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Antibiotika und Mikrobiota • mikrooek.de

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Antibiotika - der Tod der Mikrobiota?

Dr. Folke Schmidt ist Facharzt für Urologie und betreibt eine eigene Praxis in Obertshausen bei Frankfurt am Main. Auf der 4. Fachtagung für Mikroökologie am 15. Oktober 2016 in Herborn sprach Schmidt über die Auswirkungen von Antibiotika auf die Zusammensetzung der Darmflora. Wie wissenschaftliche Veröffentlichungen zeigen, verändern Antibiotikagaben die Darmflora nachhaltig.

Bakterien besiedeln den menschlichen Körper überall dort, wo es eine Verbindung zur Umwelt gibt: im Mund, in der Lunge, im Gastrointestinaltrakt, im Urogenitaltrakt und auf der Haut.1 „Am besten untersucht ist bis heute die Darmmikrobiota“, so Dr. Folke Schmidt. Hier befinden sich 95 Prozent aller Bakterien, die den Menschen besiedeln. Die 800 bis 1.000 verschiedenen Bakterienarten haben ein Gesamtgewicht von etwa zwei Kilogramm.

Je größer die Vielfalt im Darm, desto gesünder der Mensch

„Die Entwicklung unserer Darmflora hängt – neben der Ernährung - von genetischen, geographischen und hygienischen Parametern und von der Einnahme von Medikamenten, insbesondere von Antibiotika, ab“, erklärte Schmidt, und weiter „je komplexer die Darmmikrobiota zusammengesetzt ist, desto gesünder ist der Mensch.“ Im Umkehrschluss nimmt die Anfälligkeit für Erkrankungen mit abnehmender bakterieller Vielfalt im Darm zu.2

Menschliche Blase doch nicht steril

Bis vor etwa 15 Jahren waren die bakteriellen Besiedler des Menschen ausschließlich über ihre kulturelle Anzucht nachweisbar. Doch die gelang nur bei etwa 20 Prozent der Bakterien. Heute weiß man dank moderner Sequenzierungsmethoden: auch Organe, die bisher als steril galten, sind von Bakterien besiedelt. Als praktizierender Urologe verwies Schmidt dabei auf den Mythos vom sterilen Urin. Denn moderne Untersuchungsmethoden auf Basis bakterieller DNA konnten sogar in der gesunden, menschlichen Harnblase Bakterien nachweisen.3 Durch die Gabe von Antibiotika würden unter Umständen Mikrobiota beeinflusst, die noch gar nicht bekannt oder unzureichend erforscht sind, gab Schmidt zu bedenken.

Wie beeinflussen Antibiotika unsere Mikrobiota?

Wie ein Antibiotikum auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota wirkt, hängt von mehreren Faktoren ab:

  • dem Wirkspektrum des Antibiotikums,
  • Dosis und Dauer der Einnahme,
  • der Einnahmeart (intravenös/oral),
  • und der Pharmakokinetik/-dynamik.

Jedes Antibiotikum verringert die mikrobielle Diversität im menschlichen Darm. „Doch Antibiotika, die über die Gallensäure ausgeschieden werden, beeinflussen die Darmmikrobiota beispielsweise stärker als andere“, so Schmidt. Außerdem selektiert die Antibiotikaeinnahme resistente Stämme. „Nach Beginn der Antibiotikatherapie überwiegen unter Umständen die resistenten Bakterien. Ob dabei primär sensible Bakterien durch eine Mutation resistent werden oder resistente Bakterien durch einen Wachstumsvorteil die Überhand gewinnen, ist bisher nicht vollständig geklärt“, erläuterte Schmidt.4

Nachwirkungen einer Antibiotikatherapie bis zu zwei Jahre messbar

Die Auswirkungen einer Antibiotikatherapie auf die Darmflora halten auch noch nach dem Ende der Therapie an. „Bis sich die Darmflora wieder erholt hat, dauert es oft länger, als wir erwarten“, so Schmidt. Studien zeigten eine Dauer von bis zu zwei Jahren an, die die Darmmikrobiota benötigt, um wieder in den ursprünglichen Zustand zurückzukommen.5,6 „Im schlimmsten Fall selektieren wir durch Antibiotika pathogene Keime“, so Schmidt. Ein bekanntes Beispiel ist die pseudomembranöse Kolitis. Sie entsteht, wenn Antibiotika die Darmflora so sehr schädigen, dass sich das Bakterium Clostridium difficile sehr stark vermehren kann. Die von den Clostridien ausgeschiedenen Toxine können zu Fieber, Bauchschmerzen, Durchfall und Flüssigkeitsverlust führen.

Gestörte Mikrobiota erhöht die Durchlässigkeit der Darmwand

Soweit kommt es natürlich nicht immer. „Auf jeden aber Fall verändern wir durch die Einnahme von Antibiotika das komplexe Zusammenspiel unserer Mikroflora“, so Schmidt weiter. Dadurch werden Signalkaskaden gestört, die zwischen den Bakterien, aber auch zwischen den Bakterien und den Darmzellen stattfinden. Unter Umständen kann die Freisetzung antibakterieller Peptide durch die Darmzellen nicht mehr stattfinden; in der Folge können sich pathogene Bakterien im Darm vermehren. Das kann die Schleimschicht auf den Darmzellen dünner werden lassen und die Tight junctions, die Verbindungen zwischen den Darmzellen, können ihre Haftung verlieren und durchlässiger für Bakterien werden.

