Ballaststoffe sind alles andere als Ballast

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Unter dem Begriff “Ballaststoffe” verbirgt sich eine Reihe an verschiedenen Kohlenhydratabkömmlingen, die sich in Aufbau, Wirkungsweise und Vorkommen in Lebensmitteln unterscheiden. Noch im 18. Jahrhundert als Ballast in der täglichen Ernährung verschmäht, begann in den 70er Jahren eine wissenschaftliche Neubewertung der unverdaulichen Nahrungsbestandteile. Heute ist klar: Ballaststoffe besitzen aufgrund ihrer vielfältigen Effekte im gesamten Magen-Darm-Trakt ein hohes präventives und therapeutisches Potenzial. Wir haben uns die heterogene Stoffgruppe mal etwas genauer angeschaut.

Eigenschaften und Klassifizierung

Für den Begriff der Ballaststoffe gibt es nach wie vor keine international einheitliche Definition. Allen gemein ist jedoch, dass es sich bei Ballaststoffen um Substanzen handelt, die im Dünndarm enzymatisch nicht gespalten und im Dickdarm ganz oder teilweise fermentiert werden. Die auch als Nahrungsfasern bekannten Verbindungen lassen sich nach verschiedenen Aspekten unterteilen. Chemisch gesehen handelt es sich fast immer um Kohlenhydratpolymere. Hier werden Abkömmlinge von Disacchariden (Zweifachzuckern), Oligosacchariden (Mehrfachzuckern) und Polysacchariden (Vielfachzuckern) unterschieden. Letztere werden zudem in Nicht-Stärke-Polysaccharide und Stärkeabkömmlinge eingeteilt. Nicht von Polysacchariden abstammend sind die beiden Ausnahmen Lignin und Cutin. Neben natürlichen Substanzen gibt es zudem künstlich hergestellte Vertreter.

Weitere Unterscheidungsmerkmale sind die Wasserlöslichkeit (wasserlösliche und wasserunlösliche Ballaststoffe) sowie Wasserbindefähigkeit, die Fermentierbarkeit oder auch die elektrische Ladung. Lösliche Ballaststoffe können als viskose und gelbildende Substanzen den Stoffwechsel von Glukose und Fetten beeinflussen. Unlösliche Ballaststoffe hingegen quellen auf und beeinflussen dadurch in erster Linie die Darmfunktion sowie -aktivität. Die insgesamt sehr heterogene Gruppe an Substanzen weist also unterschiedliche Funktionen und Wirkungsweisen auf, die sich gegenseitig nicht ersetzen können, aber im Körper synergistisch agieren. Da einige Vertreter ganz oder teilweise von den Dickdarmbakterien verstoffwechselt werden können, wird der durchschnittliche Energiegehalt mit 2 kcal pro Gramm Ballaststoff angegeben.

Effekte im Körper

Ballaststoffe wirken ausschließlich im Magen-Darm-Trakt. Durch die angeregte Bildung von Substanzen, die den gesamten Stoffwechsel beeinflussen können, wirken Nahrungsfasern indirekt systemisch.

In der Mundhöhle bewirken feste Nahrungsfasern eine verstärkte Kautätigkeit. Das verbessert die Einspeichelung der Nahrung und reduziert durch die puffernde Wirkung deren Säurelast. Dieser Wirkmechanismus könnte ein Grund für die in Studien beobachtete bessere Zahngesundheit von Menschen mit hoher Ballaststoffaufnahme sein [And 2009]. Zudem wird Glukose langsamer aus dessen kohlenhydratreichen Verbindungen gespalten.

Im Magen binden Ballaststoffe Flüssigkeit, wodurch sich das Volumen des Nahrungsbreies (Chymus) vergrößert. Die hierdurch bewirkte Dehnung der Magenwand verstärkt ausgelöste Sättigungssignale [Kri 2011]. Zudem erhöht sich die Verweildauer des Chymus, was die Sättigungswirkung zusätzlich verlängert [Per 2001].

