Lange vernachlässigt: Mikrobiota des Dünndarms

Juli 2015

Die von der boo­menden Mikrobiom- und Pro­bio­ti­ka­for­schung bislang unter anderem aus metho­di­schen Gründen ver­nach­läs­sigten Bewohner des Dünn­darms wurden im Rahmen des dies­jäh­rigen Inter­na­tional Yakult Sym­posium in Berlin (23.–24. April) von Univ.-Prof. Dr. Michiel Klee­re­bezem von der Uni­ver­sität Wagen­ingen (NL) gebührend präsentiert.

Prof. Klee­re­bezem richtete in seinem Vortrag den Blick auf die Mikro­biota des Dünn­darms auch in Hin­blick als poten­zi­ellen Wir­kungsort für Pro­biotika. Bisher fokus­sierte die Mikrobiom- und Pro­bio­ti­ka­for­schung vor allem auf den Dickdarm. Dies resul­tiert aus der schlechten Zugäng­lichkeit des Dünn­darms und aus seiner gerin­geren Bak­te­ri­en­dichte. Während diese im Kolon bei 1010–1011 liegt, beträgt sie im Dünndarm 104–108. Auch ist die Vielfalt der Mikro­biota im Dünndarm geringer als im Kolon. Daraus resul­tiert ein wesentlich grö­ßerer und rascher ein­tre­tender Ein­fluss von Nah­rungs­mitteln oder eben Pro­biotika auf deren Zusam­men­setzung. Aber auch der Mikro­biota des Dünn­darms kommt eine ent­schei­dende Rolle bei der Gesund­erhaltung zu, so Klee­re­bezem, womöglich eine ent­schei­dendere als dem Dickdarm. Immerhin treffen hier die Darm­mi­kro­biota und die Nahrung das erste Mal auf ein­ander und neben der Nähr­stoff­auf­nahme finden unter anderem wichtige immu­no­lo­gische Wech­sel­wir­kungen statt. Daher ist die Cha­rak­te­ri­sierung der Mikro­biota des Dünn­darms und ihrer Ein­flüsse auf mukosale und sys­te­mische Abläufe von großer Bedeutung, so Kleerebezem.

Mit seiner Arbeits­gruppe an der Uni­ver­sität Wagen­ingen konnte er beein­dru­ckend zeigen, dass in der Mikro­biota des Dünn­darms vor allem Spezies wie Strep­to­coccus, Veil­lo­nella, Esche­richia und Clos­tridium vor­herr­schen. Ana­ly­se­proben erhielt Klee­re­bezem u. a. von Ileostomie-​Patienten, Per­sonen mit einem künst­lichen Darm­ausgang nach ope­ra­tiver Ent­fernung des Kolon, die ansonsten gesund waren. Hier ist es möglich, die schwer erreich­baren Bak­terien aus dem pro­xi­malen Dünndarm zu gewinnen. Eine weniger invasive, viel­ver­spre­chende Methode beinhaltet die Ver­wendung fern­ge­steu­erter Kapseln, die durch pH-​Wert-​Messung ihre Position im Dünndarm erkennen. Sie können dann akti­viert werden, an einer defi­nierten Stelle Proben zu entnehmen.

Lactobacillen: Veränderte Genexpression bereits im Dünndarm

Ent­gegen bis­he­riger Berichte stellen Lac­to­ba­cillen nicht die domi­nante Bak­te­ri­en­gruppe im Dünndarm dar. Deren Zufuhr kann jedoch zu einer kurz­zei­tigen Änderung der Mikro­bio­ta­zu­sam­men­setzung im Dünndarm führen, berichtet Klee­re­bezem. Seine Arbeits­gruppe unter­suchte die Reak­tionen im Dünndarm auf die pro­bio­ti­schen Stämme Lac­to­ba­c­illus aci­do­philus, L. casei, L. plan­tarum und L. rham­nosus. In diesen Studien führte eine pro­bio­tische Inter­vention zu einer spe­zi­es­ab­hän­gigen, repro­du­zier­baren und ein­deu­tigen Antwort der Dünn­darm­mukosa. Dies wurde im Cross-​over Design gemessen. RNA-​Analysen zeigten, dass 300 bis 750 Gene in ihrer Expression beein­flusst werden. So sahen die Wis­sen­schaftler bei­spiels­weise Ver­än­de­rungen durch L. casei bei Genen, die in der Th1/​Th2-​Balance und der Immun­pro­li­fe­ration eine Rolle spielen. Auch Gene, die im Stoff­wechsel, dem Eisen­transport und der Eisen­ho­möostase in der Mukosa invol­viert sind, reagierten spe­zi­fisch auf eine Pro­bio­ti­kagabe. Inter­es­san­ter­weise ähneln diese, durch Lac­to­ba­c­illus ver­ur­sachten, Ände­rungen der Genex­pression auf­fällig der zel­lu­lären Reaktion auf ver­schiedene Phar­ma­zeutika. „Dies lässt neu­artige funk­tio­nelle Wir­kungen von Pro­biotika ver­muten“, so Klee­re­bezem. Der Wis­sen­schafter hob hervor, dass die Unter­schiede der Tran­skrip­ti­ons­profile der Mukosa zwi­schen ein­zelnen Ver­suchs­teil­nehmern teil­weise größer sind als die Ver­än­de­rungen nach Lactobacillus-​Intervention – was wie­derum die Bedeutung der indi­vi­du­ellen Unter­schiede zeigt. Dafür kommen ver­schiedene Ursachen in Frage: Unter­schiede des Genotyps und der Epi­ge­netik, Ernährung und Lebensstil sowie die indi­vi­duelle Zusam­men­setzung der Mikro­biota. Dies würde dann auch erklären, warum nicht bei jedem Pro­banden die­selbe Wirkung durch Pro­biotika her­vor­ge­rufen wird bzw. auch Non-​Responder exis­tieren. Daher sind dringend Studien mit einem Cross-​over Design zu emp­fehlen. „Um die Wir­kungen von Pro­biotika noch genauer unter­suchen zu können, müssen wir die Ziel­po­pu­la­tionen genauer zuordnen und eine bessere Vor­her­sag­barkeit der Emp­find­lichkeit für eine Inter­vention anstreben“, erklärte Kleerebezem.

Inter­na­tional Yakult Sym­posium; Red

Lite­ra­tur­emp­fehlung:

El Aidy S, van den Bogert B, Klee­re­bezem M: The small intestine micro­biota, nut­ri­tional modu­lation and rele­vance for health. Curr Opin Biotech 2015; 32: 14–20

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