FÜR ÄRZTE UND THERAPEUTEN

Kindliches Mikrobiom und Asthma

Buttersäure als Schutzfaktor im Visier

Wachsen Kinder auf dem Bauernhof auf, entwickeln sie seltener Allergien und Asthma - das haben Bauernhof-Studien bereits vor einigen Jahren gezeigt.1 Seitdem untersuchen Wissenschaftler, wie genau die Bauernhof-Umgebung vor Allergien und Asthma schützen kann. Münchner Wissenschaftler sind jetzt im Darm von Säuglingen fündig geworden.

Laut dem aktuellen Gesundheitsatlas Asthma bronchiale der AOK leben in Deutschland etwa 3,5 Millionen Asthmatiker, die eine Medikation benötigen - das entspricht 4,2 Prozent der Bevölkerung.

Wissenschaftler um Dr. Martin Depner vom Institut für Asthma- und Allergieprävention des Helmholtz Zentrums München haben untersucht, welche Rolle das Mikrobiom im Säuglingsdarm bei der Entstehung von Asthma spielt.2
Dafür haben sie Mikrobiom-Daten analysiert, die aus der 2013 gestarteten PASTURE-Geburtskohorte stammen - einer europaweiten multizentrischen Studie mit dem Namen Protection against Allergy: Study in Rural Environments. An der PASTURE-Geburtskohorte nehmen Kinder aus ländlichen Gebieten Europas teil, von denen etwa die Hälfte auf einem familiengeführten Bauernhof aufwächst.


Reifungsmuster ist ausschlaggebend

In den österreichischen, finnischen, deutschen und schweizerischen Armen der Studie wurden bei insgesamt 930 Kindern Stuhlproben entnommen - jeweils im zweiten und zwölften Lebensmonat.
Die Wissenschaftler konnten aus den Proben interessante Erkenntnisse zur Reifung des kindlichen Mikrobioms gewinnen:

  • Im Alter von zwei Monaten dominierten Bakterien der Gattung Bifidobacterium - Stillen steigerte die Zellzahlen der Bifidobakterien noch.
  • Im zwölften Lebensmonat war die relative Häufigkeit der Bifidobakterien auf etwa die Hälfte zurückgegangen, während die Zellzahlen der Gattung Blautia aus der Familie der Lachnospiraceae erheblich zugenommen hatten. Auch andere Gattungen wie Coprococcus, Faecalibacterium und Roseburia waren im Alter von zwölf Monaten nachweisbar.

Neben Kindern mit diesem typischen Reifungsmuster des Darm-Mikrobioms fanden die Wissenschaftler auch eine Gruppe von Kindern, deren Mikrobiom-Zusammensetzung sowohl mit zwei Monaten, als auch mit zwölf Monaten vom typischen Reifungsmuster abwich. Die Kinder dieser Gruppe litten mit zwölf Monaten fast doppelt so häufig unter Asthma.


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Je mehr Buttersäure, desto weniger Asthma

Da Bauernhof-Kinder ein reiferes Mikrobiom besitzen, das größere Mengen kurzkettiger Fettsäuren produzieren kann, analysierten Depner und Kollegen die einzelnen kurzkettigen Fettsäuren im Hinblick auf die Asthma-Entstehung. Die stärkste Assoziation fanden sie bei der Buttersäure, deren Einfluss sie in einer eingebetteten Fall-Kontroll-Studie genauer untersuchten. In der Fall-Kontroll-Studie verglichen die Wissenschaftler die Daten von 44 asthmatischen und 94 gesunden Kindern.

Das Ergebnis: Asthma trat umso seltener auf, je

  • mehr Buttersäure sich im Stuhl befand.
  • mehr Bakteriengruppen im Stuhl Buttersäure produzieren konnten und
  • je häufiger ein Gen vorkam, das für ein wichtiges Enzym des Buttersäure-Stoffwechsels kodiert.

Auch Kaiserschnitt beeinträchtigt Mikrobiom

Bereits seit längerem ist bekannt: Kaiserschnittkinder haben ein höheres Risiko, Asthma zu entwickeln.
Wie eine aktuelle Studie4 zeigt, ist auch hier das Reifungsmuster der intestinalen Mikrobiota entscheidend. Bei Kaiserschnitt-Kindern war die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft im Darm im Alter von einer Woche und einem Monat verändert - im Vergleich zu vaginal geborenen Kindern. Im Alter von einem Jahr waren die Unterschiede bei vielen Kindern kaum noch vorhanden. Allerdings gab es Kinder, bei denen die Zusammensetzung auch in dem Alter noch deutlich abwich - sie besaßen ein erhöhtes Asthmarisiko.


