Microbiotica informiert

Zöliakie ist eine Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem auf Gluten reagiert und eine Entzündungsreaktion im Dünndarm auslöst, die zu Schäden an der Dünndarmschleimhaut führt. Diese Schäden können Verdauungsprobleme, Mangelernährung und andere gesundheitliche Probleme verursachen. Die Diagnose Zöliakie ist ausnahmslos mit einem lebenslangen Verzicht auf Weizen und Gluten verbunden. Selbst kleine Mengen Gluten können bei Menschen mit Zöliakie eine Reaktion auslösen, die die Dünndarmschleimhaut schädigt und mitunter unangenehme gastrointestinale Symptome verursacht. Da der Verzicht auf jede noch so kleine Spur von Weizen den Lebensstil stark beeinträchtigen kann, versuchen Forscher, mehr über die Zöliakie zu erfahren, um alternative Behandlungsmethoden zu entwickeln.

Weizenallergie ist eine allergische Reaktion auf Proteine im Weizen. Die Symptome können von leicht bis lebensbedrohlich reichen und umfassen Hautausschlag, Juckreiz, Schwellungen, Atembeschwerden und Anaphylaxie. Die Diagnose erfolgt in der Regel durch einen Hauttest oder Bluttest.

 „Nicht-Zöliakie-Glutensensitivität“ (NCGS) ist eine Erkrankung, bei der Menschen auf Gluten reagieren, ohne dass bei ihnen eine Zöliakie diagnostiziert wurde. Die Symptome ähneln denen von Zöliakie und können Magen-Darm-Beschwerden wie Blähungen, Bauchschmerzen, Durchfall oder Verstopfung, sowie Müdigkeit, Kopfschmerzen, Gelenkschmerzen und Hautausschläge umfassen. Die Ursache von NCGS ist noch nicht vollständig verstanden, und es gibt keine spezifischen Tests oder Diagnosekriterien dafür.

Wie kommt es zu glutenbedingten Verdauungsstörungen?

1. Glutenmolekül: Gluten besteht aus Glutelinen und Prolaminen (z. B. Weizen-Gliadine)
2. Glutenabbau: Bis zu menschliche 9 Enzyme sind nötig, um Gluten vollständig abzubauen. Oft werden Prolamine (kurze Peptide aus einzelnen Aminosäuren) nicht komplett abgebaut.
3. Prolamin-Fragmente: Bestimmte Prolamin-Fragmente wirken toxisch und immunreaktiv. Verschiedene Peptide wirken unterschiedlich auf Immunzellen – diejenigen, die eine stärkere Immunreaktion hervorrufen, werden als „immunogener“ bezeichnet. Anfällige Personen reagieren sensitiv auf diese Fragmente oder unverdaute Glutenreste.
4. Verdauungsstörungen: Der Verzehr von Gluten kann deswegen zu Verdauungsstörungen wie Durchfall, Blähungen oder Schmerzen führen.

Darmbakterien beeinflussen die Verdauung von Gluten und damit unerwünschte Immunreaktionen

Die Bakterien im menschlichen Dünndarm sind am Glutenstoffwechsel beteiligt, und Wissenschaftler wissen bereits, dass Menschen mit Zöliakie zu einer anderen Zusammensetzung von Dünndarmbakterien neigen als Menschen ohne diese Krankheit. Laut einer Studie¹ der McMaster University (Kanada) können Darmbakterien von Menschen mit Zöliakie eine andere Immunreaktion auslösen als die Mikroben von Menschen ohne Zöliakie, wenn sie mit Gluten in Kontakt kommen. Die Forschungsgruppe kolonisierte hierzu keimfreie Mäuse mit Bakterienkulturen aus Zöliakie Patienten (pathogenes Bakterium Pseudomonas aeruginosa) und Gesunden (diverse Lactobacillus-Arten), fütterte die Mäuse mit Gluten und beobachtete dann folgende Ergebnisse:

• Peptide, die von der Pseudomonas aeruginosa aus Zöliakiepatienten produziert wurden, aktivierten glutenspezifische Immunzellen, was darauf hindeutet, dass die Peptide hoch immunogen waren.
• Im Gegensatz dazu waren die Lactobacillus-Arten gesunder Menschen in der Lage, diese Peptide abzubauen und die Immunreaktion zu vermeiden.

Die Verbindungen zwischen Darmbakterien und dem Immunsystem im Glutenstoffwechsel sind demnach offensichtlich! Es scheint, dass bestimmte Bakterien aus dem Dünndarm die durch die Verdauung von Gluten ausgelösten Immunreaktionen verstärken oder abschwächen können.

