Darmmikrobiom

Prä-, Pro- und Postbiotika: Eine Begriffsbestimmung, nicht nur für MS-Betroffene

annojordan Darmgesundheit, Ernährung , , , ,

Mindmap Prä-, Pro- und Postbiotika  ©Life-SMS 2024

Unsere Follower wissen inzwischen sehr genau, wie wichtig eine gesunde bzw. die Gesundung der Darmflora zur Reduktion der Krankheitsaktivität und Wiedererlangung verloren gegangener Fähigkeiten bei Multipler Sklerose ist [1] – [6]. Diese Tatsache wird in der medizinischen Wissenschaft heute nicht mehr in Frage gestellt. Übrigens gilt dies praktisch für alle chronischen Erkrankungen und insbesondere Autoimmunerkrankungen.

Da insbesondere findige Werbetreibende mit Begriffen wie Ballaststoffen, Probiotika oder Präbiotika nur so um sich werfen, soll in diesem Artikel versucht werden, die Begriffe zu definieren und Klarheit zu schaffen.

Ausgangspunkt

Die drei Komponenten Prä-, Pro- und Postbiotika arbeiten synergetisch zusammen, um eine gesunde Darmflora zu fördern.

Präbiotika dienen als Nahrung für nützliche Darmbakterien.

Probiotika fügen dem Darm direkt lebende nützliche Bakterien hinzu.

Postbiotika liefern die vorteilhaften Stoffwechselprodukte dieser Bakterien.

Der Begriff „Biotika“ ist also ein Sammelbegriff für verschiedene natürliche Substanzen oder Organismen, die einen Einfluss auf die Darmflora und die Gesundheit haben können.

Präbiotika

Präbiotika haben einen signifikanten Einfluss auf die Darmflora und tragen zur Förderung einer gesunden Darmumgebung bei. Alle Präbiotika sind Ballaststoffe, aber nicht alle Ballaststoffe sind Präbiotika. Als unverdauliche Nahrungsbestandteile dienen sie als selektive Nahrungsgrundlage für nützliche Darmbakterien, insbesondere für Bifidobakterien und Milchsäurebakterien. Durch die Förderung des Wachstums und der Aktivität dieser gesundheitsfördernden Bakterien unterstützen Präbiotika ein gesundes Gleichgewicht im Darm-Mikrobiom. Sie können zudem bei Problemen wie Darmträgheit, Durchfall und Verstopfung helfen. Darüber hinaus erschweren sie die Ausbreitung krankmachender Bakterienstämme wie Clostridien und bestimmter E. coli-Arten, was zur allgemeinen Darmgesundheit beiträgt.

Vorkommen

Präbiotika kommen in vielen natürlichen Lebensmitteln vor, insbesondere in Gemüse und Vollkornprodukten. Einige Beispiele sind:

  • Chicorée
  • Topinambur
  • Zwiebeln
  • Knoblauch
  • Schwarzwurzeln
  • Artischocken
  • Grüne Bananen (resistente Stärke)

Auf dem Nahrungsergänzungsmittelmarkt wird häufig Inulin als Präbiotikum angeboten. Es handelt sich um ein unverdauliches Kohlenhydrat, das zu den Fructanen gehört und als Speicherstoff in verschiedenen Pflanzen vorkommt.

Probiotika

Genau wie Präbiotika als Nahrung für Bakterien haben Probiotika, insbesondere auch in Kombination mit ersteren wesentlichen Einfluss auf die Darmgesundheit und das Immunsystem. Sie kommen in verschiedenen Nahrungsmitteln wie Joghurt, Kefir, Sauerkraut und anderen fermentierten Produkten vor. Diese lebenden Mikroorganismen, darunter häufig Milchsäurebakterien und Bifidobakterien, fördern das Wachstum nützlicher Darmbakterien und tragen dazu bei, schädliche Bakterien zu verdrängen. Durch die Stärkung der Darmbarriere tragen sie zur Verbesserung der Darmgesundheit bei und unterstützen gleichzeitig das Immunsystem. Probiotika können die Verdauung und Nährstoffaufnahme optimieren, was insbesondere bei Verdauungsproblemen wie Durchfall und Verstopfung hilfreich ist. Darüber hinaus spielen sie eine wichtige Rolle in der Prävention von entzündlichen Darmerkrankungen, Autoimmunerkrankungen und Allergien, da sie zur Erhaltung eines gesunden Darmmilieus beitragen.