Durch die zunehmende Wasserbindung im Dünndarm nimmt das Volumen weiter zu, was die Darmperistaltik anregt. Während wasserlösliche Ballaststoffe die Transitzeit eher verlängern, verkürzen wasserunlösliche diese [Vin 1995]. Hierdurch sinkt die Kontaktzeit mit Giftstoffen und Toxinen. Außerdem werden Gallensäuren gebunden und ausgeschieden und damit nicht rückresorbiert [Gun 2010]. Dadurch wird unter anderem die Neubildung von sekundären Gallensäuren stimuliert. Das hierfür benötigte Cholesterin wird dem Cholesterinpool des Körpers entzogen. Das könnte eine Erklärung für die in wissenschaftlichen Untersuchungen beobachteten niedrigeren Cholesterinspiegel infolge eines hohen Ballaststoffkonsums sein [Gun 2010]. Weniger erwünscht ist indes die Bindung und Ausscheidung von Mineralstoffen [Gre 1999].

Kohlenhydratverbindungen werden durch Ballaststoffe schwerer von Enzymen angreifbar, was deren Aufnahmemenge und -geschwindigkeit reduziert. Dadurch fällt der Blutzuckeranstieg nach dem Essen geringer aus und verlängert die Sättigungswirkung. Auch eine in Studien beobachtete verbesserte Insulinantwort wird mit diesem Mechanismus in Verbindung gebracht. Die einzelnen Verbindungen bewirken allerdings unterschiedlich starke Effekte. Am wirksamsten sind wasserlösliche Substanzen, die die Glukoseaufnahme durch die Ausbildung von Gelen stärker vermindern. In einigen Studien konnte eine direkte Hemmung von Verdauungsenzymen durch Nahrungsfasern beobachtet werden [Dun 1981]. Nachfolgende Untersuchungen konnten das aber nicht bestätigen.

Gelangen Ballaststoffe in den Dickdarm, werden diese von den dort ansässigen Darmbakterien fermentiert. Dabei werden unter anderem kurzkettige Fettsäuren gebildet, die vielfältige Wirkungen im Körper entfalten (dazu mehr in einem separaten Beitrag) [Bir 2010]. So sinkt unter anderem der pH-Wert, in dessen Folge das Wachstum krankhafter Keime vermindert wird. Durch die Bildung antimikrobiell wirkender Stoffe wird dieser Effekt verstärkt. Weiterhin wurde ein positiver Effekt auf die Schleimproduktion beschrieben. Die kurzkettigen Fettsäuren dienen zudem der Energieversorgung physiologischer Darmbakterien und der Differenzierung und dem Wachstum der Darmschleimhautzellen [Top 2001]. Die durch Ballaststoffe in der Nahrung geförderten und profitierenden Bifidobakterien stimulieren zudem verschiedene Immunparameter.

Präventives und therapeutisches Potenzial (Literatur bei [Str 2018])

Adipositas und Übergewicht

Bereits der Engländer Heaton wies auf die Bedeutung von ballaststoffreichen Lebensmitteln für das Zustandekommen des Sättigungsgefühls und damit der Prävention von Übergewicht hin. Er zeigte beispielsweise, dass Äpfel im Vergleich zu Apfelsaft ein höheres Sättigungspotenzial besitzen. Kohlenhydrate werden nach weitgehender Entfernung der Ballaststoffe indes schneller resorbiert (erhöhte postprandiale Blutzucker- und Plasma-Insulinkonzentrationen). Studien zeigten einen inversen Zusammenhang zwischen der verzehrten Ballaststoffmenge und dem Auftreten von Übergewicht.

Gallensteine

Nahrungsfasern besitzen die Fähigkeit, Gallensäuren zu binden und auszuscheiden. Infolgedessen werden neue Gallensäuren aus Cholesterin gebildet. So kann eine Anreicherung von Cholesterin in der Galle, einem der Auslöser von Cholesteringallensteinen, vermindert werden.

Diabetes mellitus und Insulinresistenz

Eine verbesserte Insulinantwort, eine geringere und langsamere Aufnahme von Glukose aus der Nahrung und ein positiver Einfluss auf die Gewichtsabnahme sind Effekte von Ballaststoffen, die das Risiko für eine Diabeteserkrankung reduzieren. Bei Diabetikern sank durch eine höhere Ballaststoffzufuhr der HbA1c-Wert langfristig leicht ab.