Veränderte Stoffwechselprodukte stören Darmwand und können toxisch wirken

Nach einer Antibiotikagabe ändern sich mit der Zusammensetzung der Mikrobiota auch die Stoffwechselprodukte, die die verbliebenen Bakterien im Darm produzieren. „Hier ist von entscheidender Bedeutung, dass die Konzentration von Folsäure oder kurzkettigen Fettsäuren abnehmen kann. Diese Stoffe sind einerseits mit epigenetischen Prozessen verknüpft, aber auch für die Ernährung der Darmzellen sehr wichtig“, erklärte Schmidt. Daneben können sich auch toxische Stoffwechselprodukte ansammeln. Oft produziert ein Bakterientyp Metabolite, die andere Bakterienarten aufnehmen und verwerten können. Hemmt ein Antibiotikum das Wachstum der Metaboliten-Verwerter, kann die Konzentration der Stoffwechselprodukte bis zu einer toxischen Konzentration ansteigen.5

Antibiotika bei asymptomatischer Bakteriurie nicht nötig

Doch wann lässt sich auf eine antibiotische Behandlung verzichten? Studiendaten aus der urologischen Praxis legen das bei einer asymptomatischen Bakteriurie nahe: Hier bringt eine Antibiotikakur keine Vorteile, wie eine Studie an 673 Patientinnen zeigte.7 Ein Teil der Patientinnen wurde zu einer Kontrollgruppe ohne antibiotische Behandlung zusammengefasst, während der andere Teil eine antibiogrammgerechte Antibiose erhielt. „Das Überraschende dabei war: Nach drei Monaten hatten nur 3,5 Prozent der Frauen in der Kontrollgruppe eine symptomatische Harnwegsinfektion entwickelt. In der antibiotisch behandelten Gruppe waren es 8,8 Prozent“, so Schmidt.

Auch eine Nierenbeckenentzündung trat bei den unbehandelten Frauen nur einmal auf, in der behandelten Gruppe zweimal. Die häufigsten Erreger waren in beiden Gruppen Escherichia coli und Enterococcus faecalis. „Auch bei der Rezidivneigung schnitten die unbehandelten Patientinnen besser ab als die antibiotisch behandelten“, fasste Schmidt die Ergebnisse zusammen.

In der Praxis sei eine Umsetzung der Studienergebnisse allerdings schwierig, räumte Schmidt ein. Denn zum einen fehle die Zeit, den Patientinnen die Behandlungsstrategie zu erklären und ihnen die mögliche Angst vor einer aufkeimenden Nierenbeckenentzündung zu nehmen. Zum anderen erfordere die Vorgehensweise eine engmaschige Überwachung der Patientinnen, die ebenfalls für beide Seiten mit einem erhöhten Zeitaufwand verbunden sei.

Antibiotika – der Tod der Mikrobiota?

Antibiotika seien gewiss nicht der Tod der Mikrobiota, so Schmidt. „Aber wir müssen bedenken, dass wir die Zusammensetzung der Mikrobiota durch die Gabe von Antibiotika verändern und dass wir zum heutigen Zeitpunkt noch gar nicht genau wissen, wie wir sie verändern und welche Folgen wir damit auslösen.“ Vergleichen ließe sich der Wettlauf des Wirtsorganismus mit den Bakterien mit dem eines Leoparden mit einer Gazelle. „Doch bei diesem Wettkampf sind wir nicht der Leopard, sondern die Gazelle!“, so Schmidt. Denn Bakterien könnten sich weitaus schneller und besser an eine sich verändernde Umgebung anpassen als der Mensch.

Antibiotika grundsätzlich zu verteufeln, war keineswegs die Absicht von Dr. Schmidt: „Antibiotika haben eine sehr wichtige Funktion und retten nach wie vor Leben“, betonte der Urologe, „aber neue Behandlungsstrategien sollten nicht nur auf die Bekämpfung der Bakterien abzielen, sondern vor allem auf die Stärkung des Immunsystems.“

Literatur:

  1. Scher JU and Abramson SB The microbiome and rheumatoid arthritis. Nat Rev Rheumatol. 2011 Aug 23;7(10):569-78.
  2. Kostic AD et al. The microbiome in inflammatory bowel disease: current status and the future ahead. Gastroenterology. 2014 May;146(6):1489-99.
  3. Lewis DA et al. The human urinary microbiome; bacterial DNA in voided urine of asymptomatic adults. Front Cell Infect Microbiol. 2013 Aug 15;3:41.
  4. Jernberg C et al. Long-term impacts of antibiotic exposure on the human intestinal microbiota. Microbiology. 2010 Nov;156(Pt 11):3216-23.
  5. Jernberg C et al. Long-term ecological impacts of antibiotic administration on the human intestinal microbiota. ISME J. 2007 May;1(1):56-66.
  6. Rashid MU et al. Determining the Long-term Effect of Antibiotic Administration on the Human Normal Intestinal Microbiota Using Culture and Pyrosequencing Methods. Clin Infect Dis. 2015 May 15;60 Suppl 2:S77-84.
  7. Cai T et al. The role of asymptomatic bacteriuria in young women with recurrent urinary tract infections: to treat or not to treat? Clin Infect Dis. 2012 Sep;55(6):771-7.

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