Vorkommen

Einige Beispiele für natürliche Probiotikaquellen bei den fermentierten Lebensmitteln sind:

  • Naturjoghurt (nicht pasteurisiert)
  • Kefir
  • Sauerkraut
  • Kimchi
  • Miso
  • Kombucha
  • Sauerteigbrot
  • Milchsauer vergorenes Gemüse (z.B. Gurken, Bohnen)

Probiotika als Nahrungsergänzungsmittel haben einige problematische Aspekte, die beachtet werden sollten. Ein wichtiger Punkt ist die stammspezifische Wirkung, da nicht jeder probiotische Bakterienstamm die gleiche Wirkung entfaltet. Die Auswahl des richtigen Präparats erfordert daher fundiertes Fachwissen. Zudem müssen die probiotischen Bakterien die Magen-Darm-Passage überleben, um im Darm ihre Wirkung entfalten zu können, was nicht immer gewährleistet ist. Ein weiteres Problem ist die individuelle Wirksamkeit von Probiotika, da ihre Wirkung von Person zu Person variieren kann und stark vom jeweiligen Krankheitsbild abhängt. Dies macht es oft schwierig, allgemeingültige Empfehlungen auszusprechen. An dieser Stelle lohnt es sich Fachwissen bei Ärzten oder Heilpraktikern einzuholen.

Postbiotika

Sozusagen das, was bei den Darmbakterien hinten herauskommt. Die in einem Fermentationsprozess entstehenden bakteriellen Endprodukte werden auch als Postbiotika bezeichnet. Postbiotika sind eine relativ neue Kategorie von Substanzen, die aus der mikrobiellen Fermentation hervorgehen und gesundheitsfördernde Eigenschaften aufweisen. Sie werden als Präparate definiert, die aus nicht lebensfähigen Mikroorganismen und/oder deren Komponenten bestehen und nachweislich einen gesundheitlichen Nutzen für den Wirt haben. Sie stammen von Mikroorganismen ab, sind jedoch selbst nicht mehr lebensfähig, was sie von Probiotika unterscheidet. Postbiotika umfassen sowohl Zellbestandteile als auch Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen, wie zum Beispiel kurzkettige Fettsäuren, Enzyme oder Proteine, die eine positive Wirkung auf die Gesundheit entfalten können. Ihre Wirkung auf das Immunsystem, die Unterstützung der Darmgesundheit und ihre entzündungshemmenden Eigenschaften machen sie zu einer vielversprechenden Ergänzung im Bereich der Therapie von Dysbiosen und entzündlichen Erkrankungen.

Arten und Vorkommen

Zu den Postbiotika gehören verschiedene Substanzklassen:

  • Kurzkettige Fettsäuren (z.B. Buttersäure, Propionsäure)
  • Mikrobielle Zellfragmente
  • Funktionelle Proteine und Enzyme
  • Extrazelluläre Polysaccharide
  • Zelllysate: Produkte, die durch den Aufschluss (Lyse) von Zellen entstehen
  • Teichonsäuren und andere Zellwandbestandteile
  • Vitamine und Aminosäuren

Postbiotika kommen in den schon weiter oben genannten verschiedenen fermentierten Lebensmitteln vor, da sie durch den Abbau und die Aktivität von Mikroorganismen entstehen. Also:

  • Fermentierte Milchprodukte: Joghurt, Kefir und Buttermilch enthalten nicht nur Probiotika, sondern auch deren Stoffwechselprodukte (Postbiotika), wie kurzkettige Fettsäuren und bioaktive Peptide.
  • Fermentiertes Gemüse: Sauerkraut, Kimchi und andere fermentierte Gemüsesorten enthalten Postbiotika, die durch die Aktivität der Bakterien während des Fermentationsprozesses entstehen.
  • Fermentierte Sojaprodukte: Produkte wie Miso, Tempeh und Natto enthalten ebenfalls postbiotische Substanzen, die durch die Fermentation von Sojabohnen gebildet werden.
  • Essig: Apfelessig und andere Arten von Essig, die durch Fermentation hergestellt werden, enthalten ebenfalls postbiotische Verbindungen.
  • Kombucha: Dieses fermentierte Teegetränk enthält neben Probiotika auch verschiedene Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen, die als Postbiotika gelten.

Durch den Konsum solcher fermentierter Lebensmittel nimmt man also sowohl Probiotika als auch deren Postbiotika auf, die beide positive gesundheitliche Effekte insbesondere auch bei Autoimmunerkrankungen haben.

Bei den Nahrungsergänzungsmittel ist MS-Betroffenen unbedingt zu empfehlen die kurzkettige Fettsäure Propionsäure 2 x 500 mg/Tag als NEM einzunehmen. Die positiven Effekte sind durch eine Reihe von Studien belegt [4].

Fazit

Eine gezielte Ernährung, die sowohl Prä-, Pro- als auch Postbiotika beinhaltet, kann synergistisch wirken, um die Darmflora zu fördern und das Immunsystem zu unterstützen. Präbiotika dienen als Nahrung für nützliche Bakterien und bereiten den Boden für eine gesunde Darmflora. Probiotika fügen lebende, nützliche Bakterien hinzu, die das Gleichgewicht im Darm stabilisieren und das Immunsystem stärken. Postbiotika, die Stoffwechselprodukte dieser Bakterien, entfalten zusätzlich entzündungshemmende und immunmodulierende Effekte. Der Konsum von Präbiotoka und fermentierten Lebensmitteln ermöglicht es, alle drei Komponenten gleichzeitig aufzunehmen, was besonders für MS-Betroffene von Vorteil ist. Zusätzlich gehört die Supplementierung mit Propionsäure zum Baukasten der selbstverantwortlichen Behandlung bei MS.

Zur Vertiefung

[1] Die fünfte Säule der Überwindung von Autoimmunerkrankungen wie MS – Darmgesundheit | Life-SMS (lifesms.blog)

[2] Bakterien gegen Osteoporose? | Life-SMS (lifesms.blog)

[3] Bitte(r) genießen: Bitterstoffe in Bitterkräutern und -gemüsen  | Life-SMS (lifesms.blog)

[4] Die wichtige Rolle der Propionsäure bei der Behandlung von Multipler Sklerose | Life-SMS (lifesms.blog)

[5] Klingt unappetitlich, kann aber sehr wirksam bei MS sein: Fäkaltransplantation | Life-SMS (lifesms.blog)

[6] Faktenblatt Darmflora und MS – lsms.info (dsgip.de)

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Klingt unappetitlich, kann aber sehr wirksam bei MS sein: Fäkaltransplantation

annojordan Darmgesundheit, Forschung, Therapien ,

Das Thema dieses Beitrags wird oft nur unter vorgehaltener Hand diskutiert, da es unappetitlich wirkt und teilweise Ekelgefühle hervorruft. Bevor wir also in Studienergebnisse einsteigen, sehen wir uns die Methodik der Fäkaltransplantation doch einmal etwas genauer an.

Das Verfahren

Die Fäkaltransplantation, auch als fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT), fäkaler Mikrobiomtransfer oder fäkale Bakterientherapie bekannt, ist ein Verfahren, bei dem der Stuhl eines gesunden Spenders in den Darm eines Patienten übertragen wird [1]. Dieses Verfahren wird hauptsächlich zur Behandlung von Darmkrankheiten eingesetzt, bei denen das Gleichgewicht der Darmflora gestört ist. Mehr zum Verfahren und zu Kliniken in Deutschland findet man bei Krankenhaus.de [2].