Dickdarmkrebs

Eine Untersuchung mit fast 300.000 Männern und 200.000 Frauen zeigte, dass mit einem hohen Ballaststoffverzehr das Risiko für Dickdarmkrebs sinkt. Durch die verkürzte Transitzeit (insbesondere durch unlösliche Ballaststoffe) und das höhere Stuhlvolumen verringert sich die Kontaktzeit von Karzinogenen mit der Darmschleimhaut. Teilweise binden sich die Karzinogene an Ballaststoffe. Ein hoher Ballaststoffverzehr fördert zudem die physiologische Mikroflora. Die kurzkettige Fettsäure Butyrat, die beim Abbau von Ballaststoffen im Dickdarm gebildet wird, weist antikanzerogene Eigenschaften auf. Häufig ist ein hoher Ballaststoffverzehr auch mit einem erhöhten Konsum an Vitaminen, Mineralstoffen und sekundären Pflanzenstoffen verbunden, die antikanzerogene Eigenschaften besitzen.

Divertikulose und Divertikulitis

Mitauslöser für die Entstehung der Wandausstülpungen (Divertikel) ist der erhöhte Innendruck im Dickdarm (Kolon) als Folge eines langjährigen geringen Stuhlvolumens. Das Stuhlvolumen wiederum wird maßgeblich durch die Ballaststoffzufuhr über die Nahrung beeinflusst. Die Rückbildung bereits bestehender Divertikel ist mit diätetischen Maßnahmen nicht möglich. Jedoch kann durch einen erhöhten Ballaststoffkonsum die Entzündung der Divertikel (Divertikulitis) gehemmt werden.

Fettstoffwechselstörungen

Wasserlösliche Ballaststoffe unterstützen die Senkung des LDL-Cholesterins. Dabei sind die besten Effekte für Beta-Glukan, Pektin, Guar und Psyllium beschrieben [The 2008]. Mit Leinsamen konnte das Gesamt- und LDL-Cholesterin deutlich gesenkt werden. Allerdings zeigte sich dieser Effekt nur, wenn die Körner verzehrt wurden, nicht aber bei Leinöl [Pan 2009]. Die HDL-Cholesterin- und Triglyzeridwerte werden durch Ballaststoffe hingegen nicht beeinflusst. Über welche Mechanismen Ballaststoffe den Cholesterinspiegel beeinflussen, ist noch nicht vollständig geklärt. Die derzeit gängigste Theorie besagt, dass Nahrungsfasern Gallensäuren im Dünndarm binden, wodurch diese nicht wieder aufgenommen, sondern ausgeschieden werden. Folglich ist der Körper gezwungen, erneut Gallensäuren aus Cholesterin herzustellen, wodurch Cholesterin aus dem Körperpool verbraucht wird. Denkbar ist jedoch auch, dass Ballaststoffe durch die Wasserbindung eine Art Wasserbarriere bilden, welche die Aufnahme der Mizellen und somit die Fett-, Cholesterin- und Gallensäureaufnahme im Dünndarm behindert. Inwiefern die beim bakteriellen Abbau von Ballaststoffen anfallenden kurzkettigen Fettsäuren einen blutfettsenkenden Einfluss haben, ist beim Menschen bislang schlecht untersucht.

Hypertonie und koronare Herzerkrankungen

Laut der Nurses Health Study und der Health Professionals’ Follow-up Study mit Kontrolle von insgesamt 115.000 Frauen und Männern über 14 bzw. 8 Jahre vermindert ein hoher Ballaststoffverzehr das Risiko für einen ischämischen Insult (Schlaganfall). Zudem kann sich ein erhöhter Blutdruck durch einen gesteigerten Konsum normalisieren. Die Effekte sind insgesamt aber eher gering. Eine ballaststoffreiche Ernährungsweise bewirkte nach mehr als 8 Wochen allgemein eine Reduktion um 1,2 mmHg (systolisch) bzw. 1,7 mmHg (diastolisch), während speziell bei Hypertonikern der Effekt deutlicher war (-6,0 mmHg systolisch und -4,2 mmHg diastolisch) [And 2009]. Das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen nimmt zudem durch die Effekte auf den Zucker- und Fettstoffwechsel sowie die Unterstützung einer Gewichtsabnahme bei bestehendem Übergewicht ab.