Aktuelle in-vitro-Studie zeigt signifikante Gluten Verdauung durch spezifische probiotische Bakterien und deren Enzyme

Eine kürzlich durchgeführte In-vitro-Studie² liefert Hinweise darauf, dass die Zugabe von spezifischen ausgewählten Bakterienstämmen und ihre entsprechenden proteolytischen Enzyme das Potenzial haben, die Verdauung von Gluten zu verbessern und immunogene Peptide während der gastrointestinalen Verdauung zu hydrolysieren. In der Untersuchung wurde belegt, dass die spezifischen Bakterien (enthalten in Innovall^® GLU) in der Lage waren, Gluten zu nicht-toxischen, nicht-immunreaktiven Fragmenten abzubauen.

 

Einladung zum Webinar zum Thema „Gluten und Weizen: Sensitivität, Allergie oder Unverträglichkeit?“

Datum: 23.03.2023

Uhrzeit: 19.30 – 20.30 Uhr

¹Caminero A, Galipeau HJ, McCarville JL, et al. Duodenal bacteria from patients with celiac disease and healthy subjects distinctly affect gluten breakdown and immunogenicity. Gastroenterology. 2016; 151(4):670-83.
²De Angelis, M.; Siragusa, S.; Vacca, M.; Di Cagno, R.; Cristofori, F.; Schwarm, M.; Pelzer, S.; Flügel, M.; Speckmann, B.; Francavilla, R.; et al. Selection of Gut Resistant Bacteria and Construction of Microbial Consortia for Improving Gluten Digestion under Simulated Gastrointestinal Conditions. Nutrients 2021, 13, 992. https://doi.org/ 10.3390/nu13030992

Eine Forschungsgruppe bestehend aus 46 Experten aus den Bereichen Reproduktionsbiologie, Mikrobiomforschung und Immunologie hat nun diese kontroverse These bezüglich des fetalen Mikrobioms widerlegt. Die Ergebnisse ihrer internationalen Studie wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht¹. Die Untersuchungen zeigten, dass die Gebärmutter im Normalfall frei von jeglichen Mikroben ist und somit eine keimfreie Umgebung für die Entwicklung des Fötus bereitstellt. Demnach findet der erste Kontakt mit Mikroben tatsächlich erst bei der Entbindung statt.

Die Wissenschaftler unter der Leitung von Jens Walter vom University College Cork stellten einstimmig fest, dass frühere Nachweise von Mikrobiomen im ungeborenen Kind auf einer Kontamination der Proben beruhen. Studienleiter Walter erklärte, dass die Existenz eines fetalen Mikrobioms im Widerspruch zu unserem aktuellen Verständnis der menschlichen Biologie steht. Die Plazenta verfügt über zahlreiche anatomische und immunologische Barrieren, die verhindern, dass Mikroorganismen in sie eindringen und sich dort ansiedeln. Nur wenige Mikroorganismen sind in der Lage, diese Barrieren zu überwinden und eine gefährliche Infektion des Fötus zu verursachen, so zum Beispiel Röteln- und Windpockenviren, Listerien oder das Herpesvirus, das eine Zytomegalie-Infektion auslösen kann.
Die Studie von Walter et al. legt nahe, dass eine stabile und zahlreiche Besiedlung des Mutterleibs durch Mikroben unter normalen, nicht krankhaften Umständen unwahrscheinlich ist. Allerdings kommen Föten während der Schwangerschaft mit den Stoffwechselprodukten des mütterlichen Mikrobioms in Kontakt, die wichtige Signale für die Immunentwicklung des Fötus liefern können. Diese Erkenntnisse betonen die Bedeutung des mütterlichen Mikrobioms für die Entwicklung des kindlichen Immunsystems und unterstreichen die Notwendigkeit, die Interaktion zwischen Mikroben und Immunsystem in der Schwangerschaft weiter zu untersuchen.

Hierbei sollten auch die Einflussfaktoren berücksichtigt werden, die die Besiedlung des Darms durch Mikroorganismen beeinflussen. Einige dieser Faktoren sind bereits wohl bekannt und sollten daher nicht unterschätzt werden:

• Die Ernährung der Mutter während der Schwangerschaft
• Die Art der Geburt (vaginal oder per Kaiserschnitt)
• Die Ernährung des Neugeborenen (Stillen oder Flaschennahrung)
• Antibiotikagabe während der Schwangerschaft und Geburt
• Exposition von Mutter oder Kind mit bestimmten Medikamenten (Antibiotika, aber auch andere häufig verwendete Medikamente wie Protonenpumpenhemmer zur Behandlung von Sodbrennen, saurem Reflux und Magengeschwüren)
• Umweltfaktoren und Lebensstil der Mutter, wie Rauchen oder Stress

Es ist erwiesen, dass vielfältige Umweltfaktoren, denen ein Kind in den ersten 1.000 Lebenstagen ausgesetzt ist, seine Gesundheit im späteren Leben entscheidend prägen können².
Forscher fanden zum Beispiel signifikante Zusammenhänge zwischen der Belastung durch Luftschadstoffe und der Zusammensetzung der Darmmikrobiota. Bei Säuglingen, die der Luftverschmutzung ausgesetzt waren, waren die Bakterien in ihrem Darm mit entzündlichen und metabolischen Krankheiten verbunden³.

