Emulgatoren: Wie schädigen sie die Darmbarriere?

Emulgatoren in Lebensmittel werden schon lange kontrovers diskutiert. Eine neue Studie 1) des Swiss Institute for Allergy and Asthma Research (SIAF) lieferte nun jedoch den Nachweis, dass Emulgatoren die Darmbarriere massiv schädigen können und das dosisabhängig. Damit stützten die Studienergebnisse auch die kürzlich vom SIAF veröffentlichte Epithelbarriere-Hypothese, die einen Zusammenhang zwischen mehreren chronisch entzündlichen Erkrankungen und einer gestörten Epithelbarriere herstellt. MeinAllergiePortal sprach mit Prof. Dr. med. Cezmi A. Akdis, Universität Zürich und Schweizerisches Institut für Allergie- und Asthmaforschung (SIAF) über die Frage, ob wir uns krank essen.

Autor: Sabine Jossé M.A.

Interviewpartner: Prof. Dr. med. Cezmi A. Akdis

Herr Prof. Akdis, wozu braucht man in Lebensmitteln Emulgatoren?

Emulgatoren sind Hilfsstoffe, die dazu dienen, zwei nicht miteinander mischbare Flüssigkeiten, zum Beispiel Öl und Wasser, zu einem homogenen Gemisch, einer sogenannten Emulsion, zu verbinden und auch zu stabilisieren. Deshalb werden Emulgatoren von der Lebensmittelindustrie gerne eingesetzt. Aber auch zur Stabilisierung von Aromen und zur Verbesserung der Haltbarkeit von Lebensmitteln werden Emulgatoren verwendet.

Seit wann werden Emulgatoren in Lebensmitteln eingesetzt?

Seit Mitte des 20. Jahrhunderts ist der Verbrauch von verarbeiteten Lebensmitteln, die Emulgatoren enthalten, stark angestiegen. Emulgatoren gehören mittlerweile zu den am häufigsten verwendeten Lebensmittelzusatzstoffen. Wichtig zu wissen ist: Im gleichen Zeitraum stieg auch die Anzahl der Menschen, die an chronisch entzündlichen Erkrankungen leiden, sprunghaft an.

In welchen Lebensmitteln sind Emulgatoren enthalten?

Es gibt unendlich viele Lebensmittel, in denen Emulgatoren verwendet werden.

Getränke, die Emulgatoren enthalten können, sind zum Beispiel:

• Softdrinks
• Bier
• Sportlergetränke
• Milchmixgetränke

Süßspeisen, die Emulgatoren enthalten können sind zum Beispiel:

• Pudding
• Cremespeisen
• Kuchen
• Kekse
• Schokolade
• Fertigbackmischungen
• Marmelade
• Kaugummi
• Fruchtgelee

Pikante Speisen, die Emulgatoren enthalten können sind zum Beispiel:

• Margarine
• Saucen
• Dressings
• Mayonnaise
• Suppen
• Wurst
• Brot
• Blätterteigprodukte
• Knabbergebäck

Aber auch in Säuglingsanfangsnahrung werden Emulgatoren häufig eingesetzt.

Welche Emulgatoren werden von der Industrie in Lebensmitteln eingesetzt?

Zur Herstellung von Fertigprodukten werden zahlreiche Emulgatoren verwendet. Dazu gehören zum Beispiel nichtionische Tensid-Lebensmittelemulgatoren, einschließlich Polysorbate, wie Polysorbat 20 (P20, E432) und Polysorbat 80 (P80, E433). P20 and P80 ist in Lebensmitteln in Konzentrationen von bis zu 1 Prozent enthalten, was von den EU-Regulierungsbehörden in der Regel als sicher für den menschlichen Verzehr betrachtet wird.

Sie sagten, daß chronisch entzündliche Erkrankungen parallel zur Verwendung von Emulgatoren stark angestiegen sind, welche Erkrankungen gelten denn als chronisch entzündlich?

Es gibt viele Erkrankungen, bei denen eine chronische Entzündung besteht, unter anderem Allergien und Autoimmunerkrankungen.

Zu den chronisch entzündlichen Erkrankungen gehören zum Beispiel:

• Diabetes mellitus
• Adipositas
• Metabolisches Syndrom
• Morbus Crohn
• Colitis ulcerosa

Bei all diesen Erkrankungen hat man festgestellt, daß auch das Darmepithel, die Schleimhaut des Darmes, in ihrer Funktion gestört ist.

Was weiß man generell über den Zusammenhang zwischen Emulgatoren in Lebensmitteln, der Darmbarriere und chronisch entzündlichen Erkrankungen?

Der Zusammenhang zwischen Emulgatoren und chronisch entzündlichen Erkrankungen wurde in unterschiedlichen Studien untersucht und eindeutig festgestellt. Schon frühere In-vitro-Studien, also Studien im Reagenzglas, haben gezeigt, daß nichtionische Tensid-Lebensmittelemulgatoren, einschließlich Polysorbate, konzentrationsabhängige Auswirkungen auf die Durchlässigkeit, Funktionsfähigkeit und Vitalität von Darmzellen hatten. Sie führten zu einer erhöhten Durchlässigkeit für Bakterien und erhöhten die Absorption von Allergenen. Außerdem zeigte sich, daß Emulgatoren das Mikrobiom des Darmes auch direkt beeinflussen, indem sie die Entzündungsbereitschaft erhöhen und die Fähigkeit zur Faserfermentation, zur Verstoffwechslung von Ballaststoffen, verringern.

