Ein „Ökosystem“ mit Potenzial - Deutsches Ärzteblatt
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MEDIZINREPORT<br />
INTESTINALE MIKROBIOTA<br />
<strong>Ein</strong> <strong>„Ökosystem“</strong> <strong>mit</strong> <strong>Potenzial</strong><br />
Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Mikroorganismen im<br />
Darm lokale und systemische Erkrankungen modulieren können.<br />
Studien <strong>mit</strong> großen Patientenzahlen aber fehlen noch.<br />
Mehr als 1 000 verschiedene<br />
Bakterienspezies siedeln in<br />
den Tiefen des menschlichen Dickdarms<br />
– ein eigener Mikrokosmos,<br />
der zehnmal mehr Zellen und<br />
150-mal mehr Gene in den Körper<br />
bringt als der Mensch besitzt. Lange<br />
Zeit war nicht klar, welche Funktionen<br />
die Darmbakterien haben. Heute<br />
ist ihre Bedeutung für die Gesundheit<br />
unbestritten: „Die intestinale<br />
Mikrobiota trägt zur Entwicklung<br />
und zum Erhalt des<br />
Darmimmunsystems<br />
bei, hilft bei der Abwehr<br />
von Pathogenen<br />
und Toxinen und unterstützt<br />
die Verdauung<br />
durch die Erweiterung der<br />
enzymatischen Kapazität“,<br />
sagte Prof. Dr. med. Stephan<br />
C. Bischoff, Direktor<br />
des Instituts für Ernährungsmedizin<br />
der Universität Hohenheim.<br />
ein Effekt, der etwa zehn Prozent<br />
der täglichen Energieaufnahme ausmacht“,<br />
erklärte Bischoff.<br />
Zwar stammen die meisten Erkenntnisse<br />
zu diesem Bereich aus<br />
Tierexperimenten, doch weisen<br />
auch die wenigen bislang existierenden<br />
Humanstudien in diese<br />
Richtung. Erhielten Normalgewichtige<br />
eine hochkalorische Diät, veränderte<br />
sich die Darmmikrobiota<br />
relativ schnell: Der Anteil der Firmicutes<br />
stieg, der der Bacteroidetes<br />
sank um 20 Prozent. Dies führte zu<br />
einer erhöhten Energiegewinnung<br />
und einem Kaloriengewinn von immerhin<br />
150 Kilokalorien pro Tag.<br />
Bei Adipositas ist nicht nur die<br />
Mikrobiota anders, auch die Darmbarriere<br />
ist gestört. <strong>Ein</strong>e gesunde<br />
Darmbarriere sorgt dafür, dass die<br />
Darmwand Nährstoffe und Flüssigkeit<br />
passieren lässt, Bakterien<br />
und Toxine aber abwehrt.<br />
Strukturelle Basis der<br />
Bacteroideskeime fördern die<br />
Biotin-Biosynthese<br />
Dank neuer Analysetechnologien<br />
sind die Eckdaten der Darmmikrobiota<br />
heute bekannt. <strong>Ein</strong> Großteil<br />
der bakteriellen Gene kommt in<br />
jedem menschlichen Darm vor<br />
(Kernmikrobiom). Zusätzlich gibt<br />
es einen variablen Teil, der bestimmte<br />
Enterotypen prägt. Je nach<br />
dominierender Bakteriengattung<br />
lassen sich die Menschen in drei<br />
Gruppen einteilen. Jede hat un -<br />
terschiedliche Fähigkeiten: Herrschen<br />
Keime der Gattung Bacteroides<br />
vor, ist zum Beispiel die<br />
Biotin-Biosynthese besonders effektiv.<br />
Dominiert die Gattung Prevotella,<br />
profitiert die Thiamin-<br />
Biosynthese. Und Menschen <strong>mit</strong><br />
einem großen Anteil der Gattung<br />
Ruminococcus besitzen eine Enzymmaschinerie,<br />
die zur Häm-<br />
Biosynthese beiträgt.<br />
Ruminokokken sind Darmbakterien, die sich bei einem<br />