Obstipation

Die bei Obstipation verlängerte intestinale Transitzeit beruht unter anderem auf einem geringen Stuhlvolumen bzw. Stuhlgewicht infolge einer niedrigen Ballaststoffzufuhr. Ist das der Fall, lässt sich das Stuhlgewicht durch einen erhöhten Ballaststoffkonsum optimieren [McR 2000]. Zusätzlich stimulieren verschiedene beim bakteriellen Abbau von Ballaststoffen entstehende Substanzen die Darmbeweglichkeit, was den Stuhlgang zusätzlich fördert.

Entzündliche Darmerkrankungen und Reizdarmsyndrom

Der höhere Zucker- und Weißmehlkonsum korreliert häufig mit einem geringeren Ballaststoffverzehr. Umgekehrt sinkt vermutlich mit zunehmendem Konsum ballaststoffreicher Nahrungsmittel das Risiko, an Morbus Crohn, Colitis ulzerosa oder dem Reizdarmsyndrom zu erkranken. Als mögliche protektive Mechanismen werden eine verminderte Produktion an TNF-alpha sowie andere Entzündungsbotenstoffe angeführt. Ballaststoffe dienen der natürlichen Dickdarmflora als Nährsubstrate und werden unter anderem zu kurzkettigen Fettsäuren (Butyrat, Propionat, Azetat) abgebaut. Diese hemmen die Freisetzung von Entzündungsbotenstoffen wie Interleukinen (IL-6, IL-8). Der derzeitige Kenntnisstand reicht jedoch nicht aus, um einen erhöhten Ballaststoffverzehr bei entzündlichen Darmerkrankungen anzuordnen, insofern dieser bei den derzeitigen Empfehlungen liegt. Ballaststoffen aus Gemüse und Obst sollte gegenüber Vollkornprodukten der Vorrang gegeben werden, da insbesondere Weizenvollkornprodukte entzündliche Prozesse im Darm fördern können. Des Weiteren sind Leinsamen oder Weizenkleie (auf Flüssigkeitszufuhr achten) empfehlenswert.

Vorkommen und Zufuhrempfehlungen

Ballaststoffe kommen insbesondere in Gemüse, Hülsenfrüchten, Obst, Pilzen, Nüssen sowie Vollkorn-Getreideprodukten vor.

Derzeit existieren keine einheitlichen Zufuhrempfehlungen für Ballaststoffe. Der Bedarf ist individuell und abhängig von der jeweiligen Stoffwechselsituation. Evolutionsbedingt ist der Mensch an eine verhältnismäßig hohe Ballaststoffzufuhr gewöhnt (Nährstoffdichte). Mit zunehmendem Alter sinkt jedoch die Verträglichkeit.

Der Richtwert liegt bei etwa 30 g (DACH-Referenzwerte) bzw. 25 g (WHO-Empfehlungen) Ballaststoffen täglich für Männer und Frauen. Unterschiedliche Zufuhrempfehlungen beruhen auf verschiedenen Analysemethoden der Ballaststoffe bzw. der jeweiligen Definitionen für Ballaststoffe. Aufgrund unzureichender wissenschaftlicher Erkenntnisse fehlen Zufuhrempfehlungen für Kinder.

Ballaststoffreiche Gemüse- und Obstsorten sowie Nüsse, Samen und Pilzen sollten gegenüber kohlenhydratreichen Nahrungsmitteln aus Weizenvollkorn wie Brot, Nudeln oder Backwaren bevorzugt werden. Vollkornprodukte aus Hafer, Roggen oder Gerste enthalten gegenüber Produkten aus Weizenvollkorn keine bzw. weniger potenziell darmschädigende Substanzen wie Lektine, Phytate, ATIs oder Gluten. Während Zellulose und Hemizellulosen vor allem in Getreideprodukten enthalten sind, kommen Pektin oder Inulin auch in Gemüse und Obst in nennenswerten Mengen vor.

