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Wie hochverarbeitete Lebensmittel das Darmmikrobiom und die Gesundheit beeinflussen

Mehrere Studien haben einen möglichen Zusammenhang zwischen ultra-verarbeiteten Lebensmitteln (UPF) und chronischen Entzündungen gezeigt. Eine kürzlich veröffentlichte Rezension in The Lancet Gastroenterologie & Hepatologie beschreibt den mechanistischen Zusammenhang zwischen dem Konsum von UPF und chronischen Erkrankungen, insbesondere solchen, die das Darmmikrobiom betreffen.

Studie: Ultra-verarbeitete Lebensmittel und menschliche Gesundheit: Von epidemiologischen Beweisen zu mechanistischen Erkenntnissen. Bildnachweis: Dawid Rojek / Shutterstock.com

Lernen: Ultra-verarbeitete Lebensmittel und menschliche Gesundheit: Von epidemiologischen Beweisen zu mechanistischen Erkenntnissen. Bildnachweis: Dawid Rojek / Shutterstock.com

Einführung

In den letzten Jahrhunderten wurden viele Techniken zur Verarbeitung von Lebensmitteln entwickelt, um Lebensmittel zu konservieren und ihren Geschmack und ihre Verdaulichkeit zu verbessern. Moderne industriell verarbeitete Lebensmittel nutzen die Verfügbarkeit von Salz, Zucker, Pflanzenölen, tierischen Fetten und Mehl.

Typischerweise werden bei der Herstellung dieser Produkte mechanische und physikalische Techniken wie Walzenmahlen, Extrusion und Druckverwertung sowie chemische Verfahren wie Hydrierung eingesetzt. Künstliche Geschmacksstoffe und Konservierungsmittel, Antibackmittel und andere Zusatzstoffe werden ebenfalls verwendet, um die endgültige gewünschte Textur, Farbe und den gewünschten Geschmack dieser Lebensmittelprodukte zu erreichen.

„Diese Techniken ermöglichten die Produktion und Herstellung von massiv produzierten verarbeiteten Lebensmitteln in großem Maßstab, wodurch sie das ganze Jahr über verfügbar waren.“

Solche stark verarbeiteten Lebensmittel sind in der Regel hygienisch, praktisch, erschwinglich und zugänglich, was sie zu idealen Produkten für viele Länder mit hohem Einkommen (HIC) macht. In letzter Zeit sind auch Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen (LMIC) zunehmend abhängig von diesen Nahrungsmitteln geworden.

Gleichzeitig mit diesem Trend ist die Zahl der chronisch entzündlichen Fälle, einschließlich des metabolischen Syndroms und der entzündlichen Darmerkrankung (IBD), gestiegen. Das aktuelle Papier untersucht die Beweise für eine Korrelation zwischen modernen UPFs und chronischen Krankheiten, die durch die Darmmikrobiota vermittelt werden.

Arten von verarbeiteten Lebensmitteln

Es gibt mehrere Klassifizierungssysteme, die verwendet werden, um Lebensmittel basierend auf ihrer Verarbeitung zu beschreiben. Am häufigsten wird NOVA verwendet, das Lebensmittel in die Gruppen 1 bis 4 einteilt.

Gruppe 1 umfasst unverarbeitete oder minimal verarbeitete Lebensmittel wie frische, gekühlte, getrocknete, gefrorene, fermentierte oder pasteurisierte Produkte. Gruppe 2 besteht aus verarbeiteten Zutaten wie Pflanzenölen, Zucker, Salz, Butter oder anderen Lebensmittelextrakten, die Lebensmitteln der Gruppe 1 zugesetzt werden.

Gruppe 3 umfasst alle typischen verarbeiteten Lebensmittel wie gesalzene Konserven, kandierte Trockenfrüchte, gepökeltes Fleisch, Käse und frisches Brot. Kurz gesagt, Gruppe 3 beschreibt Produkte der Gruppe 2, die Lebensmitteln der Gruppe 1 zugesetzt werden.

Gruppe 4 umfasst UPFs, die einem oder mehreren der oben genannten industriellen Prozesse unterzogen wurden. Diese können nicht heimische Zutaten enthalten, einschließlich solcher, die zum Aromatisieren, Färben, Süßen oder Emulgieren verwendet werden.

Die Aufnahme von UPF hat HICs erhöht, wobei sie bis zu 30 %, 50 % und fast 60 % der Kalorienaufnahme in Frankreich, dem Vereinigten Königreich bzw. den Vereinigten Staaten ausmachen.

Studienergebnisse

Fast 50 % der 100 prospektiven Studien, die in der aktuellen Studie analysiert wurden, untersuchten den Zusammenhang zwischen UPFs und verschiedenen Gesundheits- oder Mortalitätsergebnissen.

