Von Fall zu Fall – das Mikrobiom in der Praxis

Die Allgemeinärztin Dr. Kerstin Rusch erläuterte in ihrem Vortrag die Bedeutung der intestinalen Mikrobiota und ihrer Stoffwechselprodukte für die Entstehung chronischer Erkrankungen. Anhand einer Kasuistik aus ihrer Praxis veranschaulichte sie die praktische Anwendung der Mikrobiota- und Schleimhaut-Diagnostik und zeigte mögliche therapeutische Konsequenzen auf.

„Die Bewohner unseres Darms sind wahre Multi-Tasking-Talente“, eröffnete Dr. Kerstin Rusch vom Institut für Mikroökologie in Herborn ihren Vortrag. „Bakterien sind stoffwechselaktiv und diese Stoffwechselprodukte tun sehr viel für uns. Größtenteils wirken sie sich positiv auf den menschlichen Körper aus, aber nicht ausschließlich“, so Rusch.

So leisten die Darmbakterien beispielsweise wertvolle Arbeit bei der Immunmodulation. „Dabei kurbeln die Bakterien das Immunsystem nicht einfach nur an, hier wird wirklich moduliert. Daran sind maßgeblich E. coli und Enterokokken beteiligt, obwohl die Bakterien zahlenmäßig an der Gesamtmikrobiota keinen großen Anteil haben“, so Rusch. Als Trainingspartner für das Immunsystem seien diese beiden Arten jedoch außerordentlich wichtig – sie gelten als Schlüsselorganismen der Immunmodulation.

Ein Beispiel für wichtige bakterielle Stoffwechselprodukte ist die Milchsäure, die die Milchsäurebakterien bilden. Damit säuern sie das Darmmilieu an. Ein leicht saurer pH-Wert bildet eine ideale Basis für ein gutes und ausgewogenes Zusammenleben der Bakterien im Darm.

Kurzkettige Fettsäuren ernähren die Darmschleimhaut

Einige Darmbakterien bilden kurzkettige Fettsäuren. „Auch hier spielen die Milchsäurebakterien eine wichtige Rolle. Kurzkettige Fettsäure liefern Energie, regen die Darmperistaltik und die Durchblutung der Darmwand an“, so Rusch. Die kurzkettige Fettsäure Buttersäure ist der Hauptnährstofflieferant für die Epithelzellen im Darm. Sie wirkt außerdem Diabetes entgegen, wirkt antiinflammatorisch und wahrscheinlich auch antikanzerogen. Propionsäure und Essigsäure spielen eine wichtige Rolle in der Gluco- und Liponeogenese. „Sie sind aber auch zentral wirksam und verändern unser Sättigungs- und Hungergefühl“, erklärte Rusch.

Darmbakterien bilden auch Vitamine: Colibakterien beispielsweise Vitamin K und Laktobazillen Vitamin B₁₂. Auch Bakteriocine - antibiotisch wirksame Stoffe - werden von Bakterien im Darm abgesondert. Sie können pathogene Bakterien abtöten, aber auch Artgenossen.

Fakultativ pathogene Bakterien in Schach halten

Zur normalen Darm-Mikrobiota gehören auch fakultativ pathogene Bakterien, wie beispielsweise die Proteolyten. Ihre Zellwand enthält Endotoxine, die beim Absterben der Bakterien frei werden. Bei der Verstoffwechselung von Eiweiß können außerdem Giftstoffe entstehen. Bei einem durchlässigen Darmepithel, einem „leaky gut“, gelangen die Stoffe zur Leber. „Größere Mengen Endotoxine können die Leber schnell überfordern, was wiederum proinflammatorische Zytokine freisetzt. Nach und nach wird der Prozess einer „Silent Inflammation“ in Gang gesetzt – ausgelöst durch Stoffe aus dem Darm, die toxisch wirken können“, erklärte Rusch.

Schadstoffe und Medikamente können „Leaky Gut“ fördern

In einem gesunden Darm stehen die Epithelzellen dicht an dicht, zusammengehalten von den Tight Junctions – Streifen aus Membranproteinen ähnlich einem Klettband. Der aufgelagerte Mucus schützt die Epithelzellen und bildet eine Barriere zwischen Körperinnerem und Außenwelt. Zum Teil ist der Mucus bakteriell besiedelt. Verschiedene, schädigende Agenzien können ein „Leaky Gut“ auslösen. „Dazu gehören beispielsweise Aspirin, Chemotherapeutika, Antibiotika und freie Sauerstoffradikale, um nur einige wenige zu nennen“, so Rusch. Auch Schwermetalle wie Quecksilber, Blei und Cadmium können die Darmwand öffnen.