hohen Anteil mehrfach ungesättigter Fette in der Nahrung gut<br />
vermehren. Offenbar sind die Bakterien <strong>mit</strong> einer Enzymmaschinerie<br />
assoziiert, die zur Synthese des Häms beiträgt.<br />
„Vielleicht bewirkt dies eine bessere<br />
Sauerstofftransportkapazität“,<br />
meinte Bischoff. Während solche<br />
Überlegungen noch Spekulation<br />
sind, stehen andere Beobachtungen<br />
bereits auf festerem Boden: Man<br />
weiß, dass bestimmte Krankheiten<br />
<strong>mit</strong> einer veränderten Zusammensetzung<br />
der Mikrobiota einhergehen.<br />
Dazu gehören gastrointestinale<br />
Erkrankungen wie infektiöse Diarrhöen,<br />
Morbus Crohn, Colitis ulcerosa<br />
und das Reizdarmsyndrom,<br />
aber auch extraintestinale Krankheiten<br />
wie das metabolische Syndrom<br />
oder Adipositas.<br />
So offenbarten Sequenzierungsstudien<br />
ausgeprägte Unterschiede in<br />
der Mikrobiota bei Adipösen und<br />
Schlanken. Bei Normalgewichtigen<br />
dominiert die Gattung der Bacteroidetes,<br />
bei Adipösen die der Firmicutes.<br />
<strong>Ein</strong>e derartige Verschiebung der<br />
Hauptstämme wirkt sich un<strong>mit</strong>telbar<br />
auf den Energiestoffwechsel<br />
aus. „Das Mikrobiom von Adipösen<br />
produziert mehr Enzyme, die unverdauliche<br />
Kohlenhydrate wie Zellulose<br />
spalten können. Da<strong>mit</strong> holen<br />
sie mehr Energie aus der Nahrung –<br />
Foto: mauritius-images<br />
Darmbarriere<br />
sind die Epithelzellen der Darmwand.<br />
„Tight junctions“ verkitten<br />
die Epithelzellen <strong>mit</strong>einander und<br />
verhindern da<strong>mit</strong> den Durchtritt<br />
bakterieller Produkte, sogenannter<br />
Endotoxine. Wie es zu einer Störung<br />
der Darmbarriere kommt, ist<br />
nicht endgültig klar. Vermutlich<br />
spielen Nahrungsfaktoren eine Rolle,<br />
ebenso wie Infektionen und Toxine.<br />
Kolonisieren vermehrt pathogene<br />
Keime das Darmlumen, setzt<br />
dies eine Kaskade in Gang, die gravierende<br />
Folgen hat. Die Tight<br />
junctions werden durchlässiger für<br />
Endotoxine und lösen eine subklinische<br />
Entzündung aus. Infolge dessen<br />
setzen Immunzellen Trans<strong>mit</strong>ter<br />
frei, die das Leck in den Tight<br />
A 320 <strong>Deutsches</strong> <strong>Ärzteblatt</strong> | Jg. 110 | Heft 8 | 22. Februar 2013
MEDIZINREPORT<br />
junctions weiter vergrößern. Die<br />
Konsequenzen beschränken sich<br />
nicht auf eine Entzündung im<br />
Darmbereich, sondern führen auch<br />
zu vermehrter Fetteinlagerung, einer<br />
Fettleber und gestörten Insulinsensitivität.<br />
Durch diese Prozesse ebnet<br />
eine gestörte Darmbarriere der Entstehung<br />
von Adipositas, Bluthochdruck,<br />
einer Fettstoffwechselstörung<br />
und Insulinresistenz den Weg,<br />
also dem metabolischen Syndrom.<br />
Die Effekte von Probiotika<br />
sind dosisabhängig<br />
Theoretisch ist der <strong>Ein</strong>satz von sogenannten<br />
Probiotika bei Adipositas<br />
denkbar, um die Zusammen -<br />
setzung und da<strong>mit</strong> auch die Funk -<br />
tion der Darmmikrobiota gezielt<br />
zu beeinflussen. Probiotika sind<br />
laut Definition der Weltgesundheitsorganisation<br />
