Mit dem dramatischen Anstieg des Konsums ultraverarbeiteter Lebensmittel wächst auch die Sorge, dass diese und die darin enthaltenen Zusatzstoffe zu Darmerkrankungen beitragen, darunter entzündliche Darmerkrankungen (IBD), Magen-Darm-Krebs, funktionelle Magen-Darm-Störungen und Reizdarmsyndrom.

Eine Kategorie von Lebensmittelzusatzstoffen, die Emulgatoren, erregt aufgrund vorläufiger Hinweise, dass sie die Magen-Darm-Gesundheit und den Stoffwechsel beeinträchtigen könnten, zunehmend Aufmerksamkeit, erklärte Kevin Whelan, PhD, Professor für Diätetik am Department of Nutritional Sciences des King’s College London. 

„Wie andere Lebensmittelzusatzstoffe, darunter künstliche Süßstoffe, Farbstoffe, Mikropartikel und Nanopartikel, wirken sich Emulgatoren nachteilig auf das Darmmikrobiom, die Darmpermeabilität und Darmentzündungen aus“, sagte er.

Obwohl die Beweise größtenteils aus In-vitro- und Tiermodellen stammen und es nur relativ wenige interventionelle Studien am Menschen gibt, könnten die Ergebnisse laut Whelan Auswirkungen auf die öffentliche Politik, die Lebensmittelindustrie, die klinische Praxis und die Forschung haben.

Emulgatoren sind „detergensähnliche Moleküle”, die dazu beitragen, Verbindungen zu kombinieren, die sich normalerweise nicht vermischen würden, wie beispielsweise Öl und Wasser. Sie werden verwendet, um „die Textur und andere physikalische Eigenschaften von Lebensmitteln wie Feuchtigkeitsgehalt, Viskosität, strukturelle Integrität, Hitze- und Schimmelbeständigkeit sowie Mundgefühl und Geschmack zu erhalten“, erklärte Dr. Michael Camilleri, Professor und Berater in der Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie der Mayo Clinic in Rochester, Minnesota.

Diese Zusatzstoffe sind häufig in einer Vielzahl von Lebensmitteln enthalten, darunter Gebäck, Kuchen, Eiscreme, Desserts, Schokolade, Brot, Margarine, Nussbutter, fertige Glasuren und Zuckergüsse sowie Fertiggerichte. Emulgatoren sind in verarbeiteten Lebensmitteln weit verbreitet. 

Whelan und Kollegen analysierten fast 13.000 Lebensmittelprodukte in britischen Supermärkten und stellten fest, dass mehr als die Hälfte davon Emulgatoren enthielten. Eine französische Studie ergab, dass Emulgatoren zu den 10 weltweit am häufigsten konsumierten Lebensmittelzusatzstoffen gehören. Darüber hinaus nimmt die Verwendung dieser Substanzen dramatisch zu. Laut einem Bericht von Precedence Research wird der weltweite Markt für Emulgatoren von geschätzten 8,92 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf etwa 17,28 Milliarden US-Dollar im Jahr 2034 anwachsen.

Eine normale Darmbarriere hat eine doppelte Funktion: Sie ermöglicht die Aufnahme nützlicher Nahrungsbestandteile und verhindert gleichzeitig den Durchgang schädlicher aufgenommener Substanzen, etwa Krankheitserreger oder Toxine, so Camilleri. Es scheint, dass Emulgatoren durch eine Schädigung der Darmbarriere zu Darmerkrankungen beitragen. „Emulgatoren wirken sich negativ auf die Proteine der Tight Junctions aus, verringern die Dicke der Schleimschicht, reduzieren die mikrobielle Vielfalt und verstärken Entzündungen der Schleimhaut“, so Camilleri. 

Da ein Großteil des Wissens über die potenziellen gesundheitlichen Auswirkungen von Emulgatoren auf Tiermodellen basiert, ist unklar, welche Substanzen am schädlichsten sind, durch welchen Mechanismus sie die Darmbarriere genau schädigen und ob ihre Wirkung auf die Darmpermeabilität konsistent ist, merkte Camilleri an. Die Auswirkungen können je nach physiologischen Bedingungen sowie in Kombination mit anderen Lebensmitteln und Flüssigkeiten variieren, fügte er hinzu. 

Dennoch scheint es, dass zwei gängige Emulgatoren, Carboxymethylcellulose (CMC) und Polysorbat 80 (auch Tween 80 genannt), die Schleimschicht, die die Epithelzellen der Darmschleimhaut schützt, verdünnen, Proteine in der Schleimhaut verändern und eine erhöhte bakterielle Translokation verursachen. Einige Forschungsarbeiten zeigen, dass CMC das bakterielle Überwachsen im Dünndarm fördert, während Polysorbat 80 eine bakterielle Translokation über das Epithel verursacht, so Whelan. 

