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Probiotika gegen Dickdarmkrebs

27.10.2003  00:00 Uhr
Ernährung

Probiotika gegen Dickdarmkrebs

von Christina Hohmann, Heidelberg

Da sowohl die Ernährung als auch die Darmflora das Risiko für Dickdarmkrebs beeinflussen, rücken Probiotika zunehmend ins Zentrum des Interesses. Lässt sich mit den verhältnismäßig teuren Produkten tatsächlich Krebs verhindern? Eine pauschale Antwort auf diese Frage können auch Experten nicht liefern. Denn die Wirkung hängt vom zugesetzten Bakterienstamm ab.

Der Darm hat zwei Hauptfunktionen. Zum einen ist er für die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen aus der Nahrung verantwortlich, zum anderen dient er dem Organismus als Barriere zum Schutz vor eindringenden Pathogenen. Bei beiden Aufgaben spielt die komplexe Gemeinschaft von Mikroorganismen, die den Darm besiedeln, eine wichtige Rolle. „Während der stark saure Magen nur spärlich besiedelt ist, steigt die Mikroorganismenzahl vom Duodenum zum Kolon auf Werte bis zu 1012 Keime pro Gramm Darminhalt“, sagte Professor Dr. Michael Blaut vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung in Bergholz-Rehbrücke auf dem internationalen Yakult-Symposium Anfang Oktober in Heidelberg. Damit übersteigt die Zahl der Darmbakterien die Zellzahl des Wirtsorganismus um ein Vielfaches.

Bei der Geburt ist der Darm noch völlig keimfrei. In den ersten Tagen nehmen Neugeborene Bakterien von der Mutter und aus der Umgebung auf, die sich dann im Gastrointestinaltrakt (GIT) ansiedeln. Bei gestillten Kindern besteht die Darmflora hauptsächlich aus Bifidobakterien, bei nicht gestillten entwickelt sich eine Mischflora. Im Laufe der Zeit entsteht aus der relativ einfach zusammengesetzten Gemeinschaft bei Säuglingen die komplexe Darmflora der Erwachsenen, die zwischen 400 und 500 verschiedene Bakterienarten umfasst. „Fast 60 Prozent von ihnen sind noch nicht identifiziert“, sagte der Referent. Grund für diese immense Biodiversität ist vermutlich die Vielfalt der angebotenen Substanzen, die den Mikroorganismen als Substrat dienen.

Die Bakterien leben von Nahrungsbestandteilen, die der Verdauung im Dünndarm entgangen sind, vor allem von pflanzlichen Zellwandpolysacchariden und Stärke, aber auch von Proteinen und abgestorbenen Epithelzellen des GIT’s. Der Stoffwechsel der Mikroorganismen hat einen großen Einfluss auf die Gesundheit des Menschen, erklärte Blaut. Beim Abbau der Polysaccharide zum Beispiel entstehen kurzkettige Fettsäuren (short chain fatty acids, SCFA) wie Acetat, Propionat und Butyrat. Diese werden von den Epithelzellen des Kolons aufgenommen und dienen ihnen als Energiequelle. Durch den Abbau von Proteinen dagegen entstehen Verbindungen wie Ammoniak, sekundäre Amine, Phenole und Indole, die Krebs erregend wirken können.

Auch viele sekundäre Pflanzenstoffe werden durch die Darmbakterien metabolisch verändert und zum Teil biologisch aktiviert. Zudem transformieren die Mikroorganismen auch Gallensäuren zu sekundären Gallensäuren, die das Risiko für Kolonkrebs erhöhen. Dies zeige, dass die Darmflora einen großen Einfluss auf die Gesundheit des Menschen hat. Andererseits könne aber auch die Nahrung die Zusammensetzung der Mikroflora verändern, so Blaut.

