Ein „Ökosystem“ mit Potenzial - Deutsches Ärzteblatt

MEDIZINREPORT
INTESTINALE MIKROBIOTA
Ein „Ökosystem“ mit Potenzial
Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Mikroorganismen im
Darm lokale und systemische Erkrankungen modulieren können.
Studien mit großen Patientenzahlen aber fehlen noch.
Mehr als 1 000 verschiedene
Bakterienspezies siedeln in
den Tiefen des menschlichen Dickdarms
– ein eigener Mikrokosmos,
der zehnmal mehr Zellen und
150-mal mehr Gene in den Körper
bringt als der Mensch besitzt. Lange
Zeit war nicht klar, welche Funktionen
die Darmbakterien haben. Heute
ist ihre Bedeutung für die Gesundheit
unbestritten: „Die intestinale
Mikrobiota trägt zur Entwicklung
und zum Erhalt des
Darmimmunsystems
bei, hilft bei der Abwehr
von Pathogenen
und Toxinen und unterstützt
die Verdauung
durch die Erweiterung der
enzymatischen Kapazität“,
sagte Prof. Dr. med. Stephan
C. Bischoff, Direktor
des Instituts für Ernährungsmedizin
der Universität Hohenheim.
ein Effekt, der etwa zehn Prozent
der täglichen Energieaufnahme ausmacht“,
erklärte Bischoff.
Zwar stammen die meisten Erkenntnisse
zu diesem Bereich aus
Tierexperimenten, doch weisen
auch die wenigen bislang existierenden
Humanstudien in diese
Richtung. Erhielten Normalgewichtige
eine hochkalorische Diät, veränderte
sich die Darmmikrobiota
relativ schnell: Der Anteil der Firmicutes
stieg, der der Bacteroidetes
sank um 20 Prozent. Dies führte zu
einer erhöhten Energiegewinnung
und einem Kaloriengewinn von immerhin
150 Kilokalorien pro Tag.
Bei Adipositas ist nicht nur die
Mikrobiota anders, auch die Darmbarriere
ist gestört. Eine gesunde
Darmbarriere sorgt dafür, dass die
Darmwand Nährstoffe und Flüssigkeit
passieren lässt, Bakterien
und Toxine aber abwehrt.
Strukturelle Basis der
Bacteroideskeime fördern die
Biotin-Biosynthese
Dank neuer Analysetechnologien
sind die Eckdaten der Darmmikrobiota
heute bekannt. Ein Großteil
der bakteriellen Gene kommt in
jedem menschlichen Darm vor
(Kernmikrobiom). Zusätzlich gibt
es einen variablen Teil, der bestimmte
Enterotypen prägt. Je nach
dominierender Bakteriengattung
lassen sich die Menschen in drei
Gruppen einteilen. Jede hat un -
terschiedliche Fähigkeiten: Herrschen
Keime der Gattung Bacteroides
vor, ist zum Beispiel die
Biotin-Biosynthese besonders effektiv.
Dominiert die Gattung Prevotella,
profitiert die Thiamin-
Biosynthese. Und Menschen mit
einem großen Anteil der Gattung
Ruminococcus besitzen eine Enzymmaschinerie,
die zur Häm-
Biosynthese beiträgt.
Ruminokokken sind Darmbakterien, die sich bei einem
hohen Anteil mehrfach ungesättigter Fette in der Nahrung gut
vermehren. Offenbar sind die Bakterien mit einer Enzymmaschinerie
assoziiert, die zur Synthese des Häms beiträgt.
„Vielleicht bewirkt dies eine bessere
Sauerstofftransportkapazität“,
meinte Bischoff. Während solche
Überlegungen noch Spekulation
sind, stehen andere Beobachtungen
bereits auf festerem Boden: Man
weiß, dass bestimmte Krankheiten
mit einer veränderten Zusammensetzung
der Mikrobiota einhergehen.
Dazu gehören gastrointestinale
Erkrankungen wie infektiöse Diarrhöen,
Morbus Crohn, Colitis ulcerosa
und das Reizdarmsyndrom,
aber auch extraintestinale Krankheiten
wie das metabolische Syndrom
oder Adipositas.
So offenbarten Sequenzierungsstudien
ausgeprägte Unterschiede in
der Mikrobiota bei Adipösen und
Schlanken. Bei Normalgewichtigen
dominiert die Gattung der Bacteroidetes,
bei Adipösen die der Firmicutes.