Emulgatoren scheinen zudem Entzündungsprozesse auszulösen, insbesondere durch die Aktivierung des Transkriptionsfaktors Nuclear Factor kappa B, der die Produktion mehrerer proinflammatorischer Gene induziert, darunter solche, die Zytokine wie TNF-alpha und Interleukin-6 kodieren. Die daraus resultierende Kaskade von Effekten gipfelt in der Entwicklung einer Schleimhautentzündung.

In einer Studie mit Mäusen führte die Exposition gegenüber CMC und Polysorbat 80 zu proinflammatorischen Veränderungen der Mikrobiota und zu chronischer Kolitis bei Mäusen, die genetisch so verändert waren, dass sie für diese Erkrankung anfällig waren. Bei Wildtyp-Mäusen führte die Exposition gegenüber Emulgatoren zu einer Stoffwechselentgleisung und einer leichten chronischen Entzündung. Diese Ergebnisse wurden in anderen Studien mit weiteren Modellen und/oder anderen Emulgatoren in der Nahrung bestätigt, wie Whelan feststellte. 

Die Mausstudie ergab außerdem, dass der Grad der Nähe zwischen der Mikrobiota im Darmlumen und dem Darmepithel mit dem Ausmaß der Darmentzündung korrelierte. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem Eindringen von Bakterien in die Schleimschicht und der Entwicklung einer Darmentzündung nach der Aufnahme von Emulgatoren bestehen könnte, so Whelan. Interessanterweise traten die Auswirkungen des Emulgatorverzehrs unter keimfreien Bedingungen nicht auf, was ebenfalls darauf hindeutet, dass durch Emulgatoren verursachte Veränderungen der Darmmikrobiota am Entzündungsprozess beteiligt sind. 

Einige Studien am Menschen beleuchten ebenfalls die negativen Auswirkungen, die Emulgatoren auf den Magen-Darm-Trakt haben können. Camilleri zitierte eine Studie am Menschen, in der die Auswirkungen einer Ernährung mit hohem beziehungsweise niedrigem Emulgatoranteil (HED bzw. LED) auf die Darmpermeabilität bei gesunden Personen in einem stressfreien Zustand sowie in einem akut gestressten Zustand untersucht wurden, der durch die intravenöse Injektion eines Stresshormons hervorgerufen wurde. Die Forschenden fanden heraus, dass die HED im stressfreien Zustand die Barrierefunktion tatsächlich verbesserte, unter Stressbedingungen jedoch zu einer erhöhten Darmpermeabilität oder einem „undichten Darm“ führte. Im Gegensatz dazu schützte eine LED vor den Auswirkungen von Stress. 

Eine weitere von Whelan zitierte Studie am Menschen verwendete Daten aus sechs 24-Stunden-Ernährungsprotokollen von 599 gesunden Erwachsenen, die über einen Zeitraum von einem Jahr erhoben wurden. Eine höhere Aufnahme von Emulgatoren stand in einem positiven Zusammenhang mit Glykoproteinacetylierung, einem entzündlichen Biomarker im Serum. 

Eine ebenfalls von Whelan zitierte Pilotstudie zur kontrollierten Ernährung bei gesunden Teilnehmenden untersuchte die Auswirkungen des CMC-Konsums auf die Darmmikrobiota und die Darmgesundheit. Sie ergab, dass der CMC-Konsum postprandiale Bauchbeschwerden mäßig verstärkte und sowohl die Zusammensetzung der Darmmikrobiota als auch das Metabolom des Stuhls nachteilig veränderte.

Die Auswirkungen von Emulgatoren auf den Darm von Personen mit Morbus Crohn (CD) sind laut Whelan nicht eindeutig. In einer kürzlich durchgeführten Studie wurden 24 Patientinnen und Patienten mit CD nach dem Zufallsprinzip einer vierwöchigen gesunden Ernährung mit hohem oder niedrigem Emulgatoranteil zugewiesen. Bei den Teilnehmern, die die Studie abschlossen, verringerte sich die Darmwanddicke bei der HED um 34 % und bei der LED um 15 %. Die Lebensqualität und die Müdigkeit verbesserten sich bei beiden Diäten, wobei es keine statistisch signifikanten Unterschiede in den Ergebnissen zwischen den Diäten gab. „Im Rahmen einer gesunden Ernährung hatte der Emulgatorgehalt keinen Einfluss auf die Krankheitsaktivität über einen Zeitraum von 4 Wochen bei Patientinnen und Patienten mit CD.“ Daher „werden Empfehlungen, Emulgatoren bei Personen mit aktiver CD zu vermeiden, nicht unterstützt“, so die Forscher. 