Kolonkrebsinzidenz steigt

„Die Zusammenhänge zwischen Ernährung, der Darmflora und der Entstehung von Kolonkrebs rücken immer mehr ins öffentliche Interesse“, sagte Professor Dr. Ian Rowland vom Northern Ireland Centre for Food and Health der University of Ulster in Coleraine, Nordirland. Kolorektalkarzinom ist bei Frauen die zweithäufigste Tumorart nach Brustkrebs und bei Männern die dritthäufigste nach Lungen- und Prostatakrebs. Jedes Jahr erkranken laut Angaben des Robert-Koch-Instituts in Deutschland etwa 30.000 Frauen und 27.000 Männer neu. Darmkrebs ist bei beiden Geschlechtern hier zu Lande die zweithäufigste Krebstodesursache.

Schon seit längerem ist bekannt, dass die Ernährungsweise die Entstehung von Dickdarmkrebs beeinflusst. Allerdings ließ sich bisher kein kausaler Zusammenhang nachweisen, sagte Rowland. Hierfür wären kostspielige Interventionsstudien mit enormen Teilnehmerzahlen über mehr als 20 Jahre erforderlich.

Eine ganze Reihe von epidemiologischen Studien zeigt aber einen Zusammenhang zwischen Ernährung und Kanzerogenese, erklärte Professor Dr. Beatrice Pool-Zobel von der Friedrich-Schiller-Universität in Jena. So erhöhen dunkles Fleisch, tierische Fette, Acetaldehyd, Eisen und Nitrosoamine das Risiko für Darmkrebs. Ballaststoffen dagegen wird ein schützender Effekt nachgesagt. Vor allem das daraus im Darm entstehende Butyrat hat eine protektive Wirkung, berichtete Pool-Zobel. Es erhöht in den Kolonepithelzellen die Produktion von Enzymen des Fremdstoffmetabolismus, vor allem der Phase-II wie der Glutathiontransferase (GSH). Auf diese Weise steigert die Fettsäure die Entgiftung, wodurch die Kolonzellen Kanzerogene besser abbauen können. Außerdem reguliert Butyrat die Zellproliferation – es hemmt die Mitose und induziert den programmierten Zelltod (Apoptose).

Zelltod einleiten

Die Apoptose ist ein Mechanismus, der vor Krebsentstehung schützt, indem Zellen mit irreparablen DNA-Schäden aus dem Gewebe entfernt werden, erklärte Professor Dr. Ian T. Johnson vom Institute of Food Research des Norwich Research Parks. So schützen zum Beispiel nicht steroidale Antirheumatika und selektive COX-2-Inhibitoren unter anderem dadurch vor kolorektalen Tumoren, dass sie die Apoptoserate erhöhen. Neben präbiotischen Oligosacchariden, probiotischen Bakterien beziehungsweise dem produzierten Butyrat beeinflussen auch andere Nahrungsbestandteile die Zellproliferation und den Zelltod. Hierzu zählen mehrfach ungesättigte Fettsäuren, Flavonoide und Abbauprodukte der Glukosinolate. Letztere kommen ausschließlich in Kreuzblütlern vor, erklärte Johnson. In Tierversuchen unterdrücken sie die Kanzerogenese, indem sie die Apoptoserate erhöhen. Diesen Effekt zeigten auch mehrfach ungesättigte Fettsäuren aus Fischöl in Untersuchungen an Ratten.

Wein scheint ebenfalls vor Kolorektalkarzinom zu schützen, berichtete Johnson. Eine Kopenhagener Kohortenstudie ergab, dass der Konsum von Alkohol (alle Arten außer Wein) das Risiko für Dickdarmkrebs deutlich erhöht. Nahmen die Studienteilnehmer aber einen geringen Teil des Alkohols in Form von Wein zu sich, stieg das Krebsrisiko nur leicht an. Machte der Weinanteil mehr als 30 Prozent aus, hatte der Alkoholkonsum keine kanzerogene Wirkung. Für den Schutzeffekt könnte eventuell das im Wein enthaltene Flavonoid Quercetin verantwortlich sein, erläuterte der Referent. Denn die Substanz hemmt die Mitose in Dünn- und Dickdarmzellen, wie Untersuchungen an Ratten ergaben.

