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Forschung: Neues vom enteralen Mikrobiom

17.08.2018
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Auch bei Patienten mit Diarrhö wurden Veränderungen des enteralen Mi­krobioms beschrieben. Allerdings waren die beobachteten konkreten Veränderungen nicht konsistent. Dies wird mit der Schwierigkeit begründet, Krankheitsbedingte Veränderungen von der normalen interindividuellen Variabilität abzugrenzen. Aufschlussreich war deshalb eine Longitudinalstudie mit Diarrhö-betontem Reizdarmsyndrom, auch wenn sie nur zwei Patienten umfasste (24). Während Phasen der Diarrhö kam es immer wieder zu schnellen und ausgeprägten Veränderungen des Expressionsmusters im Mikrobiom, die aber weder innerhalb eines Patienten noch zwischen Patienten konsistent waren. Die Zusammensetzung des Mikrobioms selber variierte aber nur wenig. Im Gegensatz zur chronischen Obstipation scheint bei einem Diarrhö-betontem Reizdarmsyndrom also nicht eine veränderte Zusammensetzung, sondern eine metabolische Instabilität des Mikrobioms vorzuliegen. Interaktionen zwischen Mikrobiom und Darmmotilität könnten erklären, warum auch schon bei kurzen Reisen in Länder mit anderen Ernährungsgewohnheiten Veränderungen der Stuhlgewohnheiten auftreten können.

 

Eine noch nicht geklärte Frage ist, ob primäre Veränderungen des Mikrobioms zu Veränderungen der Darmmotilität führen oder umgekehrt. Die erste Hypothese wird durch tierexperimentelle Befunde mit Stuhltransplantationen unterstützt (16, 17), die zweite durch solche mit Opiatbehandlung (18). Auch Studien an gesunden Probanden zeigen, dass eine osmotisch induzierte Diarrhö die Zusammensetzung des enteralen Mikrobioms verändert (25). Wahrscheinlich sind beide Hypothesen richtig, da es sich nicht um ein unidirektionales Verhältnis, sondern um eine dynamische Interaktion handelt (Abbildung). Eine Rolle des Mikrobioms als Regulator einer pathologischen Darmmotilität würde auch erklären, warum nach Magen-Darm-Infekten das Risiko für die Entwicklung eines Reizdarmsyndroms sechsfach erhöht ist (26).

 

Das Mikrobiom scheint letztlich auch eine wichtige Rolle in der Modulation entzündlicher Prozesse im Darm zu spielen (2). Verschiedene Studien haben eine Veränderung des Mikrobioms bei Zöliakie beschrieben, die durch Gluten-freie Diät moduliert wird (27). Auch hier wird die Frage diskutiert, was Ursache und Wirkung ist. Bei gesunden Kindern von Zöliakie-Patienten ließ sich zeigen, dass der Wirtsgenotyp zusammen mit Umgebungsfaktoren die Zusammensetzung des Mikrobioms beeinflusst. Andererseits ähnelt die Veränderung des Mikrobioms durch künstlich induzierte osmotische Diarrhö bei gesunden Probanden dem Mikrobiom, das bei Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen beobachtetet wird (25), ein weiteres Beispiel dafür, wie komplex die Regulation von Darmfunktionen und Mikrobiom auf­einander abgestimmt ist.

 

Therapeutische Ansätze

 

Auch wenn viele Details weiterer Forschung bedürfen, zeigt die verfügbare Datenlage eindeutig eine Rolle des Mikrobioms in der Physiologie und Pathophysiologie von Darmerkrankungen. Klinisch ist vor allem von Bedeutung, ob und wie sich eine gezielte Manipulation des Mikrobioms therapeutisch nutzen lässt. Kontrollierte Studien mit Probiotika bei Patienten mit chronischer Obstipation (17) oder mit akuter Diarrhö (28) haben bisher kein zuverlässiges Bild ergeben, vor allem weil die meisten Studien nur geringe Fallzahlen hatten. Somit spricht zunächst vieles dafür, für eine früh- beziehungsweise rechtzeitige Normalisierung des Stuhlgangs bei Obstipation beziehungsweise Diarrhö zu sorgen, auch unter Einsatz gut geprüfter Medikamente. Zu diesen zählen Bisacdoyl, Natriumpicosulfat und Macrogole, die gemäß aktueller Leitlinie gleichwertig als Mittel der ersten Wahl zur Behandlung der Obstipation eingestuft sind (29). In der Diarrhö-Behandlung könnten Medikamente eine Rolle spielen, die die Zusammensetzung der enteralen Flora möglichst nicht negativ beeinflussen wie Racecadotril (30). Aber auch hier sind weitere qualitativ hochwertige Studien mit großen Patientenzahlen erforderlich, um belastbare Therapieempfehlungen abgeben zu können. /

 

Literatur

 