Eine derartige Verschiebung der
Hauptstämme wirkt sich unmittelbar
auf den Energiestoffwechsel
aus. „Das Mikrobiom von Adipösen
produziert mehr Enzyme, die unverdauliche
Kohlenhydrate wie Zellulose
spalten können. Damit holen
sie mehr Energie aus der Nahrung –
Foto: mauritius-images
Darmbarriere
sind die Epithelzellen der Darmwand.
„Tight junctions“ verkitten
die Epithelzellen miteinander und
verhindern damit den Durchtritt
bakterieller Produkte, sogenannter
Endotoxine. Wie es zu einer Störung
der Darmbarriere kommt, ist
nicht endgültig klar. Vermutlich
spielen Nahrungsfaktoren eine Rolle,
ebenso wie Infektionen und Toxine.
Kolonisieren vermehrt pathogene
Keime das Darmlumen, setzt
dies eine Kaskade in Gang, die gravierende
Folgen hat. Die Tight
junctions werden durchlässiger für
Endotoxine und lösen eine subklinische
Entzündung aus. Infolge dessen
setzen Immunzellen Transmitter
frei, die das Leck in den Tight
A 320 Deutsches Ärzteblatt | Jg. 110 | Heft 8 | 22. Februar 2013

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junctions weiter vergrößern. Die
Konsequenzen beschränken sich
nicht auf eine Entzündung im
Darmbereich, sondern führen auch
zu vermehrter Fetteinlagerung, einer
Fettleber und gestörten Insulinsensitivität.
Durch diese Prozesse ebnet
eine gestörte Darmbarriere der Entstehung
von Adipositas, Bluthochdruck,
einer Fettstoffwechselstörung
und Insulinresistenz den Weg,
also dem metabolischen Syndrom.
Die Effekte von Probiotika
sind dosisabhängig
Theoretisch ist der Einsatz von sogenannten
Probiotika bei Adipositas
denkbar, um die Zusammen -
setzung und damit auch die Funk -
tion der Darmmikrobiota gezielt
zu beeinflussen. Probiotika sind
laut Definition der Weltgesundheitsorganisation
lebende Mikroorganismen,
die einen positiven Gesundheitseffekt
haben, wenn sie in
genügender Menge zugeführt werden.
Ihre Effekte sind dosisab -
hängig und stammspezifisch. Meistens
kommen Bifidobakterien oder
Lakto bazillen zum Einsatz. Sie fördern
und stabilisieren eine gesunde
Darmflora und haben sich bei vier
Indikationen etabliert: zur Präven -
tion antibiotikaassoziierter Diar -
rhöen und nekrotisierender Enterokolitis
und zur Therapie der akuten
Gastroenteritis und des Reizdarmsyndroms.
Das Reizdarmsyndrom ist eine
funktionelle Krankheit, die mit einer
Prävalenz von zehn bis 25 Prozent
vorkommt und Frauen dreimal
so häufig wie Männer trifft. Charakteristische
Symptome sind krampfartige
Bauchschmerzen, Diarrhö
oder Obstipation, Blähungen und
eine vorübergehende Zunahme des
Bauchumfangs. Die Pathophysiologie
ist nicht im Detail geklärt.
Es zeichnet sich aber ab, dass eine
veränderte Darmmikrobiota eine
Schlüsselrolle spielt, die einem
chronischen Entzündungsprozess
den Weg ebnet. Probiotika können
diesen Prozess offenbar modulieren.
2001 wurden sie erstmals in
den klinischen Leitlinien (Eur J
Gastroenterol Hepatol 2001; 13:
933–9) einer Gruppe europäischer
Ärzte erwähnt – mit dem vorsichtigen
Hinweis auf Studien, die posi -
tive Effekte bei den Reizdarmsym -
ptomen Blähbauch und Schmerz
gezeigt haben. „Für eine Empfehlung
fehlten allerdings noch weitere
Studien“, sagte Prof. Dr. med. Heiner
Krammer, Praxis für Gastro -
enterologie und Ernährungsmedizin
am End- und Dickdarmzentrum
Mannheim. In den folgenden Jahren
wurden viele Arbeiten mit spezifischen
probiotischen Stämmen
und deren klinischen Nutzen für die
Therapie des Reizdarmsyndroms
veröffentlicht. Damit stieg der Stellenwert
der Probiotika.