Ist die Darmwand durchlässig, wird aus dem zuvor gerichteten und kontrollierten Stofftransport ein chaotisches Einströmen von Stoffen aus dem Darm in das Körperinnere. Antigene kommen in Kontakt mit dem Immunsystem und führen zu subklinischen Entzündungen. Derartige stille Entzündungen werden als „Silent Inflammation“ bezeichnet, weil sie im Blutbild nicht erfasst werden, aber indirekt über Zonulin oder α-1-Trypsin nachweisbar sind. Subklinische Entzündungen sind an der Entstehung vieler chronischer Erkrankungen beteiligt.

„Laktobazillen und Bifidobakterien bilden eine regelrechte Barriere im Darm, die die Entstehung eines „Leaky Guts“ verhindert“, erklärte Rusch. Sie besetzen Rezeptoren, dichten die Schleimhaut ab und verhindern, dass sich fakultative Pathogene, die auch zur Mikrobiota gehören, ausbreiten können. „Dieses Phänomen der Kolonisationsresistenz wurde bereits vor über 30 Jahren beschrieben“, so Rusch.

Stabilisierung des enterischen Nervensystems

Eine weitere wichtige Funktion der Darm-Mikrobiota ist die Stabilisierung des enterischen Nervensystems – dem Nervengeflecht, das die Darmwand durchzieht. Das enterische Nervensystem funktioniert völlig autonom, braucht also keine Signale vom zentralen Nervensystem. „Die Wechselwirkungen zwischen Darm und Hirn kennt man in der Erfahrungsheilkunde schon sehr lange; beispielsweise, dass sich ein kranker Darm in einer instabilen Psyche äußert und umgekehrt“, berichtete Rusch. „Die Mikrobiomforschung nimmt nun all diese Aspekte unter die Lupe und findet Erklärungen dafür.“

Viele Erkenntnisse zur Darm-Hirn-Achse resultieren aus Mausmodellen, die sich zum Beispiel gut für die Depressionsforschung eignen. Beim Schwimmtest untersuchen Wissenschaftler, wie lange Mäuse in einem Becherglas mit Wasser schwimmen, bis sie aufgeben. „Man weiß, dass keimfreie Tiere viel schneller aufgeben als mit Laktobazillen besiedelte Tiere“, so Rusch, und weiter: „Laktobazillen machen die Tiere weniger ängstlich und durchhaltefähiger.“ Bei Angsttests, bei denen sich Mäuse entweder auf freien Flächen aufhalten oder in geschützte Unterschlüpfe zurückziehen können, zeigen sich besiedelte Tiere weitaus mutiger als ihre sterilen Artgenossen.

„Hier spielt die Gamma-Amino-Buttersäure (GABA), die die Laktobazillen produzieren, eine wesentliche Rolle“, erklärte Rusch. GABA ist ein körpereigenes Beruhigungsmittel, das angstlösend wirkt. Mut sei also auch eine Frage des Mikrobioms – nicht ausschließlich, aber ein Teilaspekt. Bei der Kommunikation zwischen Darm und Hirn spielt der Nervus vagus eine wichtige Rolle. Am Informationsaustausch über den Nervus vagus sind neben Neutrotransmittern, Cytokinen und Hormonen auch neuroaktive Substanzen beteiligt, die die Darmbakterien ausscheiden.² „Und schon wieder sind wir bei den kurzkettigen Fettsäuren: Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure“, so Rusch.

Falsche Ernährung und schädigende Stoffe können Dysbiose auslösen

Doch ähnlich wie die Darmschleimhaut unterliegt auch die Mikrobiota schädigenden Einflüssen. Antibiotika, Laxantien, pathogene Mikroorganismen, die entzündliche Veränderungen an der Schleimhaut hervorrufen, und Stress beeinflussen die Zusammensetzung der Mikrobiota. Aber auch die Ernährung spielt eine wichtige Rolle für die Darmflora: „Zu viel, zu fett, zu wenige Ballaststoffe, zu viel Eiweiß und Zucker – all diese Faktoren können eine Dysbiose auslösen“, so Rusch. Eine Dysbiose hat extreme Auswirkungen auf die Gesundheit und ist mitbeteiligt an der Entstehung zahlreicher Erkrankungen. Allergien, unklare Darmbeschwerden und eine erhöhte Infektanfälligkeit sind nur eine kleine Auswahl der Krankheitsbilder, die mit einer Fehlbesiedlung des Darms in Verbindung stehen.

Die Mikrobiota-Diagnostik konzentriert sich auf Schlüsselorganismen, die wichtige Funktionen für die Gesundheit des Menschen übernehmen und sich therapeutisch beeinflussen lassen.