Während es leider kein Patentrezept für ein optimales Darmmikrobiom gibt, das ein Neugeborenes vor Immun- und Stoffwechselkrankheiten schützt, ist es ein guter Rat, das Stillen so weit wie möglich zu propagieren, um das unreife Verdauungs- und Immunsystem eines Babys optimal zu unterstützen und seine Entwicklung zu fördern. Spezifische Präbiotika und Probiotika, die auf die Anforderungen der Darmmikrobiota des Babys zugeschnitten sind, können ebenfalls verabreicht werden um die Etablierung der Darmmikrobiota des Säuglings zu fördern.

Ein Probiotikum das für Kinder ab 0 Jahren geeignet ist, ist z.B. das Innovall^® AID, ein Nahrungsergänzungsmittel mit 10 natürlich im menschlichen Darm vorkommenden, vermehrungsfähigen Bakterienkulturen.

 

¹Kennedy, K.M., de Goffau, M.C., Perez-Muñoz, M.E. et al. Questioning the fetal microbiome illustrates pitfalls of low-biomass microbial studies. Nature 613, 639–649 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05546-8
²https://www.aerzteblatt.de/archiv/183216/Fruehkindliche-Ernaehrung-Die-ersten-1000-Tage-entscheiden
³Bailey MJ, Holzhausen EA, Morgan ZEM, et al. Postnatal exposure to ambient air pollutants is associated with the composition of the infant gut microbiota at 6-months of age. Gut Microbes. 2022 Jan-Dec;14(1):2105096. DOI: 10.1080/19490976.2022.2105096. PMID: 35968805; PMCID: PMC9466616.

Glücklicherweise gehört Deutschland im europäischen Vergleich inzwischen zu den Ländern mit den geringsten Antibiotikaverordnungen im ambulanten Bereich.²

National gibt es jedoch deutliche regionale Unterschiede zwischen den 16 Bundesländern und sogar auf Bezirksebene.³

Dies liefert Anlass zur Sorge über Unterschiede in der Angemessenheit der Verschreibung in Deutschland.

Eine aktuelle Studie untersuchte nun die kleinräumigen, regionalen Unterschiede der ambulanten Antibiotikaverschreibung.⁴ Die Untersuchung umfasst, kurz zusammengefasst, Folgendes:

• Die Gesamtverschreibungsrate liegt bei 442 pro 1000 Personen/Jahr und ist damit im Vergleich zu 2010 um fast 25 % gesunken.

• Kinder bis zu 5 Jahren erhalten im Durchschnitt fast so oft Antibiotika wie Senioren (über 65-Jährige).

• Frauen erhalten häufiger Antibiotika als Männer

• Sowohl bei Erwachsenen als auch Kindern werden vor allem Penicillin, Cephalosporine und Makrolide verschrieben

Zwischen den Regionen gibt es erhebliche Unterschiede bei den Verschreibungsraten (Stand 2018)

Eine Analyse auf Basis von Daten aus dem Jahr 2018, die alle GKV-Versicherten – also rund 87 % der deutschen Bevölkerung – einschließt,⁵ zeigt, dass die Gesamtverordnungsrate von Antibiotika in ost- und süddeutschen Bundesländern niedriger ist als in west- und norddeutschen.⁶
Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass sich die regionalen Verordnungsmuster für Antibiotika nach Altersgruppen unterscheiden. Einige ostdeutsche Bundesländer (z. B. Sachsen-Anhalt) hatten überdurchschnittliche Verordnungsraten für Kinder, aber unterdurchschnittliche Verordnungsraten für Erwachsene.^3,7

• Ungeachtet des allgemeinen Rückgangs der Verschreibungsraten, waren die jeweiligen Unterschiede zwischen den einzelnen Regionen sehr groß.
• Die Raten unterschieden sich regional um das fast 4-fache bei Minderjährigen (0-17 Jahre) und um das mehr als 2-fache bei Erwachsenen (≥18 Jahre).
• Verschreibungsraten waren in Westdeutschland höher als in Ostdeutschland, wobei sich dieses Gefälle bei Minderjährigen zwischen 2010 und 2018 noch weiter vergrößert hat.
• In sämtlichen Altersgruppen waren die höchsten Verschreibungsraten in der Umgebung der Westgrenze Deutschlands zu finden.

