| Allgemeine Charakteristik probiotischer Milchsäurebakterien | 130 |
| Generelle Aspekte der Systematik | 131 |
| Begriffe | 131 |
| Taxonomische Stellung von Milchsäurebakterien und Bifidobakterien | 132 |
| Entwicklungen in der Taxonomie probiotischer Milchsäurebakterien | 133 |
| Gattungsspezifische Merkmale | 135 |
| Andere Milchsäurebakterien | 137 |
| Methoden der Identifizierung, Charakterisierung und Differenzierung | 137 |
| Molekularbiologische Methoden der Taxonomie | 137 |
| Molekularbiologische Typisierung und individuelle Charakterisierung | 138 |
| Ergänzende Methoden der Charakterisierung und Differenzierung | 141 |
| Taxonomie und qualitative Selektionskriterien für Probiotika | 141 |
| Ausblick | 142 |
| 12 Probiotische Kapazität von Enterokokken | 145 |
| Einleitung | 145 |
| Die Gattung | 145 |
| Lebensraum | 146 |
| Vorkommen | 146 |
| Gastrointestinaltrakt | 146 |
| Enterokokken in Lebensmitteln | 147 |
| Enterokokken als Probiotika | 147 |
| Anwendungsgebiete von Enterokokken-Probiotika beim Menschen | 147 |
| Anwendungsgebiete von Enterokokken-Probiotika bei Tieren | 151 |
| Sicherheit probiotischer Enterokokken | 152 |
| Enterokokken als opportunistische humanpathogene Keime | 152 |
| Vorkommen und Bedeutung von Virulenzfaktoren bei Enterokokken | 153 |
| Sicherheit neuer Enterokokken-Stämme im Hinblick auf ihren Einsatz bei Lebensmitteln oder als Probiotika | 155 |
| Schlussfolgerung aus juristischer Sicht | 155 |
| 13 Escherichia coli – Pathogenitätsfaktoren und probiotisches Potenzial | 159 |
| Einleitung | 159 |
| E. coli: eine heterogene Spezies | 159 |
| Extraintestinale E. coli (ExPEC) | 161 |
| Uropathogene E. coli (UPEC) | 161 |
| Sepsis verursachende E. coli (SEPEC) | 162 |
| Meningitis verursachende E. coli (MENEC) | 162 |
| Intestinale E. coli | 163 |
| Enteropathogene E. coli (EPEC) | 163 |
| Enterohämorrhagische E. coli (EHEC) | 163 |
| Enteroaggregative E. coli (EAEC) | 164 |
| Enterotoxische E. coli (ETEC) | 164 |
| Enteroinvasive E. coli (EIEC) | 165 |
| Diffus adhärierende E. coli (DAEC) | 165 |
| Probiotische E. coli | 166 |
| E. coli Nissle 1917 | 166 |
| Weitere probiotische E. coli | 168 |
| Zusammenfassung und Schlussbemerkungen | 168 |
| 14 Probiotische Hefen | 171 |
| Einleitung | 171 |
| Pharmakokinetik | 171 |
| Klinische Anwendungen | 171 |
| Antibiotikaassoziierte Diarrhöen | 172 |
| Therapien akuter Durchfallerkrankungen | 172 |
| Prophylaxe der Reisediarrhö | 173 |
| Diarrhöen unter Sondenernährung bei Intensivpatienten | 173 |
| Experimentelle Anwendungen | 173 |
| Chronisch entzündliche Darmerkrankungen | 173 |
| HIV-assoziierte Diarrhöen | 174 |
| Saccharase-Isomaltase-Mangel | 174 |
| Mögliche Wirkmechanismen auf zellulärer Ebene | 174 |
| 15 Das Multi-Spezies-Konzept | 178 |
| Einleitung | 178 |
| Hypothese: Multi-Spezies-Probiotika sind wirksamer als einfache Probiotika | 178 |
| Mögliche Mechanismen der synergistischen Wirkungen von Multi-Spezies-Probiotika | 179 |
| Anwendung des Multi-Spezies-Konzepts zum Design neuer krankheitsspezifischer Probiotika | 181 |
| Zusammenfassung | 182 |
| 16 Genetisch modifizierte Probiotika | 185 |
| Lactococcus lactis | 185 |
| Sekretion heterologer Proteine durch | 186 |
| Verabreichung therapeutischer Proteine | 186 |
| Verabreichung von Antigenen | 187 |
| Verabreichung von Zytokinen | 188 |
| Verabreichung von Trefoil-Faktoren (TFF) | 191 |
| Verabreichung von Antikörpern | 192 |
| Umwelt-Sicherheit | 193 |
| Zusammenfassung und Ausblick | 195 |
| Danksagungen | 198 |
| III Präventive und klinische Bedeutung von Probiotika, Präbiotika und Synbiotika | 200 |
| 17 Präventive Bedeutung von probiotischen Joghurts | 201 |
| Einleitung | 201 |
| Definition | 201 |
| Was versteht man unter probiotischen Lebensmitteln? | 201 |
| Probiotische Lebensmittel sind keine Arzneimittel | 202 |
| Wirkungsweise | 204 |