Darüber hinaus haben In-Vivo-Untersuchungen an Mäusen gezeigt, daß Emulgatoren bei Mäusen die Entstehung von Darmentzündungen fördern können, die Darmdurchlässigkeit und die Schleimhautstruktur stören und eine mikrobielle Dysbiose, eine Fehlbesiedlung des Darmes, auslösen.

Schließlich hat auch kürzlich eine doppelblinde, kontrollierte Ernährungsstudie an Menschen gezeigt, daß der Verzehr von Lebensmitteln, die Emulgatoren enthalten, mit einem Anstieg der Prävalenz chronisch entzündlicher Erkrankungen einhergeht, was unter anderem auf eine Beeinträchtigung der Darm-Mikrobiota zurückzuführen ist. Das bedeutet, die Bakterienzusammensetzung im Darm ist gestört. Was aus unserer Sicht fehlte, waren Studien zum direkten Einfluß von Emulgatoren in unterschiedlichen Konzentrationen auf die Genexpression.

Was haben Sie in Ihrer Studie zur Auswirkung von Emulgatoren auf die Darmbarriere konkret untersucht und wie sind Sie vorgegangen?

In unserer Studie haben wir systematisch den Einfluß zweier bekannter Lebensmittelemulgatoren – Polysorbat 20 (P20, E432) und Polysorbat 80 (P80, E433) – auf die Darmbarriere getestet. P20 und P80 werden in Konzentrationen von bis zu 1 Prozent in Eiscreme, Getränken, Dressings, Brot und Süßwaren zugesetzt. Dabei haben wir festgestellt, daß bereits Emulgator-Konzentrationen, deutlich unter den behördlich akzeptieren 1 Prozent, bereits einen dramatischen Effekt auf die Darmphysiologie haben. So wurde die Epithelbarriere durchlässig, das heißt, die Tight Junctions, das sind Strukturen zwischen den Mukosazellen der Darmschleimhaut und damit Teil der Darmbarriere, waren nicht mehr dicht. Weiter setzte ein programmierter Zelltod ein und bei den Epithelzellen wurde eine Entzündungskaskade angestoßen. Zusammenfassend kann man sagen: Die Emulgatoren P20 und P80 zeigen eine deutliche Zytotoxizität, das heißt, sie schädigen Zellen und Gewebe. Darüber hinaus beeinträchtigen Emulgatoren die Funktion und Integrität der Epithelbarriere bzw. der Darmepithelzellen dramatisch, es kommt zu einem sogenannten „Leaky Gut“.

Haben auch andere Emulgatoren, die in Nahrungsmitteln enthalten sind, negative Auswirkungen auf das Darmepithel?

Mehrere Lebensmittelemulgatoren und -zusatzstoffe wurden auf ihre schädlichen Wirkungen auf die Schleimhaut des Darms untersucht, und viele von ihnen zeigten konzentrationsabhängig, daß sie Zellen und Gewebe schädigen können.

Eine schädigende Wirkung zeigten unter anderem die folgenden Substanzen, die in Lebensmitteln verwendet werden:

• P20
• P60
• P80
• Carrageenan
• Mononatriumglutamat
• Stärkenanopartikel
• Titandioxid
• Allurarot
• Tartrazin

Konzentrationen von P20 und P80, die typischerweise in der Lebensmittelindustrie verwendet werden, und die tägliche Exposition von Menschen zeigten, dass diese beiden nichtionischen Tenside in hohen Dosen zytotoxisch, also zellschädigend, waren. Dies schädigt die Darmbarriere bzw. führt zu einem sogenannten „löchrigen Darm“, befördert Entzündungsreaktionen und beeinträchtigt die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms. Aber: Die Mechanismen, durch die diese Substanzen die Epithelbarriere des Darmes schädigen, sind noch nicht vollständig geklärt.

Herr Prof. Akdis, hezlichen Dank für dieses Interview!

Quellen:

1) Ismail Ogulur, Duygu Yazici, Yagiz Pat, Elif Naz Bingöl, Huseyn Babayev, Sena Ardicli, Anja Heider, Beate Rückert, Vanitha Sampath, Raja Dhir, Mubeccel Akdis, Kari Nadeau, Cezmi A. Akdis, Mechanisms of gut epithelial barrier impairment caused by food emulsifiers polysorbate 20 and polysorbate 80, Allergy, First published: 02 August 2023, https://doi.org/10.1111/all.15825

2) Akdis, Cezmi A., Does the epithelial barrier hypothesis explain the increase in allergy, autoimmunity and other chronic conditions?, Nature reviews, Immunology, 12.4.2021, https://www.nature.com/articles/s41577-021-00538-7

3) Zeynep Celebi Sozener, Betul Ozdel Ozturk, Pamir Cerci, Murat Turk, Begum Gorgulu Akin, Mubeccel Akdis, Seda Altiner, Umus Ozbey, Ismail Ogulur, Yasutaka Mitamura, Insu Yilmaz, Kari Nadeau, Cevdet Ozdemi, Dilsad Mungan, Cezmi A. Akdis, Epithelial barrier hypothesis: Effect of the external exposome on the microbiome and epithelial barriers in allergic disease, Allergy. 2022;77:1418–1449, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35108405/