Keine pauschale Aussagen

Tierexperimentelle Untersuchungen weisen darauf hin, dass Präbiotika sowie Probiotika das Risiko für Kolorektalkarzinom verringern können, berichtete Professor Dr. Giovanna Caderni vom Institut für Pharmazie der Universität Florenz. Präbiotika (siehe Kasten) wie Inulin und Oligofructose verringerten in Untersuchungen an Ratten die Zahl der Krebsvorstufen im Kolon. Auch einige Probiotika wie Lactobazillen und Bifidobakterien verhinderten in Tierexperimenten die durch ein Kanzerogen induzierte Tumorbildung. Diese Wirkung hing allerdings stark vom verwendeten Bakterienstamm ab, erklärte Caderni.

 

Probiotika
Lebende Organismen, die der Nahrung beigefügt sind, in aktiver Form und ausreichender Menge in den Darm gelangen und eine gesundheitsfördernde Wirkung haben. Häufig verwendete Spezies sind zum Beispiel Lactobacillus casei und Bifidobacterium longum.

Präbiotika
Spezifische unverdauliche Stoffe, die selektiv bestimmten Bakterienarten als Substrat dienen, diese somit in ihrem Wachstum oder ihrer Aktivität fördern und dadurch positive gesundheitliche Effekte erzielen. Meist handelt es sich um Polysaccharide, zum Beispiel Inulin oder Oligofructose.

Synbiotika
Kombinationen aus Prä- und Probiotika.

 

Mit ihrer Arbeitsgruppe untersuchte die Wissenschaftlerin, die Wirkung von Prä-, Pro- beziehungsweise Synbiotika im Tiermodell. Sie induzierten bei Ratten die Bildung von Kolonkrebs mit einer kanzerogenen Substanz und fütterten die Tiere anschließend mit Präbiotika (Inulin zusammen mit Oligofructose), Probiotika (Lactobacillus rhamnosus Stamm GG und Bifidobacterium lactis) oder einer Kombination von beiden. Nach 31 Wochen wiesen die Ratten der Prä- und Synbiotikagruppe deutlich weniger Tumoren auf als die Tiere der Kontrollgruppe. Der Verzehr von Probiotika senkte die Tumorinzidenz nicht signifikant.

Da die Wirkung allerdings stark mit den verwendeten Präbiotika und Bakterienspezies variiert, sind pauschale Aussagen nicht möglich. „Insgesamt scheinen Präbiotika einen größeren Schutzeffekt als Probiotika zu haben“, sagte Caderni. Außerdem zeigten die Ergebnisse, dass Synbiotika noch effektiver sind als die beiden Einzelkomponenten allein.

Barriere Darm

„Das Immunsystem im Darm stellt das größte Immunorgan im menschlichen Körper dar“, erklärte Professor Dr. Thomas T. MacDonald von der University of Southampton, Großbritannien. Insgesamt umfasst die Oberfläche des Gastrointestinaltrakts etwa 400 m². „Das Immunsystem hat Schwierigkeiten, diese riesige Fläche zu verteidigen“, sagte MacDonald. Dies zeige sich vor allem daran, dass die Infektionen, die man sich auf Auslandreisen zuziehe, meist den Darm betreffen. Eine besondere Herausforderung für das Immunsystem im Darm sind Antigene – sowohl aus der Nahrung als auch von der eigenen Darmflora stammend. Kontinuierlich überprüft es die Darmbakterien auf mögliche Pathogene.

Für diese Musterung ist das darmassoziierte lymphatische Gewebe (gut associated lymphoid tissue) verantwortlich, das sich in der Darmwand befindet, vor allem die so genannten Peyer’schen Plaques. Spezialisierte Epithelzellen über dem lymphatischen Gewebe nehmen die Antigene auf und geben sie an das darunter liegende Gewebe weiter. Hier präsentieren Makrophagen die bakteriellen Moleküle oder Nahrungsbestandteile den B- und T-Lymphozyten. Die so aktivierten Zellen wandern in die Lamina propria, eine Bindegewebsschicht der Darmschleimhaut. Während die B-Zellen spezifische Antikörper (IgA) bilden, nisten sich die T-Zellen im Epithel oder der Lamina propria ein und differenzieren sich meist zu Th1-Zellen.