  1. Sender R, Fuchs S, Milo R. Are we really vastly outnumbered? Revisiting the ratio of bacterial to host cells in humans. Cell 2016; 164: 337-40.
  2. Actis GC. The gut microbiome. Inflammation & Allergy-Drug Targets (Discontinued) 2014; 13: 217-23.
  3. Clarke G, Stilling RM, Kennedy PJ et al. Minireview: gut bicrobiota: the neglected endocrine organ. Mol Endocrinol 2014; 28: 1221-38.
  4. Suez J, Korem T, Zeevi D et al. Artificial sweeteners induce glucose tolerance by altering the gut microbiota. Nature 2014; 514: 181-6.
  5. Fu J, Bonder MJ, Cenit MC et al. The gut microbiome contributes to a substantial proportion of the variation in blood lipids. Circ Res 2015; 117: 817-24.
  6. Arumugam M, Raes J, Pelletier E et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature 2011; 473: 174-80.
  7. Rutayisire E, Huang K, Liu Y, Tao F. The mode of delivery affects the diversity and colonization pattern of the gut microbiota during the first year of infants‹ life: a systematic review. BMC Gastroenterol 2016; 16: 86.
  8. Dominguez-Bello MG, De Jesus-Laboy KM, Shen N et al. Partial restoration of the microbiota of cesarean-born infants via vaginal microbial transfer. Nat Med 2016; 22: 250-3.
  9. Davenport ER. Elucidating the role of the host genome in shaping microbiome composition. Gut Microbes 2016; 7: 178-84.
  10. Moeller AH, Foerster S, Wilson ML et al. Social behavior shapes the chimpanzee pan-microbiome. Science Advances 2016; 2: e1500997.
  11. Kashtanova DA, Popenko AS, Tkacheva ON et al. Association between the gut microbiota and diet: Fetal life, early childhood, and further life. Nutrition 2016; 32: 620-7.
  12. Gomez A, Petrzelkova Klara J, Burns Michael B et al. Gut microbiome of coexisting BaAka Pygmies and Bantu reflects gradients of traditional subsistence patterns. Cell Reports 2016; 14: 2142-53.
  13. Wu GD, Compher C, Chen EZ et al. Comparative metabolomics in vegans and omnivores reveal constraints on diet-dependent gut microbiota metabolite production. Gut 2016; 65: 63-72.
  14. do Rosario VA, Fernandes R, Trindade EBSdM. Vegetarian diets and gut microbiota: important shifts in markers of metabolism and cardiovascular disease. Nutr Rev 2016; 74: 444-54.
  15. De Filippis F, Pellegrini N, Vannini L et al. High-level adherence to a Mediterranean diet beneficially impacts the gut microbiota and associated metabolome. Gut 2016; 65: 1812-21.
  16. Dey N, Wagner Vitas E, Blanton Laura V et al. Regulators of gut motility revealed by a gnotobiotic model of diet-microbiome interactions related to travel. Cell 2015; 163: 95-107.
  17. Zhao Y, Yu Y-B. Intestinal microbiota and chronic constipation. SpringerPlus 2016; 5: 1130.
  18. Banerjee S, Sindberg G, Wang F et al. Opioid-induced gut microbial disruption and bile dysregulation leads to gut barrier compromise and sustained systemic inflammation. Mucosal Immunol 2016; 9: 1418-28.
  19. Duval-Ilfah Y, Barard H, Baumer P et al. Effects of racecadotril and loperamide on bacterial proliferation and on the central nervous system of the newborn gnotobiotic piglet. Aliment Pharmacol Ther 1999; 13 Suppl 6: 9-14.
  20. Vandeputte D, Falony G, Vieira-Silva S et al. Stool consistency is strongly associated with gut microbiota richness and composition, enterotypes and bacterial growth rates. Gut 2016; 65: 57-62.
  21. Tigchelaar EF, Bonder MJ, Jankipersadsing SA et al. Gut microbiota composition associated with stool consistency. Gut 2016; 65: 540-2.
  22. Zhu L, Liu W, Alkhouri R et al. Structural changes in the gut microbiome of constipated patients. Physiol Genomics 2014; 46: 679-86.
  23. Parthasarathy G, Chen J, Chen X et al. Relationship between microbiota of the colonic mucosa vs feces and symptoms, colonic transit, and methane production in female patients with chronic constipation. Gastroenterology 2016; 150: 367-79.e1.
  24. Durbán A, Abellán JJ, Jiménez-Hernández N et al. Instability of the faecal microbiota in diarrhoea-predominant irritable bowel syndrome. FEMS Microbiol Ecol 2013; 86: 581-9.
  25. Gorkiewicz G, Thallinger GG, Trajanoski S et al. Alterations in the colonic microbiota in response to osmotic diarrhea. PLoS One 2013; 8: e55817.
  26. Thabane M, Kottachchi DT, Marshall JK. Systematic review and meta-analysis: the incidence and prognosis of post-infectious irritable bowel syndrome. Aliment Pharmacol Ther 2007; 26: 535-44.
  27. Cenit M, Olivares M, Codoñer-Franch P, Sanz Y. Intestinal microbiota and celiac disease: cause, consequence or co-evolution? Nutrients 2015; 7: 5314.
  28. Guarino A, Ashkenazi S, Gendrel D et al. European Society for Pediatric Gastroenterology, Hepatology, and Nutrition/European Society for Pediatric Infectious Diseases evidence-based guidelines for the management of acute gastroenteritis in children in Europe. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2014; 59: 132-52.
  29. Andresen V, Enck P, Frieling T et al. S2k-Leitlinie chronische Obstipation: Definition, Pathophysiologie, Diagnostik und Therapie. 2013 Available from: http://www.awmf.org/uploads/tx_szleitlinien/021-019l_S2k_Chronische_Obstipation_2013-06_01.pdf
  30. Fischbach W, Andresen V, Eberlin M et al. A comprehensive comparison of the efficacy and tolerability of racecadotril with other treatments of acute diarrhea in adults. Front Pharmacol 2016; 3: 44.

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