Probiotika: Flora et labora

10. Juni 2016
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Seit Jahren versprechen Marketing-Experten aus der Lebensmittelbranche Darmgesundheit mit probiotischen Joghurt-Kulturen. Eine neue Generation von Probiotika scheint noch viel mehr zu können: Sie verdrängen pathogene Antibiotika-resistente Keime aus dem Verdauungstrakt.

Einheimische Bakterien aus dem Darm scheinen wahre Alleskönner zu sein. Neben Verdauungsaufgaben beeinflussen sie das Immunsystem und zahlreiche Stoffwechselprozesse ihres Wirts. Wer aber unerwünschte Eindringlinge in den Verdauungstrakt mit Antibiotika bekämpft, erreicht damit oft genau das Gegenteil des gewünschten Effekts. Nützliche Darmbewohner fallen dem Bakteriengift zum Opfer und pathogene resistente Angreifer haben eine Chance, sich dort breit zu machen. Was also tun? Gibt es möglicherweise eine Alternative zum Einsatz von Antibiotika?
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Next-Generation-Probiotika

Mit immer besserer Kenntnis des menschlichen Mikrobioms könnte sich eine solche Alternative auftun. Füllt man die entstandene Lücke nach einer Antibiotika-Behandlung wieder mit der entsprechenden Bakterienflora auf, restauriert man nicht bloß ein gesundes Verdauungsklima, sondern macht es damit auch pathogenen Zuwanderern sehr viel schwerer, sich dort niederzulassen. Mit den früher beworbenen Lebendkulturen aus dem Kühlregal haben diese neu entdeckten potenten Darmbewohner nicht mehr viel zu tun. Die „Next-Generation-Probiotika“ sind sehr viel effektiver und könnten damit auch in der Klinik zur Waffe gegen multiresistente pathogene Keime werden.

So sehr Antibiotika eine entscheidende Rolle in der Abwehr dieser Bakterien spielen, so bergen sie durch ihre Wirkung auf die normale Flora große Risiken. Einer kürzlich veröffentlichten Studie von Brett Finlay und seinen Kollegen aus dem kanadischen Vancouver zufolge erkranken Kinder eher an Asthma, wenn ihre Darmmikroben-Gesellschaft in den ersten 100 Tagen ihres Lebens gestört ist. Ein Angriffsziel vieler Antibiotika sind auch obligat anaerobe Bakterien des Verdauungstrakts, eine Erkenntnis, die schon über fünfzig Jahre alt ist. Vibrio cholerae oder Salmonella typhimurium haben danach leichteres Spiel. Besonders bei Patienten mit einer Knochenmarktransplantation ermöglicht das Antibiotikum auf dieses Weise die Dominanz von VRE (Vancomycin-resistente Enterokokken) im Darm, die wiederum mit einem erhöhten Risiko einer Bakterämie assoziiert ist.

Türsteher verhindern den unbefugten Eintritt

Eine Fäkaltransplantation von antibiotika-naiven Mäusen mit gesundem Mikrobiom in Tiere, deren Darm mit VRE und Klebsiella pneumoniae besiedelt war, veränderte die Darmflora entscheidend. Damit konnten die pathogenen Bakteriengesellschaften aus dem Darm vertrieben werden. Wie effektiv diese sogenannte Kolonisationsresistenz ist, hängt derzeit noch stark vom Design der entsprechenden Studie ab. In den letzten zwei Jahren erschienen jedoch mehrere Berichte, dass auch beim Menschen verschiedene Spezies der gesunden Darmflora die Besiedlung von VRE und pathogenen Escherichia coli-Spezies verhindern. Wichtige Stütze dieser Kolonisationsresistenz scheinen Bakterien der Gattung Barnesiella zu sein.