Andererseits ergab eine Studie aus dem Jahr 2017, dass der Emulgator Carrageen einen negativen Einfluss auf Menschen mit Colitis ulcerosa haben kann. Für die Studie erklärten sich 12 Teilnehmende mit Colitis ulcerosa in Remission bereit, den Emulgator für bis zu 12 Monate aus ihrer Ernährung zu streichen. Sie wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um während des gesamten Studienzeitraums täglich eine Kapsel mit Carrageen oder eine Placebo-Kapsel einzunehmen. Drei der fünf Teilnehmenden, die Carrageen einnahmen, erlitten einen Rückfall, während dies bei keinem der Personen, die Placebo einnahmen, der Fall war. „Die Einnahme von Carrageen trug zu einem früheren Rückfall bei Teilnehmenden mit Colitis ulcerosa in Remission bei. Die Einschränkung der Carrageen-Zufuhr über die Nahrung könnte für Menschen mit Colitis ulcerosa von Vorteil sein“, schlussfolgerten die Forscher. 

Whelan und Kollegen führten die ADDapt-Studie durch, in der 154 Patientinnen und Patienten mit CD nach dem Zufallsprinzip entweder 8 Wochen lang täglich 3 Snacks ohne Emulgatoren und Lebensmittellieferungen mit emulgatorfreien Lebensmitteln (Interventionsgruppe) oder ähnliche Lebensmittel und Snacks mit Emulgatoren (Kontrollgruppe) erhielten. Beide Gruppen erhielten Ernährungsberatung, Ernährungsressourcen, mobile Apps zur Unterstützung beim Einkaufen, und die Supermarktlieferungen machten 25 % ihrer Lebensmittel aus. Die von der Kontrollgruppe konsumierten Emulgatoren waren Carrageen, CMC und Polysorbat 80. Die Ergebnisse zeigten, dass im Vergleich zu den Teilnehmenden in der Kontrollgruppe diejenigen in der Interventionsgruppe mehr als doppelt so häufig eine Remission erlebten und mehr von ihnen eine 50-prozentige Verringerung des Calprotectins im Stuhl aufwiesen – ein objektives Maß für Entzündungen. „Wir haben festgestellt, dass die emulgatorarme Ernährung bei der Behandlung von leicht bis mittelschwerer aktiver Morbus Crohn wirksam war“, kommentierte Whelan. 

Er und seine Kollegen werden „laufende mechanistische Analysen“ durchführen, um die Auswirkungen der LED auf die Darmmikrobiota und die Permeabilität zu untersuchen, sagte er. „Es ist klar, dass weitere Studien am Menschen erforderlich sind, um die Auswirkungen einer langfristigen Emulgator-Exposition bei gesunden Personen sowie bei Menschen mit Erkrankungen, die durch einen chronischen entzündlichen Zustand des Darms gekennzeichnet sind, zu untersuchen“, fügte Whelan hinzu.

Manche Menschen, insbesondere solche mit Magen-Darm-Erkrankungen, entscheiden sich möglicherweise dafür, ihre Emulgatoraufnahme zu reduzieren. Die Einhaltung einer LED hat sich als durchführbar und potenziell vorteilhaft erwiesen. Dies ist besonders dann möglich, wenn die Betroffenen Beratung und Unterstützung erhalten, wie Whelan und Kollegen in einer Studie aus dem Jahr 2020 mit CD-Patienten gezeigt haben, denen es gelang, zwei Wochen lang auf Emulgatoren zu verzichten. „Die Unterstützung, die die Teilnehmer erhielten, förderte ihre Compliance“, kommentierte Whelan. 

Camilleri empfiehlt, „fettreiche und stark verarbeitete Lebensmittel zu vermeiden, die die Darmbarriere schädigen, und stattdessen Lebensmittel zu essen, die die Barriere schützen, wie beispielsweise die mediterrane Ernährung anstelle der westlichen Ernährung.“ Er wies darauf hin, dass die mediterrane Ernährungsweise den Schwerpunkt auf gesunde ungesättigte Fette (z. B. Olivenöl und Nüsse), pflanzliche Lebensmittel (Obst, Gemüse und Vollkornprodukte) und magere Proteinquellen (z. B. Fisch, Hülsenfrüchte) legt, die sich alle „positiv auf die Darmfunktion und die Darmbarriere auswirken“. 

Auf der Grundlage der derzeit verfügbaren Forschungsergebnisse sagte Whelan: „Es ist noch zu früh, um umfassende neue öffentliche Richtlinien zu erlassen, die Emulgatoren weiter einschränken, oder klinische Empfehlungen auszusprechen, den Verzehr von Lebensmitteln mit Emulgatoren gänzlich zu vermeiden. Ärztinnen und Ärzte können ihren Patientinnen und Patienten dennoch raten, den Anteil stark verarbeiteter Lebensmittel zu reduzieren, was sich positiv auf die allgemeine Gesundheit und insbesondere auf die Darmgesundheit auswirkt.“