Laut Definition der Weltgesundheitsorganisation (WHO) handelt es sich bei Mikrobiologika um lebende, nichtpathogene Mikroorganismen, die bei ausreichend hoher Zufuhr mit einem gesundheitlichen Nutzen für den Wirtsorganismus verbunden sind. Die meisten dementsprechenden Bakterienkulturen stammen aus der Gruppe der Milchsäurebakterien. Dabei handelt es sich um grampositive, kokken- oder stäbchenförmige, unbewegliche Bakterien, die aufgrund ihrer Stoffwechselaktivität Milchsäure produzieren. Die wichtigsten Vertreter der Milchsäurebakterien mit mikrobiologischer Relevanz zählen zur Gattung der Lactobazillen und Bifidobakterien. Bekannte Arten sind L. acidophilus, L. casei und L. rhamnosus sowie B. bifidum, B. breve und B. longum.
In Abhängigkeit ihrer Zusammensetzung lassen sich drei Arten von Mikrobiologika unterscheiden:
- Einfache Mikrobiologika bestehen aus nur einem Mikroorganismenstamm einer bestimmten Art bzw. Gattung.
- Mehrstämmige Mikrobiologika enthalten mehr als einen Stamm derselben oder einer verwandten Mikroorganismenart.
- Multi-Spezies-Mikrobiologika bestehen aus Stämmen verschiedener mikrobiologischer Arten, die einer oder mehreren Gattungen angehören.
Funktionen von Mikrobiologika
Biokulturen sind Bestandteile der intestinalen Mikrobiota (syn. Mikroflora oder Darmflora) des Menschen. Die Darmflora ist ein komplexes mikrobielles Ökosystem mit etwa 1014 (100 Billionen) Bakterien und übersteigt die Zahl der körpereigenen Zellen um das Zehnfache. Mit 1012 Bakterien je Milliliter ist die Bakteriendichte im Dickdarm am höchsten. Hier besiedeln die Keime die Darmoberfläche und bilden eine mikrobielle Barriere, die als exponierte Grenzschicht das Körperinnere von der Außenwelt (Darmlumen) selektiv abschirmt. Weitere Funktionen des intestinalen Mikrobioms umfassen:
- Intestinale Epithelbarriere. Darmepithelzellen bilden eine mechanische Barriere zwischen dem Darmlumen und dem Körperinnern. Über spezielle Proteinkomplexe, sogenannte Druckpunkte (tight junctions), sind die einzelnen Epithelzellen miteinander verbunden, überziehen den gesamten Dünn- und Dickdarm und erschweren so das Eindringen von Pathogenen (Keime und Toxine) in das Körperinnere.
- Darm-assoziiertes Immunsystem. Der Darm ist ein wichtiges Immunorgan; rund 80 % der B-Zellen und mehr als 60 % der T-Zellen des Organismus sind in der Darmschleimhaut lokalisiert. Auch existieren spezialisierte Darmepithelzellen („M-Zellen“), die Antigene aus dem Darmlumen erkennen und den in der Schleimhaut befindlichen, in Form von Lymphfollikeln organisierten Lymphozyten präsentieren.
- Metabolische Funktion. Darmkeime überführen unverdauliche Nahrungsbestandteile in lösliche, verwertbare Substanzen (z. B. Polysaccharide in Einfachzucker) und bauen Toxine pathogener Mikroorganismen ab. Daneben synthetisieren bestimmte Keime eine Reihe bioaktiver Substanzen, darunter Vitamine wie Biotin und Vitamin K.
Über diese Mechanismen beeinflusst das intestinale Mikrobiom nicht nur die Funktion des Darms, sondern entfaltet darüber hinaus systemische Effekte auf den Gesamtorganismus.
Gut zu wissen!
- Die biologischen Effekte der Darmkeime variieren von Gattung zu Gattung und sind i. d. R. stammspezifisch. Bei der Verwendung von Mikrobiologika empfehlen sich Multi-Spezies-Produkte. Hierbei können sich die einzelnen Stämme in ihren Eigenschaften ergänzen.
Information zur Produktionstechnologie
Qualitative Anforderungen
Die Fa. Intercell Pharma entwickelt und vertreibt seit 1998 Mikrobiologika und besitzt dadurch eine hervorragende Fachkenntnis auf diesem Gebiet. Durch unsere intensiven Forschungen und langjährige Erfahrung weisen unsere mikrobiologischen Präparate mehrere innovative, überlegene Eigenschaften auf und erfüllen alle qualitativen Kriterien, die an moderne Mikrobiologika gestellt werden.
