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Mikrobiom

Alterungsprozess im Darm

11.07.2018
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Von Christina Hohmann-Jeddi, Mannheim / Die Darmmikrobiota ist wie ein Organ des Menschen zu verstehen. Und wenn der Mensch altert, altert es mit. Durch Veränderungen in der Bakterien­zusammensetzung entsteht ein proinflammatorischer Status, der offenbar die Entstehung typischer altersbedingter Erkrankungen fördert.

Die Bedeutung der Darmmikrobiota, der Gemeinschaft der Bakterien im Darm, wurde lange Zeit unterschätzt. Mittlerweile ist aber bekannt, wie viel Einfluss sie auf die Gesundheit des Menschen hat. Das berichtete Professor Dr. Stephan Bischoff von der Universität Hohenheim in Stuttgart auf dem Internistenkongress in Mannheim. Die Darmbewohner beeinflussen unter anderem den Stoffwechsel und die Immunregulation. 

 

»Die Mikrobiota wird mittlerweile als körpereigenes Organ gesehen«, sagte Bischoff. Es entwickelt sich mit dem Menschen mit. Trotz der vielen individuellen Unterschiede könne man eine frühe, mittlere und späte Mikrobiota unterscheiden, die unterschiedliche Charakteristika besitzen.

 

Diese Entwicklung der Darmmikrobiota beschreiben Dr. Parag Kundu von der Nanyang Technologie Universität in Singapur und Kollegen in einem Übersichtsartikel im Fachjournal »Cell« (DOI: 10.1016/j.cell.2017.11.024). Demnach erwerben Kinder ihre erste Bakterienbesiedlung vermutlich bereits im Mutterleib. Auch bei der Geburt gehen Mikroorganismen, vor allem Lactobazillen und Prevotella-Arten, auf das Kind über. Zudem werden offenbar auch Bakterien über das Stillen mit der Muttermilch übertragen. Dementsprechend weisen gestillte Kinder eine ­andere Darmbakterienzusammensetzung auf als mit der Flasche ernährte Babys.

 

Reifen der Mikrobiota

 

Diese relativ simple von der Mutter übertragene Mikrobiota reift mit der Zeit und wird komplexer, vor allem wenn nach und nach feste Nahrung eingeführt und die Muttermilch abgesetzt wird. Bei diesem Wechsel findet gleichzeitig auch eine enorme Entwicklung des Immunsystems statt, schreiben Kundu und Kollegen. Die Entwicklung der einfachen Startmikrobiota hin zu einer reifen Mikrobiota eines Omnivoren (Allesfressers) dauert in etwa drei Jahre. Der Einsatz von Antibiotika in dieser kritischen Phase könnte die Zusammensetzung der Mikroorganismen nachhaltig verändern, heißt es in dem Artikel.

 

Eine weitere Entwicklung der Mikrobiota findet in der Pubertät unter dem Einfluss der Sexualhormone statt. In dieser Zeit scheinen sich geschlechtsspezifische Unterschiede in der Zusammensetzung zu entwickeln. Insgesamt ist die Mikrobiota von Jugendlichen weniger komplex und anders zusammengesetzt als die von Erwachsenen. Dabei zeigen sich auch Unterschiede in der Funktion: Die Mikroorganismen von Jugendlichen exprimieren mehr Gene, die mit Wachstum und Entwicklung zusammenhängen, während die Mikrobiota von Erwachsenen eher mit Inflammation und Übergewicht assoziiert ist.

 

Die Zusammensetzung der Mikro­organismen im Darm von Erwachsenen ist stabiler als bei Jüngeren, schreiben die Autoren. Es entwickele sich eine Art Kernmikrobiota, die durch Einflüsse wie Stress oder Antibiotika verursachte Veränderungen wieder ausgleichen kann. Dennoch ist sie in einem gewissen Maß von außen zu beeinflussen, etwa über die Ernährung oder durch Probiotika. Insgesamt ist die Zusammensetzung der Mikroorgansimen bei Erwachsenen hochkomplex und sehr artenreich.

 

Die Kernmikrobiota von jungen Erwachsenen unterscheidet sich wiede­rum von der von Älteren über 65 Jahre. Die dominierenden Firmicutes-Arten verschwinden, dafür steigt die Zahl der Vertreter der Bacteroidetes. Insgesamt nimmt mit steigendem Alter anscheinend die Diversität ab bei gleichzeitiger Zunahme interindividu­eller Unterschiede. »Die Dysbiose im Alter ist mittlerweile gut beschrieben«, sagte Bischoff. Doch wie kommt es zu den Veränderungen in der Mikrobiota?