Candida und Rhodotorula begünstigen Allergien

Schon die Ergebnisse einer früheren Studie hatten auf die Bedeutung anti-inflammatorischer Fettsäuren im Säuglingsdarm hingewiesen: Sie fehlten im Metabolitenprofil, wenn der Darm im Alter von einem Monat mit einer allergiebegünstigenden Darm-Mikrobiota besiedelt war.3 Als allergiebegünstigend stuften die Wissenschaftler verringerte Zellzahlen der kommensalen Bakterien und erhöhte Zellzahlen der Pilz-Gattungen Candida und Rhodotorula ein. Bei den betroffenen Säuglingen war das Risiko um das bis zu Dreifache erhöht, im Alter von zwei Jahren eine Allergie zu entwickeln.

Die Wissenschaftler identifizierten bei den Säuglingen mit einer allergiebegünstigenden Mikrobiota außerdem ein Lipid, das die Gruppe von T-Zellen unterdrücken konnte, die für eine orale Toleranz relevant ist.


Hinweis auf Darm-Lungen-Achse

Nach Einschätzung von Depner und Kollegen kann das Darm-Mikrobiom über seine Stoffwechselprodukte - vor allem über die Buttersäure - zum Schutz vor Asthma beitragen. Die Wissenschaftler sehen darin auch das Konzept einer Darm-Lungen-Achse bestärkt.


Asthma bronchiale - Grundlagen

Asthma bronchiale ist eine chronische, entzündliche Erkrankung der Atemwege, die mit anfallsartiger Luftnot verbunden ist. Kennzeichen sind eine Überempfindlichkeit der Bronchien - die Hyperreagibilität - und eine reversible Verengung der Atemwege - die Obstruktion.

Typische Symptome eines Asthmaanfalls sind:

  • akute Atemnot
  • Husten, meist unproduktiv 
  • Giemen.

Einteilen lässt sich das Asthma bronchiale in

  • allergisches = extrinsisches Asthma und
  • nichtallergisches = intrinsisches Asthma,

aber meist treten Mischformen auf. Kinder und Jugendliche neigen eher zu allergischem Asthma, während 30 bis 50 Prozent der älteren Erwachsenen an intrinsischem Asthma leiden7.

Pathogenese von Asthma bronchiale

Die Pathogenese ist multifaktoriell: Genetische Veranlagung spielt ebenso eine Rolle wie exogene Faktoren. So haben Kinder mit atopischen Eltern ein größeres Risiko für die Entwicklung von Asthma. Außerdem sind Atemwegsinfekte von Bedeutung und Allergene aus der Umwelt wie Hausstaub und Pollen, Luftverschmutzung durch Stickstoffdioxid, Feinstaub und Ruß5 und Zigarettenrauch.
Passivrauch beeinträchtigt viele Kinder - dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um herkömmliche oder E-Zigaretten handelt. In einer Studie6 litten Kinder sogar häufiger an Asthmaanfällen, die E-Zigarettenrauch ausgesetzt waren.

Häufigkeit von Asthma bronchiale

Asthma bronchiale ist eine der häufigsten chronischen Erkrankungen im Kindes- und Jugendalter. Dabei sind in der Altersgruppe der 0 bis 14-jährigen die Jungen mit gut fünf Prozent häufiger betroffen als Mädchen mit knapp zwei Prozent. Mit zunehmenden Alter gleichen sich die Zahlen erst an, dann drehen sie sich: Den zweiten Prävalenzgipfel mit 6,8 Prozent stellen Frauen im Alter von 70 bis 79 Jahren.

Asthmatherapie

Die Asthmatherapie beinhaltet medikamentöse, nicht-medikamentöse und präventive Maßnahmen.
Die Medikation richtet sich nach dem Schweregrad der Erkrankung, der in der Asthmaleitlinie der Deutschen Atemwegsliga7 definiert ist:

  • I   intermittierend
  • II  geringgradig persistierend
  • III mittelgradig persistierend
  • IV  schwergradig persistierend

Genauso wichtig wie Medikamente ist bei der Asthmatherapie die Vermeidung von Allergenen, besonders die Raucherentwöhnung. Wer adipös ist, sollte sein Gewicht reduzieren, da Übergewicht Atemnot begünstigt.
Kinder leiden oft an Anstrengungsasthma. Hier ist ein regelmäßiges Training sinnvoll - anstelle des früher propagierten Sportverzichts.
Dabei können inhalative, rasch wirksame β2-Sympathomimetika einer Obstruktion entgegenwirken, wenn sie unmittelbar vor der körperlichen Belastung eingesetzt werden.


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