Abbildung 2 Alters- und geschlechtsstandardisierte Verschreibungsraten (Verordnungen pro 1000 Personen/Jahr) von Antibiotika, nach Region, Erhebung im Jahr 2018

Erste Hilfe bei einer Antibiose – Damit Antibiotika nur Gutes tun!

Die Identifizierung der Ursachen für die anhaltend hohen Verschreibungsraten in bestimmten Regionen könnte hilfreich sein, um wirksame und maßgeschneiderte Maßnahmen zur weiteren Verbesserung und einer verantwortungsvollen Verordnung in diesen Regionen zu entwickeln. Im besten Fall werden dann Antibiotika nur verschrieben, wenn eine behandlungsbedürftige bakterielle Infektion besteht. Nichtsdestotrotz, sollte das Mikrobiom bereits ab dem ersten Einnahmetag zusätzlich unterstützt werden. Studien zeigen, dass Antibiosen teils erheblichen Einfluss auf das Darmmikrobiom haben und so zu unerwünschten Begleiterscheinungen führen können, wie z.B. Durchfall, Blähungen, Bauschmerzen oder Pilzinfektionen. Besonders bei den häufig eingesetzten Amoxicillinen und Cephalosporinen.⁸ Das heißt, die intestinale Mikrobiota kann und sollte am besten schon während einer Antibiotikabehandlung unterstützt werden, um Beschwerden zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
Dafür eignen sich speziell ausgewählte mikrobiologische Präparate (Microbioticum) zum Ausgleich der Dysbalance der Darmflora während der Antibiose (z.B. durch Innovall^® AB+). Die darin enthaltenen Bakterienstämme können das Mikrobiom weniger empfindlich gegenüber der Antibiotika-Behandlung machen, wodurch es ab dem 1.Tag stabilisiert und schneller regeneriert wird.⁹

Abbildung 3 Innovall® AB+ stabilisiert das Mikrobiom und bewirkt nach kurzer Zeit

Nicht zuletzt konnten bei den Patienten die das Probiotikum einnahmen, Antibiotika-bedingte Begleiterscheinungen wie Durchfall, Blähungen, Bauchschmerzen und Fieber deutlich reduziert werden.¹⁰

¹Chatterjee, A.; Modarai, M.; Naylor, N.R.; Boyd, S.E.; Atun, R.; Barlow, J.; Holmes, A.H.; Johnson, A.; Robotham, J.V. Quantifying Drivers of Antibiotic Resistance in Humans: A Systematic Review. Lancet Infect. Dis. 2018, 18, e368–e378.
²European Centre for Disease Prevention and Control Antimicrobial Consumption in the EU/EEA—Annual Epidemiological Report. 2019. Available online: https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/Antimicrobial-consumption-in-the-EU-Annual-Epidemiological-Report-2019.pdf
³Scholle O, Asendorf M, Buck C, Grill S, Jones C, Kollhorst B, Riedel O, Schüz B, Haug U. Regional Variations in Outpatient Antibiotic Prescribing in Germany: A Small Area Analysis Based on Claims Data. Antibiotics. 2022; 11(7):836
⁴Scholle O, Asendorf M, Buck C, Grill S, Jones C, Kollhorst B, Riedel O, Schüz B, Haug U. Regional Variations in Outpatient Antibiotic Prescribing in Germany: A Small Area Analysis Based on Claims Data. Antibiotics. 2022; 11(7):836
⁵Busse, R.; Blümel, M.; Knieps, F.; Bärnighausen, T. Statutory Health Insurance in Germany: A Health System Shaped by 135 Years of Solidarity, Self-Governance, and Competition. Lancet 2017, 390, 882–897.
⁶Holstiege, J.; Schulz, M.; Akmatov, M.K.; Steffen, A.; Bätzing, J. Outpatient Use of Systemic Antibiotics in Germany from 2010 to 2018—A Population-Based Study. Available online: https://www.versorgungsatlas.de/themen/alle-analysen-nach-datum-sortiert/?tab=6&uid=104
⁷Augustin, J.; Mangiapane, S.; Kern, W.V. A Regional Analysis of Outpatient Antibiotic Prescribing in Germany in 2010. Eur. J. Public Health 2015, 25, 397–399.
⁸Mohsen S, Dickinson JA, Somayaji R. Update on the adverse effects of antimicrobial therapies in community practice. Can Fam Physician. 2020 Sep;66(9):651-659
⁹Engelbrektson et al. J Med Microbiol. 2009; 58(Pt 5):663-70.
¹⁰Ouwehand et al. Vaccine. 2014; 32(4):458-63.