| Probiotische Gesundheitseffekte fermentierter Milchprodukte | 205 |
| Beeinflussung der Darmflora und des intestinalen Milieus | 205 |
| Immunomodulatorische Eigenschaften von fermentierten Milchprodukten | 205 |
| Akute, durch virale oder bakterielle Infektion oder Aberrationen der eigenen Darmflora verursachte Durchfälle | 206 |
| Helicobacter pylori | 206 |
| Durchfälle auf Grund von Lactoseintoleranz | 207 |
| „Gastrointestinales Wohlbefinden“ | 208 |
| Entzündliche Darmerkrankungen | 208 |
| Reizdarm und Obstipation | 208 |
| Fermentierte Milchprodukte bei urogenitalen Infekten | 208 |
| Wirkung von probiotischen Joghurtprodukten bei „Winter-“, insbesondere Atemwegsinfekten | 209 |
| Allergische Erkrankungen | 209 |
| Fermentierte Milchprodukte, Blutlipide und das koronare Herzerkrankungsrisiko | 209 |
| Blutdrucksenkung und andere Gesundheitseffekte fermentierter Milchprodukte | 210 |
| Zusammenfassung | 211 |
| 18 Medizinische Bedeutung von Präbiotika und Synbiotika | 213 |
| Einleitung | 213 |
| Präbiotika | 213 |
| Probiotika | 214 |
| Synbiotika | 215 |
| Einsatz von Synbiotika in klinischen Studien | 215 |
| Klinische Erfahrung bei chronischen Erkrankungen | 216 |
| Klinische Erfahrungen bei chirurgischen | 216 |
| und Intensivpatienten | 216 |
| Zusammenfassung | 219 |
| 19 Probiotika und Präbiotika zur Prävention und Behandlung von infektiösen Diarrhöen bei Kindern | 221 |
| Einleitung | 221 |
| Akute Diarrhö | 221 |
| Definition | 221 |
| Management | 221 |
| Prävention und Therapie gastrointestinaler Infektionen mit Probiotika | 222 |
| Pathomechanismen bei gastrointestinalen Infektionen | 222 |
| Prävention der akuten Gastroenteritis | 222 |
| Therapie der akuten Gastroenteritis | 226 |
| Prävention und Therapie gastrointestinaler Infektionen mit Präbiotika | 228 |
| Wirkmechanismen Prävention der akuten Gastroenteritis | 228 |
| Therapie der akuten Gastroenteritis | 230 |
| Prävention der antibiotikaassoziierten Diarrhö | 230 |
| Zusammenfassung | 230 |
| Ausblick | 230 |
| 20 Probiotika und antibiotikaassoziierte Diarrhö bei Erwachsenen und Kindern | 233 |
| Einleitung | 233 |
| Antibiotika- assoziierte Diarrhö | 233 |
| Klinik und Erregerspektrum der AAD | 233 |
| Therapieoptionen bei AAD | 234 |
| Wirksamkeit von Probiotika für die Prävention antibiotikaassoziierter Diarrhö | 234 |
| Sicherheit von Probiotika bei Erwachsenen und Kindern | 240 |
| Beschränkungen der bisherigen Forschung und Ausblick | 240 |
| 21 Probiotika zur Prophylaxe und Therapie chronisch entzündlicher Darmerkrankungen | 243 |
| Einleitung | 243 |
| Rolle der intestinalen Flora in der Pathogenese der CED | 243 |
| Mögliche Wirkmechanismen von Probiotika | 244 |
| Einsatz von Probiotika bei CED | 245 |
| Klinische Studien | 248 |
| Colitis ulcerosa | 248 |
| Remissionserhaltung | 248 |
| Colitis ulcerosa | 249 |
| akuter Schub | 249 |
| Pouchitis | 252 |
| Morbus Crohn | 253 |
| Zusammenfassung und Ausblick | 255 |
| 22 Beeinflussung des Reizdarmsyndroms und der Obstipation durch Pro- und Präbiotika | 259 |
| Einleitung | 259 |
| Störung der Darmflora beim Reizdarmsyndrom | 259 |
| Probiotische Beeinflussung der Darmflora beim Reizdarmsyndrom | 262 |
| Einzelstämme | 263 |
| Kombinationspräparate | 264 |
| Probiotische Beeinflussung der Darmflora bei chronischer Obstipation | 265 |
| Präbiotika in der Therapie des Reizdarmsyndroms | 266 |
| Zusammenfassung und Ausblick | 266 |
| 23 Effekte von Probiotika, Präbiotika und Synbiotika auf Dickdarmtumoren | 270 |
| Epidemiologische Studien | 270 |
| Effekte von Probiotika | 270 |
| In-vitro-Studien und Studien an Versuchstieren | 270 |
| Humane Interventionsstudien | 271 |
| Effekte von Präbiotika | 271 |
| In-vitro-Studien und Studien an Versuchstieren | 271 |
| Humane Interventionsstudien | 273 |
| Effekte von Synbiotika | 274 |
| Studien an Versuchstieren | 274 |
| Humane Interventionsstudien | 274 |
