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Guar – alles was man wissen sollte

Guar - alles was man wissen sollte!

Der Einfluss von Ballaststoffen auf eine gesunde Ernährung ist heute Stand der Erkenntnis der Ernährungswissenschaften. Zurück geht die Ballaststoff-Hypothese auf die Publikationen von Burkitt und Trowell in ihrem Buch „Refined Carbohydrate Foods and Disease“ aus dem Jahr 1975. Es dauerte erstaunlicherweise nur knapp drei Jahre, bis diese unter therapeutischen Gesichtspunkten insbesondere bei der Behandlung von Diabetes mellitus II Eingang in die offiziellen Empfehlungen der Gesundheitsbehörden fanden.

Guar und Diabetes mellitus II

Die therapeutische Anwendung von Guar zur Behandlung des Diabetes mellitus II geht weit zurück in die 60-iger und 70-iger Jahre des vergangenen Jahrhunderts.

Dabei wurde Guar zu den normalen Mahlzeiten ohne eine Reduktion der Kohlenhydratmenge den Patienten verabreicht. Es stellte sich heraus, dass die Glukoseausscheidung im Harn herabgesetzt wurde und die postprandiale Glukosekurve wesentlich flacher verlief. Weitere Untersuchungen zeigten, dass Guar als Zusatz zur diätetischen Diabetikerernährung zur Senkung des Insulin-Bedarfs insulinpflichtiger Diabetiker und der Glukose um mehr als 50% im Vergleich zur Kontrollgruppe führte.

Knäckebrot mit einem Gehalt von 1 g Guar pro Scheibe wurde in einer randomisierten Studie Diabetikern gereicht. Es zeigte sich eine Reduktion der Glukoseausscheidung im 24-h-Urin um 50%, während sich der Insulin-Bedarf nachweislich um 20% reduzierte. Die Gewichtsreduktion ist für Typ-II-Diabetiker eine der zentralen Aufgaben ihres Ernährungsplanes. Auch hier ist Guar behilflich, wie eine randomisierte Studie an 99 Probanden mit behandeltem Typ-II-Diabetes zeigt.

Einer Standard-Diät mit einem Brennwert von 300 kcal wurde der Verum-Gruppe zusätzlich ein wasserlöslicher Ballaststoff zugegeben und der Einfluss dieser Diät auf das Völlegefühl, die aufgenommene Nahrungsmenge sowie die Hungerreduktion untersucht.

Der Ballaststoff hob tatsächlich das Völlegefühl signifikant an und führte darüber hinaus zu einer Reduktion der aufgenommenen Nahrungsmenge sowie des Hungergefühls. Guar eignet sich also auch zum Abnehmen.

Guar und Hyperlipidämie und Cholesterinsenkung

Wie bereits erwähnt, stammen erste Arbeiten zur therapeutischen Wirkung quellfähiger Pflanzenfaserstoffe aus den 60-iger Jahren. Sie beschrieben bereits deren positive Wirkung von Guar auf die Hyperlipidämie, was auch durch neuere Arbeiten über Guar (10-25 g/Tag) bestätigt wurde.

Der Abfall des Gesamtcholesterins war hauptsächlich durch Reduktion des LDL-Cholesterins bedingt.

Die Serumkonzentration von HDL-Cholesterin ändert sich dagegen nicht. Es wurde beobachtet, dass neben dem Cholesterin senkenden Effekt von Pflanzenfasern ein Anstieg der fäkalen Ausscheidungen sowohl säurehaltiger als auch neutraler Steroide nachweisbar ist.

Auch findet sich eine erhöhte fäkale Fettausscheidung.

Man erklärt den Wirkmechanismus der Cholesterin-Senkung durch die Bindung von Gallensäuren an das Polysaccharid-Gerüst der beta-D-Glykane der quellfähigen pflanzlichen Ballaststoffe. Es zeigte sich, dass dabei dem Guar eine besondere Wirkung im Vergleich zu Pektin oder anderen wasserlöslichen Faserstoffen zugeschrieben werden kann.

Weizenprodukte zeigen dagegen keinerlei Einfluss auf die Gallensäuren im Stuhl und haben keine Cholesterin senkenden Eigenschaften.

In einer randomisierten Studie mit 65 teilnehmenden Personen, die anhand der Blutanalytik unter einer Hypercholesterinämie litten, diese jedoch noch nicht medikamentös behandelten und darüber hinaus keine weiteren Erkrankungen, wie koronare Herzkreislauferkrankungen oder Diabetes mellitus Typ II aufwiesen, kam man zu vergleichbaren Ergebnissen.