Der Prozess beginnt mit einem umfangreichen Screening des Spenders, um sicherzustellen, dass keine Infektionen übertragen werden. Der gespendete Stuhl wird dann verflüssigt, gereinigt, gemischt und in einer Kochsalzlösung mit 40% Glycerin suspendiert (in eine Mischung aus Flüssigkeit und Feststoffen gewandelt). Diese Lösung wird dann in säureresistente Kapseln gefüllt, die bei -90°C bis zu neun Monate gelagert werden können.

Die Fäkaltransplantation kann auf verschiedene Weisen durchgeführt werden, darunter die Infusion in den Zwölffingerdarm oder die Verabreichung über Kapseln. Die Methode der Verabreichung hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der spezifischen Bedürfnisse des Patienten und der Präferenzen des behandelnden Arztes.

Man erkennt also schnell, dass Ekelgefühle und Scham fehl am Platz sind!

Es ist wichtig zu beachten, dass die Fäkaltransplantation, obwohl sie bei bestimmten Erkrankungen wirksam sein kann, auch Risiken birgt. Dazu gehören mögliche Nebenwirkungen und das Risiko der Übertragung von Infektionen. Daher ist es wichtig, dass das Verfahren von qualifizierten medizinischen Fachleuten durchgeführt wird und dass Spender sorgfältig gescreent werden.

Die aktuelle Studie

Multiple Sklerose (MS) ist eine neurologische Erkrankung, von der weltweit Millionen Menschen betroffen sind. In den letzten Jahren haben sich die Hinweise darauf verstärkt, dass ein wesentlicher Faktor bei Entwicklung und Progression der Erkrankung eine Störung des mikrobakteriellen Umfelds im menschlichen Darm ist – eine sogenannte Dysbiose. Wir haben darüber schon verschiedentlich berichtet, z.B. in:

Die fünfte Säule der Überwindung von Autoimmunerkrankungen wie MS – Darmgesundheit

Jüngste Studien haben einen neuen Ansatz für die Behandlung vorgeschlagen – die fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT). Die hier besprochene Arbeit aus dem Jahr 2023 [3] befasst sich mit einer umfassenden Literaturübersicht, die durchgeführt wurde, um die Wirksamkeit und Sicherheit der FMT bei der Behandlung von MS zu verstehen.

Ausgangspunkt

MS ist in erster Linie eine immunvermittelte entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems. Ihr komplexes Zusammenspiel von genetischen und umweltbedingten Faktoren macht ihre Behandlung zu einer Herausforderung. Die Studie befasst sich zunächst mit der weltweit steigenden Prävalenz von MS und ihrer erheblichen Belastung, insbesondere in jüngeren Bevölkerungsgruppen.

Auswahl der Studien:

Die Forscher führten eine umfassende Literaturrecherche in mehreren Datenbanken durch. Sie legten spezifische Ein- und Ausschlusskriterien fest und konzentrierten sich dabei auf Studien, in denen die FMT als Behandlung von MS eingesetzt wurde. Dies führte zur Auswahl von 5 Schlüsselstudien, die relevante Informationen lieferten.

An diesen Studien nahmen 15 erwachsene MS-Patienten teil, die wegen gastrointestinaler Symptome eine FMT erhielten. Das primäre Ergebnis dieser Untersuchung war die Bewertung der Wirkung der FMT auf die Umkehrung und Verbesserung der motorischen Symptome bei MS-Patienten, während das sekundäre Ergebnis die Bewertung der Sicherheit der FMT in dieser Patientengruppe war.

Hauptergebnisse:

Die Ergebnisse sind vielversprechend. Alle Patienten, die FMT gegen gastrointestinale Symptome erhielten, zeigten eine deutliche Verbesserung ihrer neurologischen Symptome im Zusammenhang mit MS. Diese Verbesserungen umfassten eine bessere motorische Funktion, eine geringere Schwäche und sogar eine Umkehrung bestimmter Symptome. Bemerkenswert ist, dass die positiven Auswirkungen der FMT über Jahre hinweg anhielten, was auf einen langfristigen Nutzen hindeutet.