Die Leitlinie des National Institute
for Health and Clinical Excellence
von 2008 empfahl, probiotische
Lebensmittel in den Speiseplan
zu integrieren, war aber noch
nicht in der Lage, konkrete probiotische
Stämme oder Produkte zu
nennen. Diese Lücke schloss die
aktuelle S3-Leitlinie, die 2011 von
der Deutschen Gesellschaft für
Verdauungs- und Stoffwechselerkrankungen
und der Deutschen Gesellschaft
für Neurogastroentero -
logie und Motilität veröffentlicht
wurde. Sie empfiehlt sechs konkrete
Probiotikastämme (www.dgvs.
de/media/Leitlinie_Reizdarm_2011.
pdf, S. 264, Tab. 5.1) und setzt diese
in Bezug zu dem vorherrschenden
Symptom des Reizdarmsyndroms.
Versuch mit Probiotika ist bei
Laktoseintoleranz sinnvoll
Möglicherweise verbessern Probiotika
auch die Verträglichkeit von
Laktose und lindern damit die
Symptome bei Laktoseintoleranz –
ein Effekt, der angesichts von zwölf
Millionen laktoseintoleranten Patienten
allein in Deutschland bedeutsam
wäre.
Die Wirkung von Probiotika
hängt zum einen davon ab, an welcher
Stelle im Darm die bakterielle
Betagalaktosidase freigesetzt wird.
Das Enzym ist für die Spaltung des
Milchzuckers zuständig. Ideal ist
die Freisetzung im mittleren Je -
junum, denn dies entspricht der
Situation beim Stoffwechselgesunden.
Zum anderen ist der Aktivi -
tätsgrad der Betagalaktosidase in
dem verwendeten Probiotikum entscheidend.
In einer Pilotstudie mit elf Laktoseintoleranzpatienten
war der
Symptom-Score nach zweiwöchiger
Einnahme von Probiotika vermindert.
Zu diesem Ergebnis kam
auch eine etwas größere Studie mit
60 Patienten; bei 35 Prozent normalisierte
sich der H 2
-Atemtest nach
zehn Tagen. Ein systematischer Review
von zehn randomisierten kontrollierten
Studien (J Fam Pract
2005; 54: 613–20) folgert, dass
einzelne probiotische Stämme in
bestimmten Konzentrationen die
Symptome einer Laktoseintoleranz
lindern könnten. Die Autoren empfehlen
einen Therapieversuch mit
Probiotika bei Laktoseintoleranz.
„Obwohl die Ergebnisse der vorliegenden
Studien nicht eindeutig
sind, sollten Patienten mit Laktoseintoleranz
durchaus ausprobieren,
ob Probiotika die Symptome bessern“,
sagte die Bonner Ökotrophologin
Dr. Maike Groeneveld. Die
Praktikerin empfiehlt ihren Patienten,
in der Aufbauphase probiotische
Lebensmittel ohne Laktose
oder mit niedrigem Laktosegehalt
in den Speiseplan einzubauen. Dabei
sollten sie mit kleinen Portionen
zu den Mahlzeiten beginnen.
Ein weiterer potenzieller Einsatzbereich
für Probiotika sind chronische
funktionelle Bauchschmerzen
bei Kindern. Wie effektiv der Ansatz
ist, das Ökosystem im Darm
mittels einer probiotischen Therapie
wieder ins Lot zu bringen, untersuchte
Prof. Dr. med. Jobst Henker,
Kinderzentrum Dresden-Friedrichstadt,
in einer Studie an 78 Kindern.
Die Hälfte wurde mit Escherichia
coli Nissle (Mutaflor) behandelt,
die andere Hälfte nicht.
Bei der Wiedervorstellung nach
(in der Regel) acht Wochen wiesen
56 Prozent der Verumgruppe eine
Besserung auf versus 37 Prozent
der Kontrollgruppe. „Offenbar hat
E. coli Nissle bei einigen Kindern
mit funktionellen Bauchschmerzen
eine günstige Wirkung. Doch die
Fallzahl war zu klein, um ein endgültiges
Urteil zu treffen“, resümierte
Henker.
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Dipl.-Oecotroph. Dorothee Hahne
Quelle: Yakult-Kolloqium „Probiotika in Praxis und
Forschung, in Bonn
Deutsches Ärzteblatt | Jg. 110 | Heft 8 | 22. Februar 2013 A 321