Weiterhin wurde die Fermentierung von wasserlöslichen Ballaststoffen unter vergleichender Einbeziehung von Guar und Inulin durch Darmbakterien untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass die Darmbakterien bei Guar besonders hohe Mengen an kurzkettigen Fettsäuren als Stoffwechselprodukte liefern, die sogar einen positiven Einfluss auf die Darmflora und auf die Darmperistaltik ausüben.

Die Bioverfügbarkeit von extern zugesetzten Fettsäuren sowie von Cholesterin aus Eidotter zeigte sich abhängig von der zugesetzten Guarkonzentration.

Je höher die Guarkonzentration, um so niedriger fiel die Bioverfügbarkeit der Fette und des Cholesterins aus. Die Autoren führen diesen durch Guar bedingten Effekt auf eine verminderte emulgierende Wirkung der Gallensalze im Verdauungstrakt zurück, wobei sich eine verringerte lipophile Aktivität ergibt, die zur reduzierten Bioverfügbarkeit der Fettsäuren sowie des löslichen Cholesterins führt.

Guar - Biochemische Einblicke

Untersucht man die abgeflachten postprandialen Glukosekurven im Zusammenhang mit dem Insulinspiegel näher, so stellt sich heraus, dass neben der Beeinflussung der Insulinproduktion auch andere Hormonkonzentrationen, insbesondere solche der enteroinsulinären Achse einschliesslich des Gastric Inhibitory Peptide (GIP) und des Enteroglukagons zu beobachten sind.

Insbesondere die abgeflachte GIP-Kurve zeigt, dass Faserstoffe zu einer Verminderung der effektiven Nährstoffkonzentration an den intestinalen Epithelzellen von Duodenum und Jejunum führen.

Arbeiten zum Wirkmechanismus von Guar hinsichtlich der Cholesterin senkenden Eigenschaften /17-24/ zeigen, dass nicht nur der bekannte Retardeffekt auf die Resorption von Nahrungsbestandteilen, insbesondere des extern zugeführten Cholesterins sowie der extern zugeführten Fettsäuren, die Wirkung der beta-D-Glykane ausmacht, sondern darüber hinaus auch eine Reihe enzymatischer Reaktionen in der Leber beeinflusst werden.

So zeigten das Sterol regulierende Bindungsprotein SREBP2, der LDL-Rezeptor LDLr sowie der Scavanger Rezeptor SR-B1 im Tierversuch eine Abhängigkeit von der verabreichten Guarmenge.

Es wurde beobachtet, dass sich im Vergleich zur Kontrollgruppe der Cholesterinspiegel der Verum-Gruppe signifikant reduzierte. In der Verum-Gruppe erhöhten sich darüber hinaus die Konzentrationen des LDL-Rezeptors sLDL-mRNA um das 1,5-fache sowie des SREBP2-Proteins, das sogar um das 2-fache zunahm.

Auch der hepatische SR-B1-Rezeptor (SR-B1-mRNA) nahm um 36% in der Verum-Gruppe zu. Das legt die Schlussfolgerung nahe, dass die Aufnahme von Guar insgesamt zu einer verstärkten Expression der zytoplasmatischen Vorläufer der im Zellkern aktiven Formen des SRBP2-Proteins führt.

In der Arbeit wird weiter ausgeführt, dass die Cholesterin senkenden Effekte von Guar mit der Reduktion des freien Leber-Cholesterins sowie mit der Zunahme der aktiven Zellkernproteine des SREBP2 sowie dem Überschuss an hepatischem LDLr verbunden sind.

Wie dieser Mechanismus im Detail abläuft, wird laut der Autoren Inhalt weiterer Arbeiten sein.

Einen weiteren Schritt zum Mechanismusverständnis liefert die Arbeit von Venkatesan et al.: Im Tierversuch wurde der Einfluss einer guarhaltigen aterogenen Diät auf die LDL-Oxidation untersucht. Die Blutanalyse zeigt, dass der Malonaldehydwert MDH, die maximale Oxidation der Lipidfraktionen wie auch die Oxidationsrate der LDL- und der VLDL-Fraktionen sich signifikant verringern.

Weiterhin wurde gefunden, dass die wasserlöslichen Ballaststoffe einen sparenden Effekt auf die an LDL gekoppelten alpha-Toccopherole der Zellmembran aufweisen. Hier wurde eine um 50% höhere Toccopherolkonzentration in der Verum-Gruppe gefunden.

Weiterhin wurde die Verringerung des Plasma-Homocystein-Spiegels sowie eine Zunahme des GSH-Wertes beobachtet.

Guar im Verdauungstrakt

Die grosse Vielfalt der Bakterienarten in unserem Verdauungstrakt ist bekannt.