Inflamm-Aging

Unterschwellige, chronische Entzündungen stehen seit einigen Jahren im Verdacht, wesentlich zum Alterungsprozess und zur Entstehung von alterstypischen Erkrankungen beizutragen. Das Immunsystem setzt im Verlauf seines nor­malen Alterungsprozesses immer mehr entzündungsfördernde Botenstoffe frei. »Die Balance zwischen den verschiedenen Zelltypen des Immunsystems verändert sich mit zunehmendem Alter«, erläuterte Professor Dr. Cornel C. Sieber, Vorsitzender der Deutschen Gesellschaft für Innere Medizin auf dem Jahreskongress in Mannheim. So nimmt etwa die Aktivität der adaptiven, also gegen spezifische Krankheitserreger gerichteten Immunabwehr ab, die der unspezifischeren, angeborenen Immunabwehr dagegen zu. In der Folge werden vermehrt Botenstoffe wie Prostaglandin E2, Interleukin-6, Interferon-γ und TNF produziert. Dieser proinflammatorische Botenstoff-Mix fördert wiederum die Bildung freier Radikale – aggressiver Sauerstoffverbindungen, die prinzipiell jedes Gewebe schädigen können. »Auch dieser oxidative Stress trägt vermutlich zu Alterungsvorgängen bei«, sagte Sieber. Typische Alterskrankheiten, deren Entstehung mit dem Inflamm-Aging in Verbindung gebracht wird, sind neben der Alzheimer-Demenz auch Osteo­porose, Atherosklerose, Arthritis oder Typ-2-Diabetes.

Lebensort und Ernährung

 

Hierzu stellte der Mediziner eine Studie aus dem Jahr 2012 vor, bei der die Darmflora von 179 Senioren analysiert worden war. Diese zeigt, dass die Zusammensetzung der Darmmikrobiota vom Lebensort – Heim, Krankenhaus oder Zuhause – und der Ernährungsweise abhängt. Wie die Autoren um Dr. Marcus Claesson vom University College Cork im Fachjournal »Nature« berichteten, fiel die Diversität der Bakte­rienbesiedlung bei Heimbewohnern niedriger aus als bei in eigenen Wohnungen lebenden Senioren (DOI: 10.1038/ nature11319). Je geringer die Diversität, desto stärker ausgeprägt war die Gebrechlichkeit. Insgesamt zeigte sich ein deutlicher Zusammenhang zwischen Ernährung, der Darmmikrobiota und Gesundheitsstatus.

 

»Das gesunde Altern spiegelt sich in der Darmmikrobiota wider«, sagte Bischoff. »Dabei ist die Malnutrition ein wichtiger Risikofaktor für eine Dysbiose.« Daher sei es wichtig, dass Senioren ausreichend mit Protein und Ballaststoffen versorgt sind. Gerade eine ballaststoffreiche Ernährung korrelierte in der Untersuchung mit einer erhöhten Diversität und einem verringerten Entzündungsstatus.

Stichwort Inflammation: Sie scheint mit der Darmflora in einer wechselseitigen Beziehung zu stehen. Im Alter nehmen die proinflammatorischen Zyto­kine zu, was eine chronische, subklinische Entzündung bedingen kann, die zur Entstehung von altersbedingten Erkrankungen beiträgt. Dieses Phänomen wird auch mit dem Begriff »Inflamm-Aging« beschrieben (siehe Kasten). Die verstärkten proinflammatorischen Signale im Alter können die Zusammensetzung der Mikrobiota ungünstig verändern und diese Dysbiose befeuert wiederum die Inflammation. »Dies öffnet die Tür für altersbedingte Erkrankungen«, sagte Bischoff.

 

Interessanterweise unterscheidet sich das Mikrobiom von sehr Betagten (um die 100 Jahre) wiederum deutlich von dem jüngerer Senioren. Bei den Hochbetagten scheint sich ein vergleichsweise einheitliches charakteristisches Muster herauszubilden, in dem gesundheitsassoziierte Bakteriengattungen wie Bifidobacterium oder Akkermansia gehäuft vorkommen, heißt es in dem Übersichtsartikel in »Cell«. Ob diese nützlichen Bakteriengemeinschaften ursächlich für das lange Leben sind, müsse allerdings noch bewiesen werden.

 

Eine Balance in der Mikrobiota scheint aber insgesamt gesundheitsfördernd zu sein. Doch wie erhält man diese? Neben der Ernährung wirken sich laut Bischoff alle Faktoren eines gesunden Lebensstils positiv auf die Darmmikrobiota aus. Der Experte nannte hier vor allem die körperliche Bewegung, denn diese setzt auch die Darmbewegung in Gang. »Ein Teil der Dysbiose im Alter kommt durch die Untätigkeit des Darms zustande.« Negativ wirkt sich auch eine Polypharmazie aus.

 

Altersspezifische Probiotika

 

Es sei auch denkbar, altersspezifische Prä- und Probiotika zu entwickeln. »Hier liegt Potenzial«, sagte Bischoff. Bislang befinde man sich hier noch in präklinischen Settings. Galacto-Oligosaccharid scheint als Präbiotikum zu funktionieren. Bisher sei wenig in diese Richtung geforscht worden, aber diese Forschung werde kommen, zeigte er sich optimistisch. Der nächste Schritt seien Interventionsstudien an älteren Menschen. Um konkrete Empfehlungen zu Ernährung oder Nahrungs­ergänzung zu geben, fehlten momentan noch die Daten. /

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