Im Detail:

Wie gerade erwähnt wurde in diese Übersichtsarbeit festgestellt, dass bei allen eingeschlossenen Probanden, die eine fäkale Mikrobiota-Transplantation zur Behandlung ihrer gastrointestinalen Symptome erhielten, eine Verbesserung und Umkehrung ihrer neurologischen Symptome im Zusammenhang mit Multipler Sklerose zu verzeichnen war. Gangstörungen gehören zu den auffälligsten Behinderungen im Zusammenhang mit Multipler Sklerose. Bei den eingeschlossenen Patienten mit Multipler Sklerose, wurde ein deutlicher Effekt beim Gang/Gehen festgestellt. Sechs Patienten bemerkten eine Verbesserung des Gehens und der Kraft sowie eine Verringerung der Schwäche in den unteren Extremitäten. Darüber hinaus zeigte eine eingeschlossene Studie einen signifikanten und anhaltenden Anstieg des Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) mit verbesserten Gangwerten. Insgesamt führte die Transplantation der fäkalen Mikrobiota zu einer signifikanten Verringerung der Morbidität und der Funktionsstörungen im Zusammenhang mit Multipler Sklerose.

Besonders bemerkenswert waren die Ergebnisse bei einer 80-jährigen Patientin mit MS, die 5 FMTs erhielt und bei Start der Behandlung über eine schwere Muskelschwäche mit entsprechenden Schwierigkeiten beim Gehen klagte. Sie konnte nach 8 Monate lange Strecken ununterstützt über lange Strecken gehen und war 2 Jahre nach der FMT asymptomatisch. Sicher ist dieses Ergebnis nicht verallgemeinerbar, aber es zeigt das Potenzial des Verfahrens auf.

Fazit und Bedeutung für Multiple-Sklerose-Patienten

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die FMT die MS-Behandlung grundlegend verändern könnte. Sie bietet einen neuen Weg zur Behandlung von MS-Symptomen, insbesondere für Patienten, die auf andere Behandlungen (konventionelle und komplementärmedizinische) nicht gut ansprechen. Die Studie unterstreicht wieder einmal die entscheidende Rolle der Darm-Hirn-Achse bei MS und eröffnet neue Forschungswege.

Es besteht die Hoffnung, dass die FMT für MS-Patienten einen neuen Therapieansatz darstellt, der ihre Symptome lindern und ihre Lebensqualität signifikant verbessern könnte.

—

Referenzen:

[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Stuhltransplantation

[2] https://www.krankenhaus.de/behandlungen/stuhltransplantation-ablauf-und-geeignete-kliniken/

[3] Laeeq T, Vongsavath T, Tun KM, Hong AS. The Potential Role of Fecal Microbiota Transplant in the Reversal or Stabilization of Multiple Sclerosis Symptoms: A Literature Review on Efficacy and Safety. Microorganisms. 2023 Nov 22;11(12):2840. doi: 10.3390/microorganisms11122840. PMID: 38137984; PMCID: PMC10745313. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38137984/

Weiterführende Studien zum Thema ohne Verweis im Text:

1. Tan, A., Shen-Yang Lim, & A. Lang. (2022). The microbiome–gut–brain axis in Parkinson disease — from basic research to the clinic. Nature Reviews Neurology, 18, 476-495. [Nature Reviews Neurology], https://www.semanticscholar.org/paper/0a81cd1ea6bf5caa7df52a45ad566bc32799fc05)

2. Cryan, J., et al. (2019). The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiological Reviews, 99(4), 1877-2013. [Physiological Reviews], https://www.semanticscholar.org/paper/2eab14181e1fa161d6cdc041e87a8427305c995a

3. Carabotti, M., Scirocco, A., Maselli, M., & Severi, C. (2015). The gut-brain axis: interactions between enteric microbiota, central and enteric nervous systems. Annals of Gastroenterology, 28, 203-209. [Annals of Gastroenterology], https://www.semanticscholar.org/paper/936a8181a4ea19a07f757a216fbf3dade73c9851)