Schon vor 30 Jahren zeigten Wissenschafter, dass ein Cocktail von zehn Arten der gesunden Darmflora, inklusive obligat anaerober Arten, Infektionen mit dem gefürchteten Schädling Clostridium difficile kurieren kann. Zu diesen Türstehern des Darms, die wohl allein durch ihre Anwesenheit für pathogene Keime abschreckend wirken, gehört auch Clostridium scindens. Als einer von wenigen Bakterienarten kann die Mikrobe primäre Gallensalze in sekundäre umwandeln, eine Fähigkeit, die eng mit einem Schutz gegen Clostridium difficile verbunden ist. Ein anderer Mechanismus dieser Kolonisationsresistenz könnte die Verstoffwechslung von Sialinsäuren sein – eine beliebte Energiequelle für Cl. difficile und andere unerwünschte Erreger.

Mechanismus Kolonisationsresistenz

Antibiotika verdrängen kommensale Bakterienspezies aus dem Darm und schwächen die Abwehr gegen Pathogene © Pamer et al. / Science (2016)

Zusammenarbeit mit dem Immunsystem

Kommensale anaerober Darmbakterien produzieren kurzkettige Säuren wie Essigsäure, Buttersäure oder Propionsäure, die zusammen mit dem Laktat der Milchsäurebakterien ein Milieu schaffen, das es für Eindringlinge noch schwerer macht, dort Fuß zu fassen. Eine weitere Waffe Darm-einheimischer Siedler sind direkte antibakterielle Faktoren wie beispielsweise RegIIIγ. Dieses Lektin tötet gezielt grampositive Bakterien wie VRE. Damit behauptet etwa Bacteroides thetaiotaomicron seinen Stammplatz im Verdauungstrakt. Bacteroides thuringiensis wiederum produziert ein Gift gegen sporenbildende Bakterien wie etwa Clostridium difficile oder Bacilli. Auch indirekte Aktionen führen zum Kolonisationsresistenz-Erfolg: Segmentierte filamentöse Bakterien stehen in engem Kontakt mit dem intestinalen Darmepithel und sorgen dort für für eine Verstärkung der Immunabwehr mittels IgA oder lassen dort antimikrobielle Peptide gegen die mögliche Konkurrenz von außen produzieren.

Insgesamt, so haben Experimente gezeigt, läßt sich die Kolonisation unerwünschter Keime durch den Transfer von Darmkommensalen ziemlich gut verhindern. Die Daten deuten auf eine Reduktion pathogener Spezies um sechs Zehnerpotenzen hin, das entspricht der Wirkung sehr starker Vakzine. Auch wenn die jetzt neu identifizierten Bakterienspezies mit starker Kolonisationsresistenz nur einen relativ kleinen Anteil der gesamten Gesellschaft im Darm ausmachen, scheinen sie doch wesentlich effektiver zu sein als die mit großem Marketingaufwand beworbenen Zusätze zu Molkereiprodukten. Die zunehmende Anzahl aussagekräftiger Studien liefert hier wohl bald noch weiteres Beweismaterial.

Logistische und regulatorische Probleme

Die Herausforderung bei der Regeneration der Antibiotika-unterwanderten Darmgesellschaft liegt aber hier in der Umsetzung der Forschung in die Praxis. Aneraobe Bakterien lassen sich nicht einfach mit Lebensmitteln mischen. Auch die Zucht stellt schon wesentlich höhere Anforderungen. Eine Stuhltransplantation von gesunden Spendern nach jedem Antibiotikaeinsatz scheint auch nicht das geeignete Mittel zu sein. Eingehend studiert ist diese relativ neue Therapieoption im humanen Bereich bisher nur bei Infektionen mit Clostridium difficile. Möglicherweise gelingt es aber auch, die entsprechenden Kulturen so zu verpacken, dass sie oral eingenommen werden können und die Passage durch den Magen und den oberen Verdauungstrakt überstehen.

