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Mikroorgansimen in Darm und Lunge (Bericht von der DMT 2018)

Die Deutsche Mukoviszidose Tagung (DMT) ist die größte interdisziplinäre Fachtagung für Mukoviszidose-Behandler in Deutschland. An drei Tagen wird ein breites Fort- und Weiterbildungsangebot für die verschiedenen Mukoviszidose-Behandler-Fachbereiche präsentiert. Wir berichten an dieser Stelle über aktuelle Themen der Jahrestagung 2018.

Ernährung: welchen Einfluss haben Mikroorganismen?

Ein nicht nur in der Mukoviszidose-Forschung zunehmend präsentes Thema ist die so genannte Darm-Gehirn-Achse. So gibt es einen ausgeprägten Zusammenhang zwischen dem menschlichen Darm und dem Gehirn. Erkenntnisse wie dass man unausstehlich wird, wenn man hungrig ist, das Gefühl der „Schmetterlinge im Bauch“ und dass man von „Luft und Liebe leben“ kann, sind jedem geläufig. Inzwischen gibt es auch wissenschaftliche Erklärungen dazu. Kürzlich wurde der Begriff „Hangry“ kreiert und meint negative Gefühle, die mit Hunger einhergehen. Jemand, der hungrig ist, bewertet z.B. eine Situation oder auch andere Menschen oft weitaus negativer als er/sie das im satten Zustand tun würde. Grund dafür sind offenbar Hormone wie Ghrelin, Kortisol oder Adrenalin, die bei einer Unterzuckerung ausgeschüttet werden. Insbesondere die Stresshormone Kortisol und Adrenalin werden genauso bei Ärger oder anderen Stresssituationen aktiviert. Evolutiv gesehen ist das auch sinnvoll, denn in allen Situationen ist motiviertes Handeln gefragt: Essen oder Flucht oder Kampf. Hormone sind demnach ein ganz klarer Teil der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn. Offensichtlicher aber ist noch, dass beide durch den Vagusnerv miteinander verbunden sind.

Darm und Gehirn „sprechen“ also miteinander und die Kommunikation geht dabei in beide Richtungen. Es gibt aber noch jemanden, der „mitredet“ und das sind die Mikroorganismen im Darm. Eine Gemeinschaft verschiedener Mikroorganismen nennen Fachleute auch Mikrobiota. Eine veränderte Darm-Mikrobiota kann zu Erkrankungen führen. Relativ bekannt sind Durchfälle bei Antibiotikatherapie, bei denen nicht nur die krankmachenden Keime, sondern leider auch einige Darmbakterien mit abgetötet werden. Sogar Depressionen können mit einer veränderten Zusammensetzung der Mikroorganismen im Darm verknüpft sein. Und bei Angst und Autismus scheint ebenfalls ein Zusammenhang zur Darm-Mikrobiota zu bestehen. Verschiedene Faktoren sind bekannt, die die Darm-Mikrobiota beeinflussen. So wirken sich Stillen von Säuglingen und eine vaginale Entbindung im Gegensatz zum Kaiserschnitt positiv aus, frühe Antibiotikatherapien im Säuglingsalter haben einen negativen Einfluss auf die Mikrobiota.

Auch die Zusammensetzung der Mikroorgansimen in der Lunge von CF-Patienten ist anders

Neue, auf Gen-Sequenzierungen basierende und daher kulturunabhängige Methoden geben immer mehr Einblick in die mikrobiologische Vielfalt der Atemwege. Eine systematische Studie untersuchte Proben aus verschiedenen Bereichen der Atemwege von Mukoviszidose Patienten auf Bakterien, Viren und Pilze. Zum Vergleich wurden Proben von gesunden Probanden, unterschieden in Raucher und Nicht-Raucher, herangezogen. Insgesamt tragen Bakterien zu 99% der mikrobiellen Vielfalt in der Lunge bei, Viren und Pilze hingegen machen zusammen nur 1% aus. Vergleicht man die mikrobiologischen Proben von Mukoviszidose-Patienten mit denen der gesunden Kontrollen, so sieht man, dass sich bei den Mukoviszidose-Patienten die bakterielle Vielfalt reduziert und sehr Patienten-individuelle Bakterien-Gemeinschaften entstehen, während bei gesunden Kontrollen, egal ob Raucher oder nicht, relativ ähnliche bakterielle Gemeinschaften nachweisbar sind. Interessant ist, dass sich die Darmsymptomatik der Mukoviszidose-Patienten (unterschieden nach Beteiligung der Bauchspeicheldrüse: Pankreas insuffizienten und Pankreas suffizienten Patienten) auf die mikrobielle Gemeinschaft auswirkt: so sind verschiedene Bakterien aus dem Stamm der „Firmicutes“ (darunter Staphyloccus aureus und verschiedene Streptokokken) dominant in Patienten mit Funktion der Bauchspeicheldrüse (Pankreas suffizient) und Vertreter aus dem Stamm der „Bacteroides“ (darunter vor allem Pseudomonas aeruginosa und Hämophilus influenzae) dominant in Patienten mit eingeschränkte Bauchspeicheldrüsenfunktion( (Pankreas insuffizient).  