| Mechanismen bei der Chemoprävention von Dickdarmtumoren | 274 |
| Effekte von Probiotika auf Blasenkrebs | 275 |
| Zusammenfassung | 275 |
| 24 Darmflora und Probiotika bei Adipositas und metabolischem Syndrom | 279 |
| Einleitung | 279 |
| Metabolische Bedeutung der Darmflora | 279 |
| Veränderung der Darmflora bei Adipositas | 280 |
| Pathophysiologische Bedeutung der Veränderung der Darmflora | 281 |
| Rolle der Darmbarriere und der bakteriellen Translokation bei Adipositas und metabolischem Syndrom | 281 |
| Therapeutische Konsequenzen | 282 |
| Adipositaschirurgie und Darmflora | 283 |
| Zusammenfassung | 285 |
| 25 Einsatz von Probiotika und Synbiotika bei Lebererkrankungen | 287 |
| Einleitung | 287 |
| Bakterielle Translokation (BT) und chronische Lebererkrankungen | 287 |
| Bedeutung der gesteigerten bakteriellen Translokation | 287 |
| Auswirkungen der gesteigerten bakteriellen Translokation bei Leberzirrhose | 288 |
| Pathophysiologische Mechanismen der Entwicklung einer gesteigerten BT bei Leberzirrhose | 290 |
| Effekte von Probiotika auf die Pathomechanismen der BT | 291 |
| Bei Zirrhosepatienten eingesetzte Pro- und Synbiotika | 292 |
| Pro-/Synbiotika und Schweregrad bzw. Komplikationen der Leberzirrhose | 292 |
| Effekt einer probiotischen Therapie auf die Leberfunktion bei Leberzirrhose | 292 |
| Pro-/Synbiotika zur Prophylaxe bakterieller Infektionen | 293 |
| Pro-/Synbiotika und nichtalkoholische und alkoholische Fettlebererkrankungen | 294 |
| Nichtalkoholische Fettlebererkrankung | 294 |
| Alkoholische Fettlebererkrankung | 295 |
| Pro-/Synbiotika und andere Lebererkrankungen | 295 |
| Zusammenfassung und Ausblick | 296 |
| 26 Probiotika bei Atemwegserkrankungen | 300 |
| Einleitung | 300 |
| Probiotika und Lungenerkrankungen | 300 |
| Probiotika und allergische Atemwegserkrankungen | 301 |
| Schlussfolgerung | 301 |
| 27 Allergieprävention und Behandlung der atopischen Dermatitis mit Probiotika | 303 |
| Einleitung | 303 |
| Darmflora des Allergikers | 303 |
| Rationale für den Einsatz von Probiotika gegen Allergien | 303 |
| Prävention von allergischen Erkrankungen durch Probiotika: Kontrollierte Studien | 304 |
| Behandlung der atopischen Dermatitis mit Laktobazillen | 307 |
| 28 Probiotika bei Früh- und Neugeborenen | 310 |
| Einleitung | 310 |
| Nekrotisierende Enterokolitis | 311 |
| Sicherheit von Probiotika bei Früh- und Neugeborenen | 313 |
| 29 Probiotika, Präbiotika und Synbiotika in der Chirurgie und bei kritisch Kranken auf der Intensivstation | 316 |
| Einleitung | 316 |
| Rationale für den Einsatz von Probiotika bei kritisch Kranken | 316 |
| Die Darm-Sepsis-Hypothese | 316 |
| Wirkung von Probiotika auf andere Bakterien | 317 |
| Wirkung von Probiotika auf das gastrointestinale Immunsystem | 318 |
| Klinische Effekte: Infektionsprophylaxe durch Probiotika in der chirurgischen Intensivmedizin | 318 |
| Pankreasresektion | 322 |
| Gemischte allgemeinchirurgische Patienten | 323 |
| Leberresektion, Transplantation | 323 |
| Schwere akute Pankreatitis | 324 |
| Traumatologie, gemischte intensivmedizinische Patienten | 325 |
| Probiotika zur Verhinderung oder Therapie von Clostridium-difficile-Infektionen und Antibiotika induzierten Diarrhöen bei Intensivpatienten | 325 |
| Sicherheit von Probiotika | 325 |
| Zusammenfassung und Ausblick | 326 |
| 30 Synopsis: Aktuelle und zukünftige Argumente für den Einsatz von Probiotika, Präbiotika und Synbiotika | 329 |
| Einleitung | 329 |
| Ernährungsstrategien zur Modifikation von Wirtsreaktionen | 329 |
| Interaktionen zwischen Wirt und mikrobieller Flora | 330 |
| Gut und Böse auf der Ebene der Zellkommunikation | 330 |
| Vermeidung überschießender Reaktionen auf Kommensalen | 332 |
| Metabolischer Austausch zwischen Mikrobiota und Wirt | 333 |
| Neue Anwendungen oder eine neue Sicht alter Anwendungen | 334 |
| Ausblick | 335 |
| Sachverzeichnis | 339 |