Völlig ungeklärt ist auch, wie eine solche Darmflora-Regeneration reguliert werden soll. Sind die Darmkommensalen mit den jetzt schon kommerziell recht erfolgreichen Probiotika oder auch mit Nahrungszusatzstoffe zu vergleichen, die bis auf den Wahrheitsgehalt ihrer Versprechungen kaum auf ihre Wirkung überprüft werden? Auch homöopathische Wirkstoffe werden – obwohl als Heilmittel betrachtet – kaum überwacht. Studien werden auch berücksichtigen müssen, ob eine solche Kolonisationsresistenz durch Darmkommensalen aus der Zucht eher präventiv oder therapeutisch beabsichtigt ist. Als „normale Darmbewohner“ sind von diesen Gesellen zunächst einmal nur wenig schwerwiegende Nebenwirkungen zu erwarten. Dennoch sind die Veränderungen der Darmflora auf lange Sicht bisher kaum untersucht.

500 Millionen Dollar gibt die US-Regierung aus, um das menschliche Mikrobiom und die Folgen einer Veränderung seiner Zusammensetzung kennenzulernen. „Wir brauchen die Möglichkeit dysfunktionale Mikrobiome zu verändern,“ so Jo Handelsman, Wissenschaftsdirektorin im Weißen Haus, „und wir wollen sie wieder einsatzfähig machen.“ Ein Werkzeug, dass die stumpfe Waffe viel zu oft eingesetzter Antibiotika ablöst und die Rüstung resistent gewordener pathogener Keime durchdringt, wäre ein knappes Jahrhundert nach der Entdeckung des Penicillins ein großer Schritt nach vorne im Kampf gegen infektiöse Krankheiten.

184 Wertungen (4.71 ø)
Forschung, Innere Medizin

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14 Kommentare:

Heilpraktiker

@#13: Ja, “Die Sache ist viel komplexer … “. Wir haben etwa 1000 verschiedene Mikroorganismen im gesunden Darm. Es geht nicht, z. B. nur ein paar Laktobazillen zu geben und zu hoffen, dass damit viel erreicht werden kann. Und manchen Symbionten, bspw. E. coli, bzw. den daraus hergestellten Arzneimitteln, traue ich auch nicht. E. coli ist eben nicht immer das selbe. Nach meinem Eindruck können mit manchen Präparaten entzündliche Prozesse eher gefördert als gelindert werden. Natürlich kann man “nicht immer die böse Industrie anklagen, die “natürliche” Methoden” unterdrückt. Die Industrie stellt die ganzen Symbionten ja her. Bis aber die “Evidenzlage” irgendwann klar ist und die entsprechenden “Leitlinien” zur Verfügung stehen, muss halt auf der Basis therapeutischer Erfahrung mit gesundem Menschenverstand individuell weiter therapiert werden.

#14 |
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Dr. Martin Winckler
Dr. Martin Winckler

Die Sache ist viel komplexer, als viele das wahrhaben wollen: Es gibt etliche Studien mit Saccharomyces boulardii, mit Laktobazillen etc., die in unterschiedlichen Kontexten teils widersprüchliche Ergebnisse haben – auch bei C. diff., weshalb die Evidenzlage in dieser Hinsicht unklar ist und Leitlinien keine Empfehlung dafür aussprechen. Man kann da nicht immer die böse Industrie anklagen, die “natürliche” Methoden unterdrücke. Für die Verdrängung multiresistenter Kolonisierer oder von C. diff. fehlt es bisher an unproblematischen und doch wirksamen Therapien, weshalb man bisher nur zu unselektiven Keimgemischen i.R.d. sog. Fäkaltransplantation greift. In dem Beitrag werden erste Ansätze zu spezifischen, rational begründeten und nachhaltigen Maßnahmen aufgezeigt, die ich sehr interessant finde.

#13 |
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Gast
Gast

#11 : Allerdings graut mir vor dieser Vorstellung, die ich eigentlich gar nicht haben möchte..