Schlüsselorganismen der Mikrobiota-Diagnostik

Förderliche Bakterien:

Immunflora:

• E. coli
• Enterococcus

Protektivflora:

• Bifidobacterium
• Lactobacillus
• Bacteroides

Mukonutritivflora:

• Faecalibacterium prausnitzii
• Akkermansia muciniphila

Bakterien, die Probleme bereiten können:

Proteolytische Flora:

• E. coli Biovare
• Proteus
• Klebsiella
• Pseudomonas
• Enterobacter
• Citrobacter
• Clostridium

Pilze:

• Candida sp.
• Pathogenitätsfaktoren
• Schimmelpilze

Schleimhaut- und Verdauungsdiagnostik

Auf die Mikrobiota-Untersuchung kann eine Schleimhaut- und Verdauungsdiagnostik aufbauen. Dabei werden Verdauungsrückstände, die Pankreas-Elastase, Gallensäuren, Mukosa-Abwehrmarker wie sIgA, Entzündungsmarker wie Calprotectin und Laktoferrin und Permeabilitätsmarker wie α1-Antitrypsin und Zonulin erfasst.

„Zu wenig sIgA finden wir zum Beispiel, wenn eine Abwehrschwäche vorliegt“, berichtete Rusch, und weiter: „Zu viel sIgA finden wir sehr häufig bei Nahrungsmittelallergien, gerade vom Typ IgG 1 - 3.“ α1-Antitrypsin und Zonulin weisen auf eine durchlässige Darmwand - ein „Leaky Gut“ - hin.

Fallbeispiel aus der Praxis

Am Beispiel eines Patienten aus ihrer Praxis erläuterte Rusch die praktische Anwendung der Mikrobiota-Untersuchung und der Schleimhaut- und Verdauungsdiagnostik.

F. D., Jahrgang 1949, stellte sich mit folgenden Beschwerden vor:

• Divertikulose, rezidive Divertikulitis
• Spasmen im Unterbauch, nicht immer vorhanden; aber wenn, dann stark ausgeprägt
• Meteorismus
• depressive Verstimmung

Die Anamnese zeigte: F. D. kämpfte mit rezidivierenden Gastritiden, hatte sich bereits mehrere Helicobacter pylori-Infektionen zugezogen und litt unter häufigen Atemwegsinfekten und Sodbrennen.

F. D. ist schlank und ernährt sich bewusst: Kaffee und Geschmacksverstärker lehnt er grundsätzlich ab, wegen der Divertikulitis verzichtet er auf Körner, Saaten und Vollkornprodukte. „Bei Patienten mit chronischen Erkrankungen frage ich auch stets nach ihrem seelischen Befinden“, berichtete Rusch. Als sie das bei F. D. tat, stiegen dem Mann Tränen in die Augen und er erzählte von einer depressiven Phase, die ihn nun schon seit über einem Jahr begleite.

Als ersten diagnostischen Schritt veranlasste Rusch eine Mikrobiota-Diagnostik (KyberKompaktPRO) mit folgendem Ergebnis:

Die Immunflora - E. coli und Enterokokken - war bei F. D. vermindert. „Das Immunsystem bekam zu wenige Signale aus dem Darm“, interpretierte Rusch das Ergebnis. Bei der protektiven Flora zeigten sich die Bacteroides- und die Bifidobakterien relativ normal vertreten, während die Laktobazillen und hier insbesondere die Wasserstoffperoxid-bildenden Laktobazillen nicht in ausreichendem Maße vorhanden waren. „Wasserstoffperoxid ist ein wichtiger Schutzfaktor für die Darmschleimhaut“, erklärte Rusch.

Bei der Untersuchung der Mukonutritivflora zeigte sich: die Zellzahlen von Faecalibacterium prausnitzii und Akkermansia muciniphila waren vermindert. „Diese Bakterien sind für die Vermeidung von Entzündungsprozessen gerade im Zusammenhang der bestehenden Divertikulose sehr wichtig“, erklärte Rusch.

Niedrige Laktobazillenzahl erhöht Stuhl-pH-Wert

Die proteolytischen, fakultativ pathogenen Bakterien waren bei dem Patienten im Normbereich. Auch die Hefen und die Gesamtkeimzahl waren unauffällig. Die Stuhl-Diagnostik zeigte jedoch eine leichte Erhöhung des Stuhl pH-Werts. „Dieses Phänomen beobachten wir häufig, wenn die Zahl der Laktobazillen dezimiert ist“, berichtete Rusch.

Um die Ergebnisse mit dem Patienten zu besprechen, eigne sich das Ampelsystem des Befunds sehr gut, berichtete Rusch. Bei F. D. sah das folgendermaßen aus:

Die biochemische Schleimhautdiagnostik von F. D. erbrachte folgende Befunde:

Die Fettausscheidung war leicht erhöht.

Da Leber- und Pankreaswerte aber im Normbereich lagen und sich der Patient zudem gesund ernährte, maß Rusch dem Wert keine Bedeutung bei.

Bei der Messung von freiem Hämoglobin und Hämoglobin-Haptoglobin-Komplexen zur Tumorvorsorge wurde Rusch wieder fündig: Beide Werte waren stark erhöht. Sie riet F. D. zur Koloskopie.

Auch die Entzündungsmarker lagen weit außerhalb des Normbereichs.