Auswahl geeigneter Stämme
Unter dem Sammelbegriff „mikrobiologische Kulturen“ werden Bakteriengattungen (z. B. Bifidobakterien), Bakterienspezies (z. B. Bifidobacterium longum) und Bakterienstämme (z. B. Bifidobacterium longum IN-7) zusammengefasst, wenn für sie mikrobiologische Effekte nachgewiesen worden sind. Effekte von Mikrobiologika gehen immer von den individuellen Eigenschaften aus, die ein bestimmter Bakterienstamm besitzt, so dass sie nicht automatisch von anderen Stämmen zu erwarten sind. Zu den zentralen qualitativen Kriterien, die an einen mikrobiologischen Stamm gestellt werden, gehört der Nachweis seiner Überlebensfähigkeit sowohl im Magen-Darm-Trakt als auch im Endprodukt.
Natürliche Resistenz der Intercell-Stämme gegenüber Magen- und Gallensekreten
Bis auf wenige Ausnahmen reagieren mikrobiologische Stämme äußerst sensibel auf Magen- und Gallensekrete und verlieren ihre Lebensfähigkeit bzw. Aktivität sobald sie mit diesen Einflüssen in Berührung kommen. Anschließend können sie nur noch einen geringeren mikrobiologischen Effekt entfalten. Stämme mit einer natürlichen Resistenz überstehen die Magenpassage unbeschadet und zeichnen sich durch eine hohe Robustheit im Darm aus. Sie etablieren sich dauerhafter an der Darmwand und sind in der Lage nachteilige Mikroorganismen besser zu verdrängen. Alle Stämme werden deshalb vor ihrer Verwendung von der Fa. Intercell dahingehend getestet, ob sie ohne nennenswerte Keimzahlverluste über einen Zeitraum von drei Stunden stabil gegenüber den Magensäften bleiben.
Jeder einzelne Stamm erbringt dabei folgenden Nachweis:
- Kein nennenswerter Keimzahlverlust nach einer 3-stündigen Inkubation bei 37° C in einer Magensaftlösung mit pH 3,0 (entspricht dem im Mageninhalt anzutreffenden pH-Wert nach einer leichten Mahlzeit)
- Hohe Vermehrungsrate auch unter der Zugabe von Gallenflüssigkeit in einer Konzentration von 10 %
Dadurch kommen ausschließlich besonders widerstandsfähige, effektive mikrobiologische Kulturen zum Einsatz. Beispiel für die sorgfältige Prüfung und Selektion ist der ausgewählte Lactobacillus acidophilus-Stamm, der von über 90 untersuchten Stämmen als einziger die genannten Bedingungen erfüllt hat. Ein weiterer Vorteil der natürlichen Magensaftresistenz ist die Möglichkeit im Endprodukt auf galenische Hilfs- und Zusatzstoffe zu verzichten, welche ansonsten zugesetzt werden, um empfindliche, nicht-resistente Kulturen vor den Magensäften zu schützen, so dass der Organismus damit nicht unnötig belastet wird.
Überlebensfähigkeit im Endprodukt / Mikroverkapselung
Mikrobiologische Kulturen sind nur bedingt lagerfähig und verlieren als stoffwechselaktive Organismen ihre Lebensfähigkeit innerhalb von wenigen Tagen, wenn sie mit Wasser (z. B. in Milchprodukten) in Berührung kommen. Um die Kulturen längere Zeit haltbar zu machen, wird den Zellen durch sog. Gefriertrocknung Wasser entzogen, bis deren Stoffwechselaktivität praktisch den Stillstand erreicht. Sobald die Zellen erneut mit Wasser in Kontakt kommen, wird ihr Stoffwechsel wieder in Gang gesetzt und sie rekonstituieren sich zu biologisch aktiven, vermehrungsfähigen Organismen. Dennoch verlieren auch gefriergetrocknete Kulturen allmählich innerhalb weniger Wochen bis Monate (abhängig von Stammeigenschaften, Lagerbedingungen und Umweltfaktoren) ihre Lebensfähigkeit. Um ausreichend hohe Keimzahlen im Endprodukt über die gesamte Lagerzeit zu gewährleisten, werden die Bakterienstämme von der Fa. Intercell durch zwei unterschiedliche Maßnahmen stabilisiert.
Mikroverkapselung
Zunächst werden die Kulturen durch ein innovatives Verfahren mikroverkapselt. Die Mikroverkapselung verleiht dem Zellgerüst der Bakterien Stabilität, so dass die empfindlichen Bakterien die Herstellungsprozesse besser überstehen und in höheren Konzentrationen im Endprodukt erhalten bleiben. Während der anschließenden Lagerzeit sind sie zudem vor äußeren Einflüssen besser geschützt und haltbarer.