4. Banc, R., et al. (2023). The Impact of Ellagitannins and Their Metabolites through Gut Microbiome on the Gut Health and Brain Wellness within the Gut–Brain Axis. Foods, 12. [Foods], https://www.semanticscholar.org/paper/1a8f223702c120140df5f9b36457e9b5eb37462b

5. Clarke, G., et al. (2013). The microbiome-gut-brain axis during early life regulates the hippocampal serotonergic system in a sex-dependent manner. Molecular Psychiatry, 18, 666-673. [Molecular Psychiatry], https://www.semanticscholar.org/paper/3d5abab291fdc8449b25d82de7556be2c1d8b088

(Hinweis: Diese Referenzen bieten weitere Einblicke in die Beziehung zwischen der Mikrobiota-Darm-Hirn-Achse und neurologischen Erkrankungen und unterstützen die Ergebnisse und Diskussionen in diesem Blogbeitrag).

Photo:

Foto von CDC auf Unsplash

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Bakterien gegen Osteoporose?

mbharouche Darmgesundheit, Immunsystem, Prävention , , , , , , , , ,

Stoffwechselprodukte der Darmbakterien wie Propionsäure können die Osteoporose bei MS-Betroffenen verringern

Über die positiven Wirkungen der Propionsäure bei MS-Betroffenen haben wir schon des Öfteren berichtet – z.B. in Die kurzkettige Propionsäure beweist erneut ihr Potential in der MS-Behandlung.

Osteoporose ist eine häufige Komorbidität (d. h. Begleiterkrankung) bei MS-Patienten und -Patientinnen, die auf Risikofaktoren wie körperliche Inaktivität aufgrund von krankheitsbedingter Behinderung oder Müdigkeit, regelmäßige Behandlung mit Glukokortikoiden und manchmal Rauchen zurückzuführen ist. In den letzten Jahren hat die Idee eines autoimmunen Einflusses auf die Osteoporose großes Interesse geweckt, was zu dem Begriff „Osteoimmunologie“ geführt hat. In der Tat ist Osteoporose bei Patienten mit Autoimmunerkrankungen sehr häufig, und im Falle von MS kommt zu den oben beschriebenen Risikofaktoren noch das entzündliche Umfeld hinzu, das sich aus der Autoimmunität ergibt.

Anders als es den Anschein hat, ist der Knochen kein „totes“ Organ, sondern ein stoffwechselaktives Gewebe, das sich in einem ständigen Prozess der Zerstörung (Resorption von Kalzium und anderen Mineralien) und des Aufbaus seiner Bestandteile – der Knochenzellen und der durch die Einlagerung von Mineralien wie Kalzium und Phosphor gebildeten Knochenmatrix – befindet. Dieses dynamische Gleichgewicht wird durch das Vorhandensein von „zerstörenden“ Zellen des Knochengewebes, den Osteoklasten, und reparierenden oder „aufbauenden“ Zellen, den Osteoblasten, aufrechterhalten. Wenn die Aktivität der Osteoklasten zunimmt und die Wiederherstellungskapazität der Osteoblasten übersteigt, kommt es zu einem Verlust an Knochenmasse und in der Folge zu Osteopenie und später zu Osteoporose.

Wie ist das Immunsystem am Knochenstoffwechsel beteiligt?

Tierstudien haben bereits den Einfluss von Immunzellen auf die Bildung oder Zerstörung von Knochengewebe gezeigt. Regulatorische T-Zellen (TRegs) sind in der Lage, die Tätigkeit von Osteoklasten – Knochen „zerstörenden“ Zellen – zu unterdrücken. Die Aktivierung von TRegs kann daher das Fortschreiten der Knochenresorption verhindern und den osteoporotischen Prozess aufhalten. Th1- und Th17-Zellen hingegen aktivieren die Osteoklasten und verstärken die Zerstörung des Knochengewebes.