Sterblichkeit

Sieben Studien zeigten einen Zusammenhang zwischen UPFs und Tod jeglicher Ursache, mit einem Anstieg des Risikos von 20 % auf 60 % in der höchsten UPF-Einnahmekategorie im Vergleich zur niedrigsten. Fünf Studien zeigten ein erhöhtes Krankheits- oder Todesrisiko durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Schlaganfall. Vier Studien zeigten ein höheres Risiko für Typ-2-Diabetes, während eine von einem erhöhten Risiko für Schwangerschaftsdiabetes berichtete.

Hypertonie

Vier Studien berichteten über ein um bis zu 30 % erhöhtes Bluthochdruckrisiko, eine mit Krebsrisiko und mehrere mit Übergewicht und Adipositas. Viele dieser Studien berichteten auch über einen Zusammenhang mit erhöhtem Gewicht, Taillenumfang und erhöhten Serumlipidspiegeln bei Kindern.

IBD

In der Prospective Urban Rural Epidemiology (PURE)-Studie von 2021 war die Einnahme von UPF mit einem höheren Risiko für CED verbunden, insbesondere für Morbus Crohn, aber nicht für Colitis ulcerosa. Andere Studien haben den Konsum von UPF mit einem erhöhten Risiko für Depressionen, abnormalen Lipidspiegeln, einer Abnahme der Nierenfunktion und einer Verfettung der Leber in Verbindung gebracht.

Gewichtszunahme

Derzeit werden randomisierte Kurzzeitinterventionsstudien durchgeführt, bei denen UPFs und unverarbeitete Lebensmittel für kurze Zeit unterschiedlichen Kohorten zugeordnet werden. Danach beobachteten die Forscher eine um durchschnittlich über 500 kcal pro Tag gesteigerte Energieaufnahme und eine mittlere Gewichtszunahme von 0,8 kg in der UPF-Gruppe. Umgekehrt wurde in der Kohorte mit unverarbeiteten Lebensmitteln ein durchschnittlicher Gewichtsverlust von über 1 kg berichtet.

Die Mechanismen hinter chronischen Entzündungen mit UPFs

Es gibt zahlreiche Mechanismen, die auf die Gewichtszunahme und chronische Entzündung zurückzuführen sind, die bei einem höheren UPF-Konsum beobachtet werden. Ein Beispiel ist die schlechte Nährwertqualität vieler UPFs.

Laut der French Open Food Facts-Datenbank hatte nur jeder fünfte UPF einen hohen Nährwert. Selbst wenn die Energieaufnahme aus UPFs zum Vergleich mit unverarbeiteten Lebensmitteln standardisiert wird, zeigen die negativen Auswirkungen auf die Gesundheit weiterhin einen starken Zusammenhang, was darauf hindeutet, dass „Faktoren jenseits von Ernährungsaspekten eine Rolle spielen“.

Ein weiteres Problem ist das Vorhandensein potenziell toxischer Substanzen in UPFs, wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, Furane, Endprodukte der fortgeschrittenen Glykation, Transfettsäuren aus der Hydrierung von Fetten und Acrylamid aus dem Kochen von stärkehaltigen Lebensmitteln bei hohen Temperaturen. Die letztere Chemikalie findet sich in gewöhnlichen Lebensmitteln wie Pommes Frites, Chips und Keksen, ob zu Hause oder industriell hergestellt; Allerdings sind die Acrylamidgehalte in diesen Industrieprodukten oft höher.

Andere Verunreinigungen wie Phthalate, Bisphenole, Mineralöle und Mikroplastik können aus der Verpackung in Lebensmittel gelangen, insbesondere wenn die Lebensmittel über längere Zeit in Kontakt bleiben. Dies tritt wahrscheinlich bei Lebensmittelprodukten auf, die über einen längeren Zeitraum lagerstabil sind.

Fertiggerichte sind in der Regel UPFs und erfordern Mikrowellenerhitzung, was das Auswaschen von Bisphenolen aus Polycarbonatverpackungen verstärken oder die Acrylamidbildung erhöhen kann.

Das Ergebnis solcher Expositionen ist unbekannt; Frühere Forschungen deuten jedoch auf einen Zusammenhang mit Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Insulinresistenz, Typ-2-Diabetes, Fettleibigkeit und endokrinen Störungen hin.

Ein weiteres Problem ist die strukturelle Veränderung, die in den verschiedenen Komponenten eines Lebensmittelprodukts aufgrund der Verarbeitung auftritt, die seine Bioverfügbarkeit durch veränderte Verdaulichkeit, Sättigung, Ess- und Kaugeschwindigkeit beeinflussen kann, was allesamt zu einer erhöhten Energieaufnahme mit UPFs beitragen kann . Dieser Bereich ist stark unterforscht.

