Macht des Darm-Mikrobioms

Die Macht des Darm-Mikrobioms

Der heimliche Programmierer startet schon vor der Geburt 

Frankfurt/Leipzig, September 2018: In den ersten 1.000 Lebenstagen eines Kindes kann ein bifidogenes Milieu die künftige orale Toleranz der Kinder vorteilhaft prägen. Pre-, pro-  und postbiotische Bestandteile in Säuglingsnahrung öffnen frühzeitig Türen zu einer verbesserten Immunlage beim Neugeborenen  – und empfinden damit die beste Lösung der Muttermilch nach. Das von Milupa Nutricia veranstaltete Symposium im Rahmen der 114. DGKJ-Jahrestagung in Leipzig stellte diese neu belegte Erkenntnis ins Zentrum von Vorträgen und Diskussion.    

Das Darm-Mikrobiom der Mutter hat großen Einfluss auf das Mikrobiom des Neugeborenen. Stillen ist die beste Möglichkeit, das sich gerade formierende Mikrobiom des Säuglings zu fördern. Die intensive Erforschung der Mikrobiota im letzten Jahrzehnt hat vielfach gezeigt, dass „Dysbiosen“ vielfältig an der Entstehung vieler chronischer Erkrankungen beteiligt sind. Dazu gehören zum Beispiel Allergien, allergisches Asthma, chronisch obstruktive Erkrankungen und entzündliche Darmerkrankungen. Eine „Dysbiose“ kann schon vor der manifesten Erkrankung bestehen bzw. stellt einen Risikofaktor für die Erkrankung dar. Gestaltet man die Umwelt- und Lebensbedingungen im Sinne einer erwünschten Mikrobiota möglichst effizient, kann beispielsweise ein Allergierisiko günstigstenfalls vermindert werden. Dies zeigen präklinische Studien.

Prof. Harald Renz, Direktor des Instituts für Laboratoriumsmedizin am Universitätsklinikum Giessen und Marburg, beschrieb insgesamt vier wichtige physiologische Mechanismen, die die verbesserte Immunleistung des heranwachsenden Kindes bewirken:    

  1. den engen vorgeburtlichen Kontakt des Mikrobioms der Mutter mit dem Fetus über Oropharynx, Atemwege und Plazenta.
  2. die Übertragung von Keimen aus dem mütterlichen vaginalen Mikrobiom.  Das Mikrobiom von Neugeborenen, die eine vaginale Geburt durchlaufen haben, ist deshalb mit größerer Keimvielfalt ausgestattet als das der Säuglinge nach elektivem Kaiserschnitt
  3. die Keime, mit denen das Neugeborene indoor, outdoor oder ernährungsassoziiert in Kontakt kommt.
  4. die immunaktiven Substanzen und Keime, die über die Muttermilch oder Formula-Nahrung zum Neugeborenen gelangt. Bestimmte Rezeptoren (toll-like receptors und pattern recognition receptors) leisten hier eine eigene Aktivierung und senden kleinste pro-inflammatorische Signale, an die sich das Immunsystem anpasst. Fehlen diese minimalen Reize, kann das Immunsystem nicht lernen. 

Wie Prof. Renz beschrieb, ist eine frühe, große Vielfalt der Keimarten im Darm des Säuglings für die besseren immunologischen Effekte ausschlaggebend. Dies sei neuer Beleg und Aufforderung an Geburtshilfe und Pädiatrie zugleich: „Die ersten tausend Tage bewirken bestmögliche Trainingseffekte des Immunsystems und der metabolischen Funktionen. Sie sind entscheidend für den Rest des Lebens.“, so Prof. Renz.