Mehr als 600 Arten sorgen für eine ordnungsgemässe Verdauung der zugeführten Nahrung. Ein Bakterium, Methanobrevibacter smithii, spielt im Zusammenhang mit der Verdauung von Kohlenhydraten eine besondere Rolle.

Dieses Bakterium verwertet die Abbauprodukte anderer Bakterienstoffwechselprozesse und produziert daraus Methangas, worauf der Name des Bakteriums auch hinweist. Methan wiederum unterstützt die Ansiedlung einer grossen Anzahl weiterer Darmbakterien, deren Aufgabe es ist, unverdauliche Ballaststoffe in kurzkettige Fettsäuren umzuwandeln, also eine Fermentation der Beta-DGlykane durchzuführen.

Die dadurch gebildeten kurzkettigen Fettsäuren stehen nun auch dem Körper als Energielieferanten zur Verfügung.

Methanobrevibacter smithii ist für eine funktionierende Darmflora unerlässlich /31/. Ohne dieses Bakterium wäre die Aktivität vieler anderer Darmbakterien, die das entstandene Methan mit verarbeiten, blockiert und das Verdauungssystem anfällig für eine unerwünschte bakterielle Fremdbesiedlung.

In einer randomisierten Studie. Probanden mit Hypercholesterinämie wurde die Menge der fermentatorisch durch die bakterielle Wirkung erzeugten kurzkettigen Fettsäuren aus Haferkleie, Guar und Inulin als bekannten Ballaststoffe verglichen.

Es zeigt sich, dass sowohl bei Hafer als auch bei Inulin kurzkettige Fettsäuern effizient gebildet werden, während bei Guar, insbesondere hinsichtlich der Bildung der gut verstoffwechselbaren Butyrate (Buttersäure- Derivate) weniger als 50% der Menge ausmachen, die aus Haferkleie gebildet werden und weniger als 30% im Vergleich zum Inulin betragen.

Unter diesem Gesichtspunkt muss der Begriff des Ballaststoffs neu gefasst werden, da nach diesen neuen Erkenntnissen auch Ballaststoffe am Stoffwechsel teilnehmen und zur Energiebereitstellung befähigt sind.

Rund 85% der Bevölkerung tragen das Methanobrevibacter smithii im Darm. In Anbetracht dessen stellt sich die Frage, in wie weit eine typische Vollkorn- oder Haferkleie-Diät oder aber auch das so intensiv als idealer Ballaststoff beworbene Inulin gerade bei Übergewichtigen Menschen nicht kontraindiziert sind.

Und kann Übergewicht auch bei noch so viel Diäten nicht Ausdruck einer sehr effizient Ballaststoffe verarbeitenden Darmflora sein?

Die klinische Anwendung von Guar

Für Patienten mit Dumping-Syndrom (Verdauungs- und Kreislaufstörungen durch zu rasche Entleerung nach operativ verkürztem Magen) ist Guar das Mittel der Wahl zur Verlängerung der Magenpassage der aufgenommen Nahrung.

Somit ist die therapeutische Wirkung von Guar sowohl bei Diabetikern, bei Patienten nach Magenoperationen als auch bei total gastrektomierten Patienten sinnvoll. Eine verlangsamte Nahrungsaufnahme führt jedoch nicht zu einer Malabsorption, wie belegt werden konnte.

In keiner der oben genannten Studien wurden Mangelsymptome beschrieben, die bei normaler Ernährung auf eine reduzierte Vitamin- oder Spurenelement-Resorption zurückzuführen sind.

Eine Reihe von Arbeiten referieren im Überblick die Effektivität der beta-D-Glykane im Guarmehl hinsichtlich der präventiven Eigenschaften zur Reduzierung der kardiovaskulären Erkrankungen, des Diabetes mellitus Typ II als auch der Adipositas.

Eine bei älteren Menschen sehr häufig nach den Hauptmahlzeiten zu beobachtende postbrandiale Hypotonie führt nicht selten zu einem Kontrollverlust über den Körper verbunden mit dem Sturz und den daraus resultieren Verletzungen und Knochenfrakturen.

Es ist bekannt, dass der Blutdruckabfall mit der Glukoseaufnahme im Darm korreliert. So liegt es auf der Hand, die Glukoseresorption durch quellfähige, wasserlösliche Ballaststoffe wie Guar zu retardieren, um einen schnellen Blutdruckabfall in Folge schneller Glukoseaufnahme zu verhindern.

In einer kleinen Gruppe von 8 gesunden älteren Personen wurde über den Zeitraum von einer Stunde eine glukosehaltige Diät verabreicht und der Blutdruck im Abstand von 3 Minuten verfolgt.