„Alle Menschen haben T-Zellen in den Peyer’schen Plaques, die auf Nahrungsbestandteile reagieren“, erläuterte MacDonald. „Warum haben wir dann nicht alle chronisch entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn?“. Der Grund hierfür sei, dass das Mikromilieu der Lamina propria für die Th1-Zellen schädlich sei – die Lymphozyten sterben innerhalb kurzer Zeit ab, weshalb sie keine Entzündungen auslösen können.

Einfluss der Darmflora

Seit längerem ist bekannt, dass die Darmflora das Immunsystem mitreguliert. So können keimfreie Tiere, die keinerlei Darmflora aufweisen, zum Beispiel keine Th1-Zellen bilden. „Die Darmbakterien kontrollieren die T-Zell-Funktionen“, sagte MacDonald. Auch Feten direkt nach der Geburt besitzen weder differenzierte T-Lymphozyten noch IgA-produzierende B-Zellen. „Erst die bakteriellen Antigene aktivieren die T- und B-Lymphozyten“, erklärte er. Welche Bakterienart welchen Einfluss auf das Immunsystem ausübt sei aber noch unzureichend erforscht. In Tierversuchen hätten einige Lactobacillus-Spezies einen antientzündlichen, andere dagegen einen proinflammatorischen Effekt gezeigt. Lactobazillen oder andere probiotische Bakterien sollten daher nicht in großen Mengen konsumiert werden, solange die Datenlage nicht besser ist, riet MacDonald. Vor allem bei kleinen Kindern sei Vorsicht geboten.

Effekt der Probiotika

Eine andere Haltung vertrat Dr. Bernhard Watzl von der Bundesforschungsanstalt für Ernährung in Karlsruhe, der die aktuelle Datenlage zum Einfluss von Probiotika auf das Immunsystem vorstellte. In verschiedenen Untersuchungen steigerten die zugeführten Mikroorganismen die Phagozytose, die Aktivität der natürlichen Killerzellen und veränderten die Zytokinproduktion. Wie die Probiotika wirken, hänge stark vom verwendeten Stamm ab, betonte auch Watzl. Die Datenlage zur Wirkung von Probiotika beim Menschen ist allerdings verwirrend. Während in einigen Untersuchungen keinerlei Wirkung von probiotischen Bakterien auf das Immunsystem festzustellen war, senkten sie in anderen Studien die Zahl der respiratorischen Infekte, der Rotavirusinfektionen und milderten die Symptomatik bei Diarrhö-Patienten.

Anscheinend schützen Probiotika auch vor atopischen Ekzemen, wie eine finnische Studie kürzlich nachwies. Wissenschaftler um Dr. Marko Kalliomaki vom Turku University Hospital ließen werdende Mütter Kapseln mit Lactobacillus rhamnosus Stamm GG oder Placebo über mehrere Wochen einnehmen. Nach der Geburt konsumierten stillende Mütter die Probiotika sechs Monate lang weiter, während nicht gestillte Kinder die Mikroorganismen beziehungsweise das Placebo direkt in der Babynahrung erhielten. In der Lactobacillusgruppe entwickelten 43 Prozent weniger Kinder bis zum Alter von vier Jahren atopisches Ekzem als in der Kontrollgruppe.

Zum Einfluss von Präbiotika auf das Immunsystem liegen noch weniger Daten vor als für Probiotika, berichtete Watzl. Der Verzehr der Polysaccharide verändere zwar einzelne Komponenten der körpereignen Abwehr wie die Zytokin- und Antikörperproduktion, steigere die Zahl der Zellen in den Peyer’schen Plaques, auf Diarrhö-Symptome oder Rotavirusinfektionen habe er allerdings keinen Effekt, so der Referent. Insgesamt moduliere der Konsum von Pro- oder von Präbiotika einzelne Komponenten des lokalen Immunsystems im Darm, auf das systemische Abwehrsystem haben sie jedoch keinen Einfluss, fasste Watzl zusammen. Top

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