Eine weitere mikrobiologische Forschungsarbeit anhand einer kulturunabhängigen Diagnostik untersuchte ob „gute“ Bakterien wie Prevotella melaninogenica anti-entzündlich wirken, während „schlechte“ Bakterien wie Pseudomonas aeruginosa pro-entzündlich sind. Es zeigte sich, dass bei intakter vielfältiger Bakteriengemeinschaft auch weniger pro-entzündlichen Faktoren (IL-8 und Neutrophile Granulozyten) gemessen werden können. Während das Vorhandensein von Pseudomonas aeruginosa einen pro-entzündlichen Zustand hervorruft, scheint das Vorhandensein von Prevotella melaninogenica einen anti-entzündlichen Zustand zu begünstigen. Interessanterweise, so zeigen seine Daten, induziert Staphylococcus aureus im Gegensatz zu Pseudomonas aeruginosa diesen pro-inflamatorischen Zustand nicht.  

Ernährung beeinflusst Mikroorganismen

Viel zu wenig ist darüber bekannt, wie man die Erkenntnisse zur Zusammensetzung der mikrobiellen Flora therapeutisch umsetzen kann: Eine gesunde Ernährung mit pflanzlichem Protein und antientzündlichen kurzkettigen Fettsäuren scheint sich positiv auf die Mikrobiota auszuwirken, viel Fett, rotes Fleisch und prozessierte Nahrung (Fertiggerichte) begünstigen offenbar die „schlechten“ Keime im Darm, die über Botenstoffe Entzündungsprozesse auslösen oder verstärken können und Übergewicht, Diabetes oder Herz-Kreislauferkrankungen fördern.

Probiotika bei CF

Bei Mukoviszidose ist die Darm-Mikrobiota ebenfalls verändert. Viele Antibiotika-Therapien, ein hoher Fettgehalt der Nahrung, verschlucktes Sputum mit Atemwegskeimen und nicht zuletzt eine direkt veränderte Verdauungsfunktion durch die veränderte CFTR-Aktivität an der Darmschleimhaut. Bisher gibt es sechs RCTs (randomisierte klinische Studien) zu Probiotika bei Mukoviszidose. Es konnte gezeigt werden, dass pulmonale Exazerbationen zurückgingen. Insgesamt ist aber weder klar, welches Präparat in welcher Dosierung am besten wäre noch gibt es Daten zur Lebensqualität und zu möglichen (evt. psychischen) Langzeitfolgen. Ob und welche Probiotika bei Mukoviszidose eingesetzt werden können, um die Mikrobiota günstig zu beeinflussen, muss die Forschung in den nächsten Jahren zeigen.

Alternative Ernährungsformen: Kann ich mit CF vegan essen?

Die Ernährung spielt bei der CF eine große Rolle und eine gute Ernährungsberatung ist ein essentieller Baustein der CF-Therapie. Gleichzeitig wird Ernährung heutzutage in der gesamten Gesellschaft mehr und mehr mit ideellen Werten verknüpft. Neben Paleo-Diät, ovo-/lacto-/pesco-vegetabiler Ernährung, Trennkost und Low Carb-Diät ist auch die vegane Ernährung (Verzicht auf alle tierischen Lebensmittel und Produkte, für die Tierversuche durchgeführt werden) immer mehr verbreitet und kann auch bei CF-Patienten ein Thema sein. Dabei sind mehrere kritische Punkte hinsichtlich der Durchführbarkeit, der Nährstoffversorgung und der Beratung zu bedenken. Tierische Proteine lassen sich bei bewusster Alternativkost zwar durch geeignete pflanzliche Proteine ersetzen, dabei muss aber die biologische Wertigkeit beachtet werden. Ebenso ist die ausreichende Versorgung mit Calcium, Jod, Zink, Selen und den Vitaminen D und B12 zu beachten. Alternativprodukte sollten mit Vitaminen und Mineralstoffen angereichert sein. Bei einer veganen Ernährungsweise muss außerdem eine ausgewogene Zusammensetzung von Fett -und Kohlenhydratzufuhr beachtet werden. Durch die vegane Ernährung entsteht zudem ein erheblicher Mehraufwand für den Patienten, sowohl bezogen auf die aufwändigere Zubereitung der Speisen und Beschaffung der Lebensmittel, es kann aber auch finanzielle Mehrkosten geben. Die Ernährungsberatung muss engmaschiger erfolgen, um die Ernährungsumstellung zu begleiten und einem Mangelzustand vorzubeugen. Das sollte in einer Ernährungsberatung offen angesprochen werden, damit der CF-Betroffene weiß, worauf er sich mit der veganen Ernährung einlässt und um langfristige gesundheitliche Schäden zu vermeiden.  

Dr. Jutta Bend, Dr. Uta Düesberg, Dr. Sylvia Hafkemeyer
28.11.2018