TRegs sind eine spezialisierte Gruppe von T-Zellen (weiße Blutkörperchen oder Leukozyten) mit immunsuppressiver Funktion, d. h. sie hemmen die Immunantwort. Sie sind dafür verantwortlich, die Entzündungsreaktion zu regulieren, damit sie nicht übermäßig ausfällt, und fördern das Gleichgewicht der Immunfunktion und die Selbsttoleranz. Die Funktion der TRegs ist bei Autoimmunkrankheiten tendenziell reduziert.

Th1 und Th17 sind Helfer-T-Zellen, die große Mengen an Zytokinen produzieren und im Gegensatz zu den TRegs eine proinflammatorische Wirkung haben, d. h. sie stimulieren die Entzündung. Die Funktion dieser Zelltypen ist bei Autoimmunkrankheiten erhöht (1).

Das Verständnis des Einflusses des Immunsystems auf die Entwicklung der Osteoporose hat zur Suche nach neuen therapeutischen Möglichkeiten geführt, einschließlich Faktoren, die die Immunantwort modulieren können.

Der Einfluss der Darmmikrobiota auf unsere Gesundheit und ihre Rolle bei der Modulation des Immunsystems ist keine Neuigkeit mehr. Aufgrund der zahlreichen Artikel, die in den letzten Jahren veröffentlicht wurden, besteht kein Zweifel daran, dass die Mikroorganismen, die unseren Verdauungstrakt bewohnen, in der Lage sind, bei der Förderung oder Vorbeugung von Entzündungskrankheiten zu wirken und eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Autoimmunität zu spielen. Wir wissen also, dass die Zusammensetzung der Mikrobiota und das Verhältnis zwischen den verschiedenen Bakterientypen wichtig für das Gleichgewicht des Immunsystems ist.

Wie kann die Darmmikrobiota die Immunantwort beeinflussen und folglich eine Rolle bei der Vorbeugung oder Verstärkung von Osteoporose spielen?

Gesundheitsfördernde Bakterien (nützliche Bakterien aus der Darmmikrobiota) sind für ihre Fähigkeit bekannt, während des Fermentationsprozesses von Lebensmitteln kurzkettige Fettsäuren (SCFA) zu produzieren. Kurzkettige Fettsäuren sind Nebenprodukte des natürlichen Stoffwechsels von Bakterien, die für den Menschen entzündungshemmend wirken. Menschen mit Dysbiose, d. h. einem Ungleichgewicht in der Darmmikrobiota, haben geringere Mengen an SCFA-produzierenden Bakterien und folglich weniger SCFAs im Stuhl und im Blut sowie ein entzündungsanfälliges Darmmilieu.

Die wichtigsten von Darmbakterien produzierten SCFAs sind Acetat, Butyrat und Propionsäure. Vor kurzem wurde die Rolle der Propionsäure bei MS untersucht. Eine kürzlich in der Fachzeitschrift cell (2) veröffentlichte Studie zeigte, dass eine zweiwöchige Supplementierung mit Propionsäure zu einem Anstieg der Anzahl und Funktion der TRegs führte, während die Anzahl der Th1- und Th17-Zellen reduziert wurde, was ihre potenzielle immunmodulatorische Funktion bei MS belegt.

Eine direkte Wirkung von SCFAs auf den Knochenstoffwechsel kann ebenfalls beobachtet werden: Eine SCFA-Supplementierung führt zu einer verringerten Osteoklastenaktivität aufgrund erhöhter TRegs-Zellen und verlangsamt den Knochenabbauprozess und vermindert folglich die Osteoporose (3). Neben dem direkten SCFA-Ersatz sind Prä- und Probiotika ebenfalls wirksam bei der Erhöhung der SCFA-Spiegel im Darm.