Lagerstabilität
Nach der Herstellung der Kapsel wird als zweite Maßnahme die Lagerstabilität durch die Auswahl optimaler Verpackungsmaterialien gesichert. Das Ziel dabei ist ein möglichst hoher Schutz vor Sauerstoff und Wasserdampf. Als Verpackungsmaterialien werden deshalb nur hochwertigste und besonders gut geeignete Materialien verwendet.
Verpackung in Blister (Durchdrückpackungen)
Pulverförmige Produkte werden in pharmagerechten Gefäßen abgefüllt und induktionsversiegelt. Ausschließlich die sog. Induktionssiegelung führt zu einer hermetischen Abdichtung des Verschlusses von Behältnissen, indem ein inneres Siegel mit dem Behälterrand durch eine Wachsschicht verschmolzen wird.
Der Einsatz dieser kostenintensiven Verfahren ermöglicht prinzipiell die Lagerung der Präparate bei Zimmertemperatur, was die Anwendung z. B. auf Reisen stark vereinfacht.
MVTR-Test
Mit dem MVTR-Test (Moisture Vapour Transmission Rate = Wasserdampfdurchlässigkeit) wird die Menge an Feuchtigkeit angegeben, die pro Zeiteinheit durch eine Membran als Wasserdampf hindurchgeleitet werden kann. Je niedriger der MVTR-Wert ist, desto effektiver können Feuchtigkeitsansammlungen verhindert werden.
Wie aus der Abbildung ersichtlich ist besitzen die Hochbarriere-Schutzblister der Fa. Intercell den maximalen Schutz, da durch die hochwertige Folie kein Wasserdampf oder Sauerstoff hindurch treten kann.
Verpackung in Dosen
Lebensmittel- und pharmagerechte HDPE-Dosen bieten gute Barriereeigenschaften gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff und können im Gegensatz zu Glasgefässen induktionsversiegelt werden. Der Verschluss von Behältnissen stellt den größten Schwachpunkt für das Eindringen von Sauerstoff und Wasserdampf in das Behältnis dar. Ausschließlich die sog. Induktionssiegelung führt durch Verschmelzen eines inneren Siegels mit dem Behälterrand zu einer hermetischen Abdichtung des Behältnisses am Verschluss.
Ein induktionsversiegeltes Behältnis ist daran zu erkennen, dass das auf der Öffnung fest sitzende Siegel nur schwer abzureißen ist. Induktionssiegel sind von kostengünstigeren selbsthaftenden Siegeln abzugrenzen, die zwar auch auf dem Siegelrand kleben aber durchlässig sind. Sie lassen sich in der Regel leicht abziehen.
Sicherheit, Produktverträglichkeit
Da mit mikrobiologischen Präparationen lebende Mikroorganismen in den Körper gelangen, sind an die Auswahl der Kulturen und an die Herstellung der Produkte besondere Sicherheitsanforderungen zu stellen.
Alle Bakterienstämme der Fa. Intercell erfüllen als wesentliche Sicherheitsvoraussetzung die exakte taxonomische Zuordnung zu Mikroorganismen der Sicherheitsstufe 1 (kein Risiko) und sind der Spezies nach genotypisiert sowie durch eine Sequenzierung der 16S-rDNA-Bereiche vollständig identifiziert. Zusätzlich entsprechen sie dem international anerkannten GRAS-Standard (Generally Recognized As Safe), so dass sie für die Aufnahme in den menschlichen Organismus geeignet und sicher sind.
Die Herstellung erfolgt unter den strengen GMP (Good Manufacturing Practice)-Regeln. Beispielsweise werden, um während des Herstellungsprozesses Kreuzkontaminationen oder Verunreinigungen auszuschließen sowie um die hohen Keimzahlen zu gewährleisten, die acht Herstellungsschritte von 17 verschiedenen Qualitätssicherungsmaßnahmen begleitet, die insgesamt 61 mal durchgeführt werden. Hieraus resultieren eine außerordentlich hohe Produktsicherheit und gleich bleibende Güte.
Überblick
Mikrobiologika der Intercell Pharma weisen insbesondere folgende Vorteile auf
- Natürliche Stabilität der Bakterienstämme gegenüber den Magen- und Gallensekreten
- Auswahl an 11 verschiedenen mikrobiologischen Stämmen zur Kombination von dünndarmspezifischen Lactobazillen und dickdarmspezifischen Bifidobakterien
- Hohe Lagerstabilität durch Mikroverkapselung
- Praxisgerechte hohe Keimkonzentrationen im Endprodukt
- Einsatz optimaler Verpackungsmaterialien durch Hochbarriere-Schutzblister und induktionsversiegelte Behältnisse für den maximalen Barriereschutz
- Verzicht auf Gluten, Lactose, künstliche Farb- oder Konservierungsstoffe, Milcheiweiß, Süßungsmittel sowie magensaftresistent wirkende Hilfsstoffe
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