#12 |
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Heiko
Heiko

Die Darmgesundheit kann einfach durch die optimale Sitzposition auf der Toilette beeinflusst werden. Ich habe es selbst auch erst nicht geglaubt, aber wenn man einfach in die Hocke wechselt für die regelmäßige Darmentleerung, dann hat man so viel seltener Probleme mit Verstopfung etc.. Zudem sollte man sich einfach viel bewegen und sich entsprechend gesund ernähren. Aber das muss letztlich jeder für sich entscheiden. Wichtig, dass man die Signale des Darms zeitig ernst nimmt und reagiert. Mit der Hocke und eines Hockers können auf jeden Fall viele schmerzvolle Darmkrankheiten behandelt werden und das ist ja schon einmal eine tolle Erkenntnis. Sicherlich kann man dann auch wieder den ein oder anderen Joghurt bedenkenlos vernaschen ;).

#11 |
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Heilpraktiker

@ Christian Becker: Ja.

Ich denke auch, dass therapeutische Misserfolge mit Saccharomyces boulardii häufig nur an einer Unterdosierung liegen. Ich möchte an dieser Stelle nur sagen, dass man sich damit auskennen muss und nicht nur stur den Angaben der Gebrauchsinformation folgen darf …

#10 |
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Apotheker

Die Bedeutung des Darmmikrobioms wurde lange unterschätzt. Gut, wenn die Forschung zunehmend darauf eingeht.
Dieser Satz ist mir jedoch nicht so ganz klar: “Gibt es möglicherweise eine Alternative zum Einsatz von Antibiotika?” Das kann sich ja nur auf Antibiotikaeinsatz bei Darminfektionen beziehen bzw. evtl. noch auf dadurch verursachte Bakteriämien.
Antibiotika werden aber doch meist bei anderen Infektionen eingesetzt und die Darmflora ist sozusagen nur Kollateralschaden. Wenn sich dann natürlich eine pseudomembranöse Colitis ausbreitet, könnte ein Ersatz der Darmflora (durch Probiotika, Stuhltransplantation) natürlich sinnvoll sein… oder besser vorbeugend Probiotika nehmen.
Dass die Probiotika unabhängig von einer ernsten Infektion oder nach einer Antibiotikakur sinnvoll sein könnten, scheint aber immer besser belegt zu werden. Sehr gut.
@ Jürgen C. Bauer
Natürlich sind Saccharomyces resistent gegen Antibiotika. Es sind Pilze, die meisten Antibiotika greifen spezifisch Ziele in Bakterien an.

#9 |
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Ich nutze diese Therapie in Kombination mit weiteren Maßnahmen der Symbioselenkung (Ernährungsumstellung, Prebiotika, beta-Glukanen, Panthotensäure und Glutaminsulfat) schon seit vielen Jahren mit Erfolg bei chronisch rezidivierenden Infektionserkrankungen wie z.B. chron. Zystitis oder chron . Vaginalmykose bei Frauen.

#8 |
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Heilpraktikerin

ist schon seit einer Ewigkeit bekannt, bloß von der Schulmedizin als Hokuspokus und überflüssig angesehen.

#7 |
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Heilpraktiker

@ #5: Saccharomyces boulardii (Synonym: Saccharomyces cerevisiae var. boulardii / Saccharomyces cerevisiae Hansen CBS 5926) ist verwandt mit Saccharomyces cerevisiae. Es besteht aber ein entscheidender Unterschied. Auch ist die Menge der Hefen im Bier viel zu gering.

Saccharomyces boulardii sind übrigens auch antibiotikaresistent, daher können sie zum Antibiotikum gegeben werden. Pathogene Veränderungen im Darm-Mikrobiom, zu denen es häufig bei der antibiotischen Behandlung kommt, kann damit gut entgegen gewirkt werden.

#6 |
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Manfred Lothar Dietwald
Manfred Lothar Dietwald

Da Hefebiere (Hefeweizen z.B.) schon eine Menge Wasser enthalten, brauchen sie nicht in Kapselform geschluckt werden und enthalten nebenbei noch Mineralien. Dennoch erkranken Bayern und Belgier auch an Durchfallerkrankungen. Hefefragmente wirken ebenso.