In Europa sind über 300 Lebensmittelzusatzstoffe zugelassen, von denen einige möglicherweise durch ihre Auswirkungen auf das Darmmikrobiom mit chronischen Entzündungen in Verbindung gebracht werden. Wegweisende Studien haben gezeigt, dass Ernährungsmuster die Darmmikrobiota-Profile beeinflussen, die anschließend den Stoffwechsel des Wirts verändern und Fettleibigkeit fördern können.

Darmbakterien sind oft in der Lage, einfache Zucker aufzunehmen und zu verarbeiten, wenn sie hohen Nahrungsfetten ausgesetzt sind. Zu den Darmstressoren gehören bestimmte Lebensmittelfarbstoffe, Emulgatoren, künstliche Süßstoffe und Nanopartikel wie E171 (Titandioxid).

Diese Zusatzstoffe verändern das Verhältnis wichtiger Bakteriengattungen im Darm, wobei sie die schützende Schleimhautschicht und die Expression wichtiger Abwehrmoleküle wie β-Defensine beeinflussen und Mikroben ermöglichen, die sterile Zone der Schleimhaut zu erreichen. Dies löst eine Endotoxinakkumulation aus, die anschließend zu Metainflammation und IBD führt.

Gleichzeitig fördern Veränderungen des molekularen Profils eine erhöhte Energieentnahme aus der aufgenommenen Nahrung und verursachen so eine metabolische Dysregulation und Fettleibigkeit.

Dies verbindet die Kalorienextraktion aus der aufgenommenen Nahrung mit metabolischen Aberrationen, die durch die Ernährung verursacht werden. Dieser fehlregulierte Stoffwechsel ist durch leichte Entzündungen und Veränderungen im Darmmikrobiom gekennzeichnet. Das Ergebnis ist ein Leck von bakteriellen Produkten wie Lipopolysacchariden (LPS) aus dem Darm in das Wirtssystem.

LPS aus gramnegativen Bakterienzellwänden enthalten Lipid A, ein Molekül, das die Darmschleimhaut passiert. Sobald Lipid A das Blut erreicht, kann es Entzündungen verschiedener Zielgewebe wie der Leber und Fettdepots des Körpers auslösen.

Dieser Zyklus wird als „Metainflammation“ bezeichnet. Eine Metainflammation kann als ein metabolischer Entzündungszustand definiert werden, der durch eine chronische Entzündung niedrigen Grades definiert ist, die durch Stoffwechselzellen und Stresssensoren erzeugt wird.

Dies deutet auf die Notwendigkeit von Eingriffen in die UPF-Aufnahme hin, um eine vorteilhafte Veränderung im Darmmikrobiom hervorzurufen, die die Produktion „guter“ bakterieller Metaboliten durch geeignete Genexpression durch Darmschleimhautzellen fördert. Dazu gehören entzündungshemmende kurzkettige Fettsäuren (SCFAs).

Schlussfolgerungen

Die Studienergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, das derzeitige Verständnis darüber zu verbessern, wie sich die Lebensmittelverarbeitung auf die menschliche Gesundheit auswirkt. Großangelegte Studien werden benötigt, um Komponenten zu identifizieren, die ursächlich mit Metainflammation und Fettleibigkeit verbunden sind.

Die öffentliche Bildung ist auch entscheidend, um den Verzehr gesünderer Lebensmittel zu unterstützen, vorzugsweise solche, die minimal verarbeitet und ohne Zusatzstoffe sind. Solche Ernährungsentscheidungen werden durch die Empfehlungen der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) sowie durch mehrere nationale Ernährungsrichtlinien betont.

Durch Maßnahmen wie finanzielle Anreize, Gesetze und Mobiltelefonanwendungen, die Nachweise für die Lebensmittelauswahl liefern, muss sich die Bundespolitik auf die Förderung der Produktion und des Vertriebs gesunder und qualitativ hochwertiger Lebensmittelprodukte verlagern.

Regierungen und die Lebensmittelindustrie sollten ihre Anstrengungen bündeln, um Richtlinien zur Förderung einer gesünderen Lebensmittelumgebung für Verbraucher zu entwickeln, um wirksam gegen das zunehmende Auftreten chronischer Entzündungskrankheiten vorzugehen.“

Referenz:

  • Srour, B., Kordahi, MC, Bonazzi, E., et al. (2022). Ultra-verarbeitete Lebensmittel und menschliche Gesundheit: Von epidemiologischen Beweisen zu mechanistischen Erkenntnissen. The Lancet Gastroenterologie & Hepatologie. doi:10.1016/S2468-1253(22)00169-8.

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Unsere Beiträge kommen von Autoren der Universitäten und Forschungszentren aus der ganzen Welt. Wir geben Ratschläge und Informationen. Jede Beschwerde und Krankheit kann individuelle Behandlungsmöglichkeiten erfodern, sowie Wechselwirkungen der Medikamente hervorrufen. Konsultieren Sie unbedingt immer einen Arzt, bevor Sie etwas tun, worin Sie nicht geschult sind.

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