Er stellte zudem eine Doppel-blind-randomisierte und kontrollierte Interventionsstudie (Chua et al. 2017)vor, die erste Hinweise auf die positiven Effekte einer synbiotischen Säuglingsnahrung mit Prebiotika (GOS/FOS) und Probiotika (B. breve) auf die Kolonisierung des Darmes von Kaiserschnitt geborenen Kindern gibt. So zeigte sich innerhalb von 16 Wochen bei den kaiserschnittentbundenen Kindern, deren Darmbesiedelung mit positiven Bidfidobakterien häufig drastisch verzögert ist, eine schnellere Besiedelung, wenn sie die Nahrung  mit der Kombination aus Pre – und Probiotika erhielten. In der Post-Hoc Analyse wiesen  diese Kinder zudem ein vermindertes Risiko für atopische Dermatitis im Vergleich zu einer Standardnahrung auf. Die Kinder der Interventionsgruppe hatten eine um 72 % reduzierte Häufigkeit der Symptome atopischer Dermatitis.

Auf Basis einer wissenschaftlichen Bestandsaufnahme von Dr. Axel Enninger1, Ärztlicher Direktor am Klinikum Stuttgart, vertieften Dr. Martin Claßen2 und Dr. Stephan Buderus3 Schwerpunkte der aktuellen Postbiotika-Forschung.

Wie noch in den historischen Anfängen der Formula-Nahrung (von der Erfindung des Kindermehles (1865) durch Justus von Liebig über die erste „synthetische“ Milch 1964) geht es heute nicht mehr nur um das pure Überleben bzw.  gutes Gedeihen der Säuglinge. Heute steht die Gesamtheit der positiven bzw. präventiven Effekte von Muttermilch und Formula-Nahrung im Zentrum der Forschung.  Ziel dieser Aktivitäten ist es, die prägenden Effekte der Muttermilch auf die lebenslange Gesundheit möglichst auch mit Formula-Nahrung nachzuempfinden.  

Dr. Claßen und Dr. Buderus hoben vor allem die sichtbaren klinischen Effekte der Postbiotika hervor. In einer Studie mit vier verschiedenen Ernährungsvarianten (je 108 Säuglinge pro Gruppe) schnitt die Nahrung mit 50 %-igem Postbiotika-Zusatz zur Standard-Nahrung  in der Gewichtszunahme äquivalent zu allen anderen Gruppen ab (Huel, 2016). Die Vergleichbarkeit in Wachstums- und Gedeihparametern sei für Postbiotika-Nahrung erfüllt und in der aktuellen Forschungsliteratur  nachgewiesen (Rodriguez-Herrara, 2016)

Die beiden Referenten verwiesen darauf, dass Galacto,- oder Fructo-Oligosaccaride (GOS/FOS) eine wichtige Energiequelle für Bifidobakterien im kindlichen Darm sind. Eine bifidodominante Darmflora wie bei gestillten Kindern auch durch Formula-Nahrung zu erreichen, ist deshalb wünschenswert, wenn Wachstum und Verträglichkeit gegeben ist (siehe auch Punkt „Hintergrund“ ).

Den aktuellen Wissensstand fasste das Team wie folgt zusammen: Den Praktikern obliegt eine große Verantwortung für das Mikrobiom der Neugeborenen. Wenn Formula-Nahrung eingesetzt werde, dann sollten die hier gezeigten Potentiale der positiven Beeinflussung des intestinalen Mikrobioms, sei es durch Pre-, Pro-, Syn- und Postbiotika auch genutzt werden, so Dr. Claßen und Dr. Buderus. Es sei eine künftige Herausforderung für die Forschung, mehr Langzeit-Daten zu den immunologischen Vorteilen  der postbiotischen Substanzen in Säuglingsnahrung zur Verfügung zu stellen.