#5 |
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Heilpraktiker

Meine Favoriten sind ja Saccharomyces boulardii. Sie verdrängen pathogene Keime und sie geben den individuellen eubiotischen Mikroorganismen die Möglichkeit sich wieder zu vermehren. Die individuellen eubiotischen Mikroorganismen sind im Gegensatz zu den eubiotischen Mikroorganismen, die über Generationen im sterilen Bioreaktor vermehrt wurden, an den individuellen Darm angepasst und damit überlebensfähig. Saccharomyces boulardii verbessern die Barrierefunktion der Darmschleimhaut, daher können sie beim sogenannten Leaky-Gut-Syndrom wie auch bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen therapeutisch wirksam werden. Wenn sie nicht mehr gegeben werden, verschwinden sie wieder aus dem Darm. Wichtig ist aber ebenso eine eventuelle Verdauungsinsuffizienz. Wenn die Bestandteile der Nahrung nicht vollständig aufgeschlossen werden, können sie nicht resorbiert werden. Sie wandern in den Dickdarm und bilden hier einen idealen Nährboden für pathogene Mikroorganismen. Faserreiche Kost – Gemüse, Rohkost, Salate – können helfen, weil die Fasern ein ungeeignetes Substrat für pathogene Mikroorganismen im Dickdarm sind. Insbesondere bittere Salate regen die Verdauungssäfte an und bringen die nötigen Fasern in den Darm. Saccharomyces boulardii werden gegen Reisedurchfall eingesetzt. Damit ist die Behandlung der Darm-Dysbiose gewissermassen ein Off-Label-Use. Damit keine Missverständnisse entstehen, muss dem Patienten dies erklärt werden. Er muss auch wissen, dass Saccharomyces boulardii nicht stopfend wirken und auch die Darmperistaltik nicht hemmen.

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Kerstin Betz
Kerstin Betz

#Frau Kollegin Rauh,
kann ich nur beipflichten.

#3 |
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Hendrik Scheinemann
Hendrik Scheinemann

Selbst ist der/die Mann/Frau

Endlich kommen wir zu des Pudels Kern: Kind ernähre Dich Gesund, sprach Oma und servierte (selbstfermentiertes) Sauerkraut – roh – nebst Gurken etc.

Jedweder Leser mit mikrobiologischen Grundkenntnissen nehme sich einen Tropfen hausgemachten Kefir und die selbe Menge „Probiotika“ aus dem Supermarkt, bediene sich der 100 Jahre alten Gramfärbung und beurteile das mikroskopische Bild.

Tatsächlich hilft in dem Falle viel auch viel und knallblau ist fitter als schwaches blau bis rosa.

Der Darm nimmt sich die Flora die er braucht, sofern er sie angeboten bekommt. Oder glaubt irgendwer das jahrtausende Koevolution Mensch und fermentierte/r/s Milch/Teig/Gemüse/Fleisch etc. sprich Lactobacillaceae und Co. so einfach für ein extended shelf life in den Supermärkten ad acta gelegt werden kann, ganz ohne Nebenwirkungen?

#2 |
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Heilpraktikerin

Sehr geehrter Herr Lederer, interessanter Artikel, Danke.
Sie schreiben, dass kommerziell erfolgreiche Probiotika kaum überprüft würden. Es gibt Ausnahmen: Im Journal für Gastroenterologische und Hepatologische Erkrankungen (2009; 7 (4), 38-41) wurde bereits 2009 eine Studie veröffentlicht über den erfolgreichen Einsatz von OmniBIOTIC(R) 10 AAD bei antibiotikaassoziierter Diarrhö (AAD). Die signifikante Reduktion von Toxin A und B bei CDI ist nachgewiesen.
Mit den besten Grüßen
Lisa Rauth

#1 |
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