Praktische Aspekte

Ballaststoffe sind in der Lage, das bis zu 100-fache ihres Eigengewichtes an Wasser zu binden. Aus diesem Grund ist es wichtig ausreichend zu trinken, besonders wenn zusätzliche Ballaststoffe zur Regulation der Verdauungstätigkeit und zur Auflockerung des Stuhls eingenommen werden. Bei Flüssigkeitsmangel kann sich der Verdauungsbrei verhärten, was zu einer Verstopfung (Obstipation) führen kann.

Ob täglich 30 g Ballaststoffe nötig sind, um Krankheiten vorzubeugen, lässt sich wissenschaftlich nicht belegen. Maßgeblich sind immer individuelle Faktoren. Die Gesundheit lässt sich weder an einer einzelnen Nährstoffgruppe messen, noch lässt sich die Ballaststoffqualität in hochverarbeiteten Getreideprodukten mit Sicherheit als gut bewerten. Wer regelmäßig Gemüse, ab und zu Hülsenfrüchte sowie Obst und hin und wieder ein Vollkornprodukt auf den Speiseplan stellt, dürfte ausreichend mit Ballaststoffen versorgt sein. Bei Vorliegen von Erkrankungen oder Risikofaktoren kann die gesundheitsfördernde Menge jedoch höher liegen.

Ballaststoffe beeinflussen ebenso die Resorption von Arzneistoffen. Daher wird grundsätzlich empfohlen, Arzneimittel zeitlich versetzt zu den Mahlzeiten einzunehmen.

Downloads

Unseren Mitgliedern stehen einige Unterlagen zum Thema als Download zur Verfügung. Diese sind zum Teil auch in unserem Medienshop erhältlich.

Nährstoffe Ballaststoffe sind alles andere als Ballast  Infokarten Ballaststoffe
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Nährstoffe Ballaststoffe sind alles andere als Ballast  Miniposter Ballaststoffe
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4 thoughts on “Ballaststoffe sind alles andere als Ballast”

  1. Hallo!
    Zum Thema Resorption von Arzneistoffen: Nach meiner Erfahrung ist das Gegenteil der Fall, mir wurde bei Arzneistoffen (fast?) immer empfohlen, sie zu den Mahlzeiten einzunehmen, um die Magenschleimhaut zu schonen.
    Liebe Grüße,
    Gerit

  2. Das ist gut möglich – die Empfehlungen zu Arzneimitteln sind von Wirkstoff zu Wirkstoff sehr unterschiedlich. Daher empfehlen wir grundsätzlich, die Packungsbeilage zu lesen. Die Empfehlung in diesem Text bezog sich zudem ausschließlich auf eine sehr ballaststoffreiche Kost. Insofern ist dies also immer im Einzelfall zu betrachten.

  3. Hallo,
    danke für den detaillierten Beitrag.

    Ich habe noch eine Frage zu folgendem Abschnitt CED/Reizdarm:
    “Ballaststoffen aus Gemüse und Obst sollte gegenüber Vollkornprodukten der Vorrang gegeben werden, da insbesondere Weizenvollkornprodukte entzündliche Prozesse im Darm fördern können. Des Weiteren sind Leinsamen oder Weizenkleie (auf Flüssigkeitszufuhr achten) empfehlenswert.”

    Wieso ist Weizenkleie trotz Förderung entzündlicher Prozesse von Weizenvollkornprodukten empfehlenswert?

  4. Das ist in der Tat schwierig. Weizenkleie ist als Ballaststoffquelle hervorragend – vor allem, weil es in geringen Mengen schon große Wirkung zeigen kann. Bei Darmproblemen allerdings ist Weizenkleie nicht die beste Wahl, da natürlich auch hier reizende und entzündungsfördernde Substanzen enthalten sind. Das hängt unter anderem auch von der Behandlung während der Herstellung ab. Grundsätzlich ist bei entzündlichen Darmerkrankungen von Weizenkleie in größeren Mengen eher abzuraten. Aber auch hier gilt: im Einzelfall entscheiden.

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