lebende Mikroorganismen,<br />
die einen positiven Gesundheitseffekt<br />
haben, wenn sie in<br />
genügender Menge zugeführt werden.<br />
Ihre Effekte sind dosisab -<br />
hängig und stammspezifisch. Meistens<br />
kommen Bifidobakterien oder<br />
Lakto bazillen zum <strong>Ein</strong>satz. Sie fördern<br />
und stabilisieren eine gesunde<br />
Darmflora und haben sich bei vier<br />
Indikationen etabliert: zur Präven -<br />
tion antibiotikaassoziierter Diar -<br />
rhöen und nekrotisierender Enterokolitis<br />
und zur Therapie der akuten<br />
Gastroenteritis und des Reizdarmsyndroms.<br />
Das Reizdarmsyndrom ist eine<br />
funktionelle Krankheit, die <strong>mit</strong> einer<br />
Prävalenz von zehn bis 25 Prozent<br />
vorkommt und Frauen dreimal<br />
so häufig wie Männer trifft. Charakteristische<br />
Symptome sind krampfartige<br />
Bauchschmerzen, Diarrhö<br />
oder Obstipation, Blähungen und<br />
eine vorübergehende Zunahme des<br />
Bauchumfangs. Die Pathophysiologie<br />
ist nicht im Detail geklärt.<br />
Es zeichnet sich aber ab, dass eine<br />
veränderte Darmmikrobiota eine<br />
Schlüsselrolle spielt, die einem<br />
chronischen Entzündungsprozess<br />
den Weg ebnet. Probiotika können<br />
diesen Prozess offenbar modulieren.<br />
2001 wurden sie erstmals in<br />
den klinischen Leitlinien (Eur J<br />
Gastroenterol Hepatol 2001; 13:<br />
933–9) einer Gruppe europäischer<br />
Ärzte erwähnt – <strong>mit</strong> dem vorsichtigen<br />
Hinweis auf Studien, die posi -<br />
tive Effekte bei den Reizdarmsym -<br />
ptomen Blähbauch und Schmerz<br />
gezeigt haben. „Für eine Empfehlung<br />
fehlten allerdings noch weitere<br />
Studien“, sagte Prof. Dr. med. Heiner<br />
Krammer, Praxis für Gastro -<br />
enterologie und Ernährungsmedizin<br />
am End- und Dickdarmzentrum<br />
Mannheim. In den folgenden Jahren<br />
wurden viele Arbeiten <strong>mit</strong> spezifischen<br />
probiotischen Stämmen<br />
und deren klinischen Nutzen für die<br />
Therapie des Reizdarmsyndroms<br />
veröffentlicht. Da<strong>mit</strong> stieg der Stellenwert<br />
der Probiotika.<br />
Die Leitlinie des National Institute<br />
for Health and Clinical Excellence<br />
von 2008 empfahl, probiotische<br />
Lebens<strong>mit</strong>tel in den Speiseplan<br />
zu integrieren, war aber noch<br />
nicht in der Lage, konkrete probiotische<br />
Stämme oder Produkte zu<br />
nennen. Diese Lücke schloss die<br />
aktuelle S3-Leitlinie, die 2011 von<br />
der Deutschen Gesellschaft für<br />
Verdauungs- und Stoffwechselerkrankungen<br />
und der Deutschen Gesellschaft<br />
für Neurogastroentero -<br />
logie und Motilität veröffentlicht<br />
wurde. Sie empfiehlt sechs konkrete<br />
Probiotikastämme (www.dgvs.<br />
de/media/Leitlinie_Reizdarm_2011.<br />
pdf, S. 264, Tab. 5.1) und setzt diese<br />
in Bezug zu dem vorherrschenden<br />
Symptom des Reizdarmsyndroms.<br />
Versuch <strong>mit</strong> Probiotika ist bei<br />
Laktoseintoleranz sinnvoll<br />
Möglicherweise verbessern Probiotika<br />
auch die Verträglichkeit von<br />
Laktose und lindern da<strong>mit</strong> die<br />
Symptome bei Laktoseintoleranz –<br />
ein Effekt, der angesichts von zwölf<br />
