Die Mikrobiom – Revolution

Anfang 2017 erkrankte meine Hündin Lucy schwer. Die Symptome traten relativ plötzlich auf und ihr Zustand war sehr Besorgnis erregend. Die Ergebnisse zahlreicher Untersuchungen waren für mich niederschmetternd, denn meine gut ernährte und von Chemie ferngehaltene Hündin hatte übelste Leberwerte. Ich war geschockt! Medikamente hatte sie in den Jahren kaum welche bekommen, sie bekam viele Nahrungsmittel aus Bioanbau, gutes Fleisch und wurde von mir gehegt und gepflegt. Wie in Gottes Namen kommt ein solcher Hund ausgerechnet an eine Lebererkrankung? Das habe ich mich gefragt in stundenlangen Grübeleien.

Für mich begann mit dieser Frage eine Reise, die monatelang andauerte und mich in ein Forschungsgebiet führte, dessen bisherige, recht neue Erkenntnisse sowohl bahnbrechend, als auch absolut faszinierend sind: Die Mikrobiom-Forschung.

Die „Bakterien“ – Forschung

Ein Forschungsgebiet, das aktuell geradezu explodiert, ist die Mikrobiom-Forschung.  Als Mikrobiom oder ganz korrekt Mikrobiota bezeichnet man die Gesamtheit der Mikroorganismen (vor allem Bakterien), die einen Organismus besiedeln.

Im Jahr 1990 wurde  das Humangenomprojekt (HGP) gegründet, welches zum Ziel hatte, das Genom des Menschen vollständig zu entschlüsseln. Man glaubte, wenn man die Gesamtheit der vererbbaren Informationen des menschlichen Genoms kennen würde,  würde das die Behandlung oder Vermeidung der meisten Krankheiten grundlegend verändern. Im Jahr 2004 wurde das Projekt erfolgreich beendet und man hatte knapp 21.000 Gene gefunden. Damit stellte sich heraus, dass der Mensch weniger Gene hat als ein Wasserfloh (31.000). Hunde haben übrigens etwa 19.000 Gene, