Probiotika für Schweine. DFG-Forschergruppe untersucht Wirksamkeit und Wirkungsweise

Wer kennt sie nicht: Probiotika und links- oder rechtsdrehende Milchsäuren? Heutzutage sind Hinweise auf probiotische Bakterienkulturen auf Milchprodukten im Kühlregal kaum mehr wegzudenken. Die positive Wirkung dieser Mikroorganismen auf den menschlichen Organismus wird als längst bewiesen betrachtet. Aber sind Probiotika genauso gesund für die Tierwelt? Können sie etwa eine Alternative zur Verabreichung von Antibiotika im Futter sein und über die Beeinflussung der Darmflora die Gesundheit von Schweinen, Kälbern und Geflügel fördern und damit die Verwendung von Antibiotika reduzieren? Mit diesen Fragen beschäftigt sich für die nächsten drei Jahre ein Team von Wissenschaftlern am Fachbereich Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) als Forschergruppe geförderte Projekt Integrative Analyse der Wirkungsmechanismen von Probiotika beim Schwein vereint Wissenschaftler aus fünf Fachgebieten der Veterinärmedizin, so dass eine umfangreiche und interdisziplinäre Analyse gewährleistet ist. Geleitet wird die DFG-Forschergruppe von Prof. Dr. Ortwin Simon vom Institut für Tierernährung.

Das Probiotikakonzept ist annähernd hundert Jahre alt und geht auf den Nobelpreisträger Elie Metschnikoff zurück, der nach einer Erklärung für die auffällig hohe Lebenserwartung einer Bevölkerungsgruppe in Bulgarien gesucht hat. Als Besonderheit stellte er in der Ernährungsweise einen hohen Konsum an fermentierten Milchprodukten fest. Auf dieser Basis begründete er seine These, dass die in Joghurt enthaltenen Bakterien in der Lage sind, Fäulnisprozesse im Darm zu unterdrücken und einer Arteriosklerose entgegen zu wirken.

Im Bereich der Lebensmittelforschung wurde mit Hilfe dieser Theorie das Probiotikakonzept entwickelt. Ob dieses Konzept auch in der Tierernährung anzuwenden sei, wurde in den beiden vergangenen Jahrzehnten untersucht. Am Fachbereich Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin werden bereits seit mehreren Jahren Forschungsarbeiten über Probiotika durchgeführt. Wesentlicher Befund dieser Untersuchungen ist die beobachtete Hemmung des Wachstums von Enterobakterien im Verdauungstrakt von Ferkeln sowie weitere Veränderungen in der mikrobiellen Besiedlung. Aber auch für Geflügel und Kälber ist in der überwiegenden Zahl von Untersuchungen die Wirksamkeit dieser Zusatzstoffe gezeigt worden. Trotzdem liegt ein gesichertes Wissen über die Wirkungsweise von Probiotika bislang noch nicht vor.

Dieser Unsicherheit will die Forschergruppe nun entgegenwirken. Sie hat deshalb das Konzept für ein interdisziplinäres Forschungsprojekt Integrative Analyse der Wirkungsmechanismen von Probiotika beim Schwein erarbeitet und im Juli 2001 vom Hauptausschuss der DFG die Zustimmung zur Einrichtung einer Forschergruppe erhalten. Das Projekt besteht aus fünf Teilen, die den fünf Fachgebieten der Antragsteller zuzuordnen sind. In allen Teildisziplinen ist der Einsatz modernster Analysentechniken vorgesehen. Der Forschergruppe gehören an: Prof. Ortwin Simon (Sprecher der Forschergruppe) und Dr. Wilfried Vahjen (beide Institut für Tierernährung), Prof. Karl Dietrich Weyrauch (Institut für Veterinär-Anatomie), Prof. Holger Martens (Institut für Veterinär-Physiologie), Prof. Lothar H. Wieler (Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen) und Prof. Michael F. G. Schmidt (Institut für Immunologie und Molekularbiologie).

Mit der Bewilligung durch die DFG steht der Forschergruppe eine gute personelle und finanzielle Ausstattung zur Umsetzung des Vorhabens für zunächst drei Jahre zur Verfügung. Darüber hinaus hat die Leitung der Freien Universität notwendige Ergänzungen der Grundausstattung für die Forschergruppe zugesichert und damit wesentlich zur Befürwortung des Antrages beigetragen.
Die Arbeiten am Institut für Tierernährung der Freien Universität haben zu der Erkenntnis geführt, dass die Wirkungsmechanismen der Probiotika wesentlich komplexer sind als ursprünglich angenommen und dass sie mit klassischen Methoden der Tierernährung und der Mikrobiologie nicht erforscht werden können. Es ergab sich also die Notwendigkeit, mit neuen Methoden die Darmflora und deren Wechselwirkung mit der Darmschleimhaut besser zu erforschen. Auch verschiedene Befunde aus der Anatomie und Immunologie weisen auf morphologische, histologische und funktionelle Veränderungen der Darmschleimhaut sowie des Immunsystems hin. Demnach kann die Forschungsproblematik nur interdisziplinär erfolgreich bearbeitet werden.

Die bisherige Forschung zu den Wirkungsmechanismen von Probiotika konzentriert sich auf Lactobacillus-Arten, die zwar in der Humanernährung eine herausragende, dagegen aber in der Tierernährung nur eine untergeordnete Rolle spielen. Daher sind Ergebnisse aus der Probiotikaforschung im Humanbereich nur bedingt auf die Tierernährung übertragbar. Bei den probiotischen Keimen, die als Futterzusatzstoffe vorläufig zugelassen sind, handelt es sich um Arten der Bakteriengattungen Enterococcus (natürliches Vorkommen im Verdauungstrakt) bzw. Bacillus (natürliches Vorkommen im Boden) und um Stämme der Hefe Saccharomyces cerevisiae (natüliches Vorkommen auf z.B. Früchten), die auch als Brau-, Brenn- und Backhefe verwendet wird. Im Verlauf des Projektes sollen exemplarisch Vertreter dieser drei Mikroorganismengruppen untersucht werden, wobei auf Grund der Verschiedenartigkeit dieser Organismen auch unterschiedliche Wirkungsmechanismen erwartet werden.

Bei der praktische Anwendung von Probiotika als Futterzusatzstoff hat der Verbraucherschutz Priorität. Die Zulassung von Mikroorganismen wird von der Europäischen Kommission geregelt. Neben dem Nachweis der Wirksamkeit müssen auch Nachweise für die Sicherheit erbracht werden. Probiotika dürfen die Gesundheit des Wirtes und der Personen, die mit dem Präparat umgehen, nicht beeinträchtigen. Sie müssen apathogen sein, das heißt, sie dürfen keine Krankheiten hervorrufen, und sie dürfen keine Toxine produzieren. Ferner dürfen sie nicht invasiv sein. Eine Förderung der Resistenzausbildung von Mikroorganismen gegenüber Antibiotika durch den Einsatz von Probiotika ist ebenfalls auszuschließen. Erst wenn all diese Tests positiv verlaufen sind, erhalten Probiotikapräparate eine definitive Zulassung als Futterzusatzstoff. Tiefgründige Kenntnisse über die Wirkungsmechanismen werden weiter zur Verbrauchersicherheit beitragen.

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:
Prof. Dr. Ortwin Simon, 
Institut für Tierernährung der Freien Universität Berlin, 
Brümmerstr. 34, 
14195 Berlin, 
Tel.: 030 / 838-52256, 
E-Mail: osimon@zedat.fu-berlin.de

Dr. Wilfried Vahjen, 
Institut für Tierernährung der Freien Universität Berlin, 
Brümmerstr. 34, 
14195 Berlin, 
Tel.: 030 / 838-55583, 
E-Mail: vahjen@zedat.fu-berlin.de