Millionen laktoseintoleranten Patienten<br />
allein in Deutschland bedeutsam<br />
wäre.<br />
Die Wirkung von Probiotika<br />
hängt zum einen davon ab, an welcher<br />
Stelle im Darm die bakterielle<br />
Betagalaktosidase freigesetzt wird.<br />
Das Enzym ist für die Spaltung des<br />
Milchzuckers zuständig. Ideal ist<br />
die Freisetzung im <strong>mit</strong>tleren Je -<br />
junum, denn dies entspricht der<br />
Situation beim Stoffwechselgesunden.<br />
Zum anderen ist der Aktivi -<br />
tätsgrad der Betagalaktosidase in<br />
dem verwendeten Probiotikum entscheidend.<br />
In einer Pilotstudie <strong>mit</strong> elf Laktoseintoleranzpatienten<br />
war der<br />
Symptom-Score nach zweiwöchiger<br />
<strong>Ein</strong>nahme von Probiotika vermindert.<br />
Zu diesem Ergebnis kam<br />
auch eine etwas größere Studie <strong>mit</strong><br />
60 Patienten; bei 35 Prozent normalisierte<br />
sich der H 2<br />
-Atemtest nach<br />
zehn Tagen. <strong>Ein</strong> systematischer Review<br />
von zehn randomisierten kontrollierten<br />
Studien (J Fam Pract<br />
2005; 54: 613–20) folgert, dass<br />
einzelne probiotische Stämme in<br />
bestimmten Konzentrationen die<br />
Symptome einer Laktoseintoleranz<br />
lindern könnten. Die Autoren empfehlen<br />
einen Therapieversuch <strong>mit</strong><br />
Probiotika bei Laktoseintoleranz.<br />
„Obwohl die Ergebnisse der vorliegenden<br />
Studien nicht eindeutig<br />
sind, sollten Patienten <strong>mit</strong> Laktoseintoleranz<br />
durchaus ausprobieren,<br />
ob Probiotika die Symptome bessern“,<br />
sagte die Bonner Ökotrophologin<br />
Dr. Maike Groeneveld. Die<br />
Praktikerin empfiehlt ihren Patienten,<br />
in der Aufbauphase probiotische<br />
Lebens<strong>mit</strong>tel ohne Laktose<br />
oder <strong>mit</strong> niedrigem Laktosegehalt<br />
in den Speiseplan einzubauen. Dabei<br />
sollten sie <strong>mit</strong> kleinen Portionen<br />
zu den Mahlzeiten beginnen.<br />
<strong>Ein</strong> weiterer potenzieller <strong>Ein</strong>satzbereich<br />
für Probiotika sind chronische<br />
funktionelle Bauchschmerzen<br />
bei Kindern. Wie effektiv der Ansatz<br />
ist, das Ökosystem im Darm<br />
<strong>mit</strong>tels einer probiotischen Therapie<br />
wieder ins Lot zu bringen, untersuchte<br />
Prof. Dr. med. Jobst Henker,<br />
Kinderzentrum Dresden-Friedrichstadt,<br />
in einer Studie an 78 Kindern.<br />
Die Hälfte wurde <strong>mit</strong> Escherichia<br />
coli Nissle (Mutaflor) behandelt,<br />
die andere Hälfte nicht.<br />
Bei der Wiedervorstellung nach<br />
(in der Regel) acht Wochen wiesen<br />
56 Prozent der Verumgruppe eine<br />
Besserung auf versus 37 Prozent<br />
der Kontrollgruppe. „Offenbar hat<br />
E. coli Nissle bei einigen Kindern<br />
<strong>mit</strong> funktionellen Bauchschmerzen<br />
eine günstige Wirkung. Doch die<br />
Fallzahl war zu klein, um ein endgültiges<br />
Urteil zu treffen“, resümierte<br />
Henker.<br />
▄<br />
Dipl.-Oecotroph. Dorothee Hahne<br />
Quelle: Yakult-Kolloqium „Probiotika in Praxis und<br />
Forschung, in Bonn<br />
<strong>Deutsches</strong> <strong>Ärzteblatt</strong> | Jg. 110 | Heft 8 | 22. Februar 2013 A 321