Erwartungsgemäss war der Blutdruckabfall in der Verum-Gruppe wesentlich geringer, was auf die verzögerte Glukoseaufnahme durch die Wirkung des Guar zurück zu führen ist.

So eröffnet sich auch hier für Guar eine diätetische Anwendung im Rahmen der Verbesserung der körperlichen Konstitution und der Sturzprävention älterer Menschen.

Das Besondere am Guar

Die quellfähigen Bestandteile des Guarkernmehls stellen chemisch betrachtet Polysaccharide dar, die aus den Molekülen Galaktose und Mannose gebildet werden und die genaue Bezeichnung Galaktomannan tragen.

Hieraus abgeleitet ist auch die für Guar gebräuchliche wissenschaftliche Bezeichnung Guaran.

Wir nehmen mit unserer Nahrung im wesentlichen nur drei Monosaccharide auf, die stofflich verwertet werden können. Aus allen Stärke beinhaltenden Nahrungsmitteln, wie Getreide, Kartoffeln und Reis wird im Verdauungstrakt durch schrittweise Aufspaltung der Stärke in deren Untereinheiten letztendlich der Einfachzucker Glukose gewonnen.

Aus den Zuckerverbindungen in Früchten erhalten wir neben Glukose die Fructose, aus der Milch die Galaktose. Der in der Milch vorkommende Milchzucker (Laktose) besteht aus einem Molekül Galaktose und einem Molekül Glukose.

Insgesamt benötigt unser Körper aber acht essentielle Monosaccharide, die für die Glykoproteinsynthese im Körper essentiell sind.

Hierbei handelt es sich um die Monosaccharide Glukose, Galaktose, Mannose, Fuctose, Xylose, N-Acetylglukosamin, N-Acetylgalaktosamin und die N-Acetylneuraminsäure (NANA).

Da wir über unsere Nahrung aber nur drei dieser essentiellen Monosachharide in den verschiedensten Polysacchariden aufnehmen, bedarf es komplizierter Synthesemechanismen, um die für die Glykoproteinsynthese essentiellen fehlenden Verbindungen zu synthetisieren.

Man weiss heute, dass die Zelloberfläche sämtlicher Zellen des menschlichen Körpers mit Glycoproteinen – also Verbindungen aus Polysacchariden und Peptiden – bedeckt ist, die als lange Gebilde in den extrazellularen Raum hinein ragen und als Signalmoleküle der Zelle mit ihrer Umgebung dienen.

Auch ist die Funktion unseres Immunsystems ohne die Glykoproteine undenkbar.

Ohne ins Detail zu gehen, begegnen uns diese Oberflächen markierenden Eigenschaften der Glykoproteine auch bei der Einteilung unserer Blutgruppen.

Die Oberfläche der Erythrozyten der einzelenen Blutgruppen unterscheidet sich demzufolge in der unterschiedlichen Anordnung der Monosaccharide in den die gesamte Oberfläche besetzenden Glykoproteinketten. Der Umstand, dass wir aufgrund unseres Verdauungssystems die beta-D-Glykane als Strukturelemente nicht verstoffwechseln, heisst nicht, dass sie in unserem Körper keine funktionelle Rolle übernehmen, wie die Beispiele belegen.

Völlig neue Möglichkeiten liegen in der Arbeit von Castro et al. verborgen. Überraschender Weise reduzierte eine oral applizierte Menge Guar in einem Tierexperiment signifikant den Gelenkschmerz einer experimentell erzeugten Osteoarthritis. Es lässt vermuten, dass Galaktomannane mit Schmerzrezeptoren wechselwirken und deren Empfindlichkeit gegenüber Schmerzmediatoren wie dem Prostaglantin PGE2 zurücksetzen.

Guar - Zusammenfassung und Ausblick

So gehört es mittlerweile zum Stand der Erkenntnisse, dass hoch quellfähige wasserlösliche Ballaststoffe (und hier insbesondere das Guarkernmehl), deren chemische Bestandteile vor allem durch die beta-D-Glykane geprägt sind, massiv in den biochemischen Kreislauf des Menschen eingreifen und über verschiedene Mechanismen den Gesamt-Cholesterinspiegel, aber auch die Triglyceride sowie den Blutzuckerspiegel verringern und die HDL-Fraktion der Lipoproteine erhöhen.

In der Hand des Arztes oder Apothekers erreichen mit Guar angereicherte Rezepturen Effekte, die den Medikamenten zur Senkung des Blutzuckerspiegels gleich kommen und ein optimales Management des glykämischen Index als auch der Adipositas erlauben.

(Autor: Dr. rer. nat. Dietmar Bäzold)

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