In einer neuen Studie (4) wurde die Wirkung einer Propionsäure-Supplementierung auf serologische Osteoporose-Marker bei MS-Patienten untersucht, wodurch die in früheren Studien gewonnenen Informationen bestätigt wurden. Nach einer 14-tägigen Propionsäure-Supplementierung wurde ein signifikanter Anstieg des Osteocalcins beobachtet, während die Werte der sogenannten β-CrossLaps zurückgingen. Osteocalcin spiegelt Prozesse des Knochenaufbaus wider, während β-CrossLaps ein Marker für den Knochenabbau ist. Dieser Effekt ist auf die Hemmung der Osteoklastenaktivität aufgrund der Zunahme von TReg-Zellen und der Abnahme von Th1- und Th17-Zellen zurückzuführen, wie bereits beschrieben.

Neben der direkten Zufuhr von Propionsäure kann auch die Einnahme von Probiotika und Präbiotika eine immunmodulatorische Wirkung haben und die Knochenzerstörung verhindern. Ebenso wie eine ballaststoffreiche Ernährung, die das Substrat für eine angemessene Produktion von SCFAs durch Darmbakterien liefert (5).

Fazit

Insofern sollte die Supplementierung von Propionsäure auch eine gute therapeutische Option zur Vorbeugung von Knochenschwund und Osteoporose bei MS-Betroffenen sein, aber es sind wie immer sicher noch weitere Studien erforderlich, um die Wirksamkeit endgültig zu bestätigen.

Alle MS-Patienten und -Patientinnen sollten eine ausgewogene Darmflora ohne Dysbiosen anstreben, indem sie eine angemessene Produktion von SCFAs sicherstellen und ggf. Propionsäure supplementieren (2 x 500 mg/Tag als empfohlene Dosis).

Eine gesunde Mikrobiota wirkt sich sowohl auf die Kontrolle von Autoimmunerkrankungen als auch auf die Bekämpfung von Osteoporose positiv aus. Einfache Maßnahmen wie eine ballaststoffreiche Ernährung und die Verwendung von Probiotika und Präbiotika können in vielen Fällen ausreichend sein. In komplizierteren Fällen kann eine Transplantation der intestinalen Mikrobiota eine Option sein, die in einigen Ländern bereits durchgeführt wird.

Gesundheit beginnt im Darm!

Ihre Maria Beatriz Harouche, Neurologin, Projektteam Life-SMS

Referenzen:

[1] Zaiss MM, Axmann R, Zwerina J, Polzer K, Gückel E, Skapenko A, Schulze-Koops H, Horwood N, Cope A, Schett G. Treg cells suppress osteoclast formation: a new link between the immune system and bone. Arthritis Rheum. 2007 Dec;56(12):4104-12. doi: 10.1002/art.23138. PMID: 18050211.

[2] Duscha A, Gisevius B, Hirschberg S et al. Propionic Acid Shapes the Multiple Sclerosis Disease Course by an Immunomodulatory Mechanism. Cell. 2020 Mar 19;180(6):1067-1080.e16. doi: 10.1016/j.cell.2020.02.035. Epub 2020 Mar 10. PMID: 32160527.

[3] Lucas S, Omata Y, Hofmann J, Böttcher M, Iljazovic A, Sarter K, Albrecht O, Schulz O, Krishnacoumar B, Krönke G, Herrmann M, Mougiakakos D, Strowig T, Schett G, Zaiss MM. Short-chain fatty acids regulate systemic bone mass and protect from pathological bone loss. Nat Commun. 2018 Jan 4;9(1):55. doi: 10.1038/s41467-017-02490-4. PMID: 29302038; PMCID: PMC5754356.

[4] Duscha A, Hegelmaier T, Dürholz K, Desel C, Gold R, Zaiss MM, Haghikia A. Propionic acid beneficially modifies osteoporosis biomarkers in patients with multiple sclerosis. Ther Adv Neurol Disord. 2022 Jun 21;15:17562864221103935. doi: 10.1177/17562864221103935. PMID: 35755968; PMCID: PMC9218497.

[5] Bach Knudsen KE. Microbial degradation of whole-grain complex carbohydrates and impact on short-chain fatty acids and health. Adv Nutr. 2015 Mar 13;6(2):206-13. doi: 10.3945/an.114.007450. PMID: 25770259; PMCID: PMC4352179.

© Foto: Towfiqu Barbhuiya; pexels.com

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