„Biotics“ in der Anwendung:


Prebiotics: Für Menschen unverdauliche Ballaststoffe, die jedoch Nahrung für probiotische Bakterien sind, z.B. Galacto- oder Fructo-Oligosaccaride (GOS/FOS), Inulin, Pektin, resistente Stärke, beta-Glucane

Probiotics: Lebende Bakterien mit positivem Effekt auf Gesundheit und Wohlbefinden, vorausgesetzt, sie werden in ausreichender Menge zugeführt (Definition nach WHO 2001). Die S3 Leitlinie 2017 verweist auf einen präventiven Effekt auf atopische Exzeme; Beispiel: Bifidobacterium Breve

Synbiotics: Kombination aus pre- und probiotischen Keimen, die sich in ihrem Gesundheitsnutzen ergänzen.

Postbiotics: Bioaktive Stoffwechselprodukte, die durch kontrollierte Herstellungsverfahren (Fermentation)aus lebensmittelüblichen Mikroorganismen gewonnen werden und positive Auswirkung im Darm haben; Beispiel: Enzyme und kurzkettige Fettsäuren.    

Der fachliche Hintergrund:


Muttermilch sorgt für eine gesunde Entwicklung des Darm- und Immunsystems sowie für eine bifidodominierte Darm-Mikrobiota. Sie  enthält erstens mehr als 1.000 Arten an unterschiedlichen prebiotischen kurz- und langkettigen Oligosachariden, auch Human Milk Oligosaccharides (HMO) genannt. Zweitens sind auch kleine Mengen an bioaktiven Stoffwechselprodukten enthalten, wie beispielsweise Enzyme oder kurzkettige Fettsäuren. Sie bewirken z.B. eine Veränderung des pH-Wertes und können dadurch antimikrobiell, antientzündlich und immunmodulierend wirken. Erst seit kurzem ist es möglich bioaktive Stoffwechselprodukte von Milchsäurebakterien durch kontrollierte Fermentierung in größerem Maßstab herzustellen. Positive lokale und systemische Wirkungen der Postbiotika sind in der neuen Forschungsliteratur beschrieben. Die in einer Studie untersuchte Zusammensetzung der Darmflora und die metabolischen Produkte im Stuhl zeigten nach Postbiotika mehr Bifidobakterien, mehr kurzkettige Fettsäuren, eine Senkung des pH-Wertes und einen höheren Spiegel des sekretorischen IgA (Tims et al 2018).

Frühere Studien hatten bereits erste positive Effekte nachgewiesen. Eine Studie von Herrera et al (2015) zeigte bei 300 gesunden Neugeborenen, dass sich bei einer Kombination aus Pre- und Postbiotika die Stuhlcharakteristika von gestillten und ungestillten Säuglingen sehr ähnelten. Bei diesen Säuglingen konnten im Vergleich zur Kontrollgruppe ab der 4. Woche weichere Stühle festgestellt werden. Zudem zeigte sich eine häufigere Stuhlfrequenz ab der 9. Lebenswoche. Huel et al (2016) wies bei Äquivalenz der täglichen Gewichtszunahme und anderen Wachstumsparametern sowie keinen Nebenwirkungen nach 4 Wochen postbiotischer Nahrung weniger Säuglingskoliken sowie eine kürzere Schreidauer über den gesamten Untersuchungszeitraum nach. 

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Quellen
  1. Persönlich nicht anwesend und vertreten durch das Referententeam Dr. Claßen / Dr. Buderus
  2. Chefarzt der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin am Klinikum Bremen
  3. Chefarzt am der Abteilung Pädiatrie der GFO-Kliniken Bonn    

Aguilar-Toalá JE, et al. 2018. Trends in Food Science & Technology 75: 105–14.

Chua M, et al. 2017. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 65: 102–06.

Herrera AR, et al. 2015. J Pediatr Gastroenterol Nutr 61: 516–7. 20

Huel F et al 2016: J Pediatr Gastroenterol Nutr 63: e43

Rodríguez-Herrera A, et al. 2016. J Pediatr Gastroenterol Nutr 62 (Supp. 1): abstract G-P-230: 422.

Tims S, et al. 2018. J Pediatr Gastroenterol Nutr 66 (Supp. 2): 884–5

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