Ernährung / Pathophysiologie / Therapie

Probiotika

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Probiotika sind lebende Bakterien, die bei Aufnahme in den Darm günstige Wirkungen für den Körper hervorrufen. Das Konzept, schädliche Bakterien der Darmflora durch nützliche zu ersetzen, geht auf Elie Metchnikoff (1907) zurück. (1)Metchnikoff, E. 1907. Essais optimistes. Paris. The prolongation of life. Optimistic studies. … Continue reading

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Voraussetzung für die Bezeichnung

Damit Bakterien als Probiotika gewertet werden können, müssen sie genotypisch und phänotypisch identifiziert und taxonomisch eingeordnet sein. Vielfach sind die günstigen probiotischen Eigenschaften nur für bestimmte Stämme spezifisch, nicht dagegen für nahe verwandte. Die Einordnung einer Spezies als Probiotika lässt sich nicht automatisch auf andere Stämme oder Spezies desselben Genus übertragen.

Wirkmechanismen

Es wurden Wechselbeziehungen (“cross-talk”) zwischen der Bakterienflora des Darms und der Darmschleimhaut (Darmmukosa), dem Immunsystem und dem Gehirn gefunden.

Beeinflussung des Immunsystems: Eine sehr direkte Wechselwirkung betrifft den Cross-Talk mit Lymphozyten in der Darmwand. Unter ihnen sind die natürlichen Killerzellen offenbar die wesentlichen Partner einer bidirektionalen Beziehung zwischen Mikrobiom und Wirt, deren Aktivität das Gleichgewicht zwischen ihnen bestimmt und Entzündungen vermeiden kann (2)Clin Immunol. 2015 May 16. pii: S1521-6616(15)00170-9.. Eine Entzündung ist immer mit einer ständig gestörten Integrität der Darmschleimhaut verbunden, wodurch es zu vermehrtem Eintritt von Bakterien und auch von bakteriellen Toxinen (u. a. von Lipopolysacchariden, die als Endotoxine wirken, kommt. Die wiederum wirken sich vielfältig im Körper aus und führen u. a. zu Auswirkungen an entfernten Organen.

Einfluss auf die Leber: In den Leber kommt es zu einer vermehrten TNF-alpha-Produktion in den Kupffer’schen Sternzellen (3)J Nutr Biochem. 2013 Sep;24(9):1609-15.

Darm-Hirn-Achse: Die Kommunikation vom Darmmikrobiom zum Zentralnervensystem (ZNS) erfolgt über verschiedene Weg. Mikrobielle Stoffwechselprodukte, wie kurzkettige Fettsäuren, sekundäre Gallensäuren und Tryptophan-Metaboliten interagieren direkt mit enteroendokrinen Zellen, enterochromaffinen Zellen und dem mukosalen Immunsystem, die wiederum über Mediatoren das Gehirn beeinflussen. Einige bakterielle Produkte, die in den Kreislauf gelangen, können sogar die Blut-Hirn-Schranke überwinden und direkt mit den Zellen des Gehirns interagieren.

Bei der Hirn-Darm-Mikrobiom-Wechselwirkung spielt Serotonin als Neurotransmitter eine zentrale Rolle. Es wird vermutet, dass das Darmmikrobiom die Bildung von Tryptophan des Wirts in den enterochromaffinen Zellen des Dickdarms steigert, wodurch die des Serotonins reduziert wird (4)Behav Brain Res. 2015 Jan 15;277:32-48 Cell. 2015 Apr 9;161(2):264-76. Auch ein Einfluss der von Bakterien ausgehenden Mediatorstoffe auf die Bluthirnschranke wird vermutet (5)Gut Pathog. 2013 Mar 14;5(1):3. doi: 10.1186/1757-4749-5-3.

Probiotisch wirksame Bakterienstämme

Häufig untersuchte probiotisch wirksame Bakterienstämme sind

  • Bifidobakterien: Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium infantis 35624, Bifidobacterium breve BR03 und
  • Laktobazillen: Lactobacillus acidophilus (z. B. R0052), Lactobacillus plantarum, Lactobacillus salivarius LS01, Lactobacillus rhamnosus GG.
  • Escherichia coli Nissle 1917: Dieser Stamm ist nicht pathogen. Er reduziert die Infektiosität von enteropathogenen E. coli (EPEC) drastisch, indem es deren Bakterienadhäsion und ihr Wachstum in Mikrokolonien hemmt. (6)Infect Immun. 2014 May;82(5):1801-12. doi: 10.1128/IAI.01431-13.

Wirkungen der Probiotika

Probiotika wurden wegen ihrer vielfältigen günstigen Wechselwirkungen mit dem Immunsystem (7)Nat Rev Immunol. 2013 May; 13(5):321-35 hinsichtlich ihrer Wirkung bei vielen immunologisch bedingten und entzündlichen Krankheiten untersucht. Zu den günstigen Wirkungen, die einzelne Stämme ausüben, zählen die folgenden:

  • Darm
    • Darmschleimhaut: Stabilisierung der Barrierefunktion der Darmmukosa durch ein Multispezies-Probiotikum gegenüber pathogenen Keimen, (8)World J Gastroenterol. 2014 Jun 14;20(22):6832-43
    • günstige Beeinflussung der Darmmotorik. (9)Neurogastroenterol Motil. 2009 May;21(5):477-80
    • günstige Beeinflussung des Reizdarmsyndroms und der chronisch idiopathischen Verstopfung, (10)Am J Gastroenterol. 2014 Oct;109(10):1547-61
    • Vorbeugung von Krankheiten durch Infektionserreger (nicht nur von Darmkrankheiten, auch z. B. von Harnwegsinfekten), (11)Int J Antimicrob Agents. 2008 Feb;31 Suppl 1:S63-7
    • Günstige Beeinflussung einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung durch Kapseln mit 3 Probiotika (Streptococcus faecalis, Clostridium butyricum und Bacillus mesentericus)  bezüglich Relapsverhinderung der Colitis ulcerosa (12)World J Gastroenterol. 2015 May 21;21(19):5985-94
    • Vorbeugung und günstige Beeinflussung von Durchfällen unter Antibiotikatherapie: Ein hochdosiertes Präparat aus Laktobazillen und Bifidobakterien war wirksam bezüglich Vorbeugung von Antibiotika-assoziiertem Durchfall durch Clostridium difficile (13)World J Gastroenterol. 2014 Dec 21;20(47):17788-95
    • Der Stamm Limosilactobacillus reuteri (L. reuteri) wirkt sich regulatorisch auf die Darm-Mikrobiota, Epithelzellen, Immunzellen und Zytokine aus. Antioxidative Enzyme werden induziert und antibakterielle und entzündungshemmende Wirkungen ausgelöst. (14)Front Immunol. 2023 Aug 9;14:1228754. doi: 10.3389/fimmu.2023.1228754
    • Probiotika werden für eine Vorbeugung von Relapsen bei chronisch entzündlichen Darmkrankheiten als besonders erfolgversprechend angesehen. Ein Cocktail aus Laktobazillen (L. plantarum, L. rhamnosus, L. brevis und L. ruteri) und Bifidobakterien (B. bifidum, B. langum und B. breve) hat in Laborversuchen an Zellkulturen die Expression proentzündlicher Zytokine (IL-1ß und IL-6) sowie die Aktivität ihrer Gene herunterreguliert. (15)Biomedicines. 2023 Jun 9;11(6):1675. doi: 10.3390/biomedicines11061675
  • Haut
    • Vorbeugung und günstige Beeinflussung von Hautkrankheiten, wie einer atopischen Dermatitis oder eines allergischen Ekzems bei Neugeborenen. (16)Pediatr Allergy Immunol. 2010 Mar;21(2 Pt 2):e386-93
  • Leber
    • Vorbeugung und günstige Beeinflussung von Leberkrankheiten, so der alkoholischen und nichtalkoholischen Fettleberhepatitis (ASH und NASH), (17)PLoS One. 2015 Feb 18;10(2):e0117451. doi: 10.1371/journal.pone.0117451 (18)World J Hepatol. 2015 Mar 27;7(3):559-65
  • Stoffwechsel
    • Günstige Wirkung beim Diabetes mellitus (19)Diabetes Metab Res Rev. 2015 May 11. doi: 10.1002/dmrr.2665, und möglicherweise beim Gestationsdiabetes. (20)Nutrients. 2022 Oct 14;14(20):4303. doi: 10.3390/nu14204303
    • Günstige Wirkung auf den Cholesterinspiegel im Blut Exp Diabetes Res. 2012;2012:902917. doi: 10.1155/2012/902917 und damit vermutlich auf die koronare Herzkrankheit J Altern Complement Med. 2015 May;21(5):288-93.
  • Allergie
    • Günstige Wirkungen beim allergischen Asthma. (21)Allergy Asthma Immunol Res. 2015 Jul;7(4):409-13
  • Gehirn
    • Günstige Beeinflussung und Prophylaxe einer minimalen hepatischen Enzephalopathie  (22)Clin Res Hepatol Gastroenterol. 2015 May 5. pii: S2210-7401(15)00083-2. doi: … Continue reading
    • Wahrscheinlich günstige Wirkungen auf Depressionserkrankungen, (23)Inflammopharmacology. 2014 Dec;22(6):333-9
    • Wahrscheinlich günstige Wirkung auf das chronische Müdigkeitssyndrom (chronic fatigue syndrome, CFS), (24)Med Hypotheses. 2003 Jun;60(6):915-23
    • Wahrscheinlich günstige Wirkung beim Autismus (25)Gastroenterol Res Pract. 2011;2011:161358. doi: 10.1155/2011/161358 (26)J Tradit Complement Med. 2022 Mar 8;13(2):135-149. DOI: 10.1016/j.jtcme.2022.03.001 (27)Pharmacol Res. 2020 Jul;157:104784.DOI: 10.1016/j.phrs.2020.104784 (siehe hier).
    • GABA ist der wichtigste hemmende Neurotransmitter im Gehirn. Er wird auch von den Familien Bifidobacterium, Lactobacillus und Streptococcus produziert. (28)Brain Res. 2018;1693:128–133. doi: 10.1016/j.brainres.2018.03.015 Auch andere Neurotransmitter werden von Darmbakterien gebildet. Andere Bakterienstämme wirken über Toxine auf das Gehirn. Somit haben Probiotika, die das Mikrobiom verändern, einen großen Einfluss auf das Fortschreiten von neurodegenerativen Krankheiten, wie der Alzheimer-Demenz. (29)Nutrients. 2021 Dec 22;14(1):20. doi: 10.3390/nu14010020
    • In Versuchstieren wurden günstige Effekte einer Probiotika-Formulierung von 9 Bakterienstämmen (neun lebende Bakterienstämme (Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium longum, B. breve, B. infantis, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. paracasei, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. brevis) auf eine Neuroprotektion (neuronale antioxidative Abwehr- und Reparatursysteme, Wiederherstellung der SIRT1-Funktionalität) festgestellt. (30)Mol Neurobiol. 2018 Oct;55(10):7987-8000. doi: 10.1007/s12035-018-0973-4.

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Verweise

 

 

Autor: Prof. Dr. Hans-Peter Buscher (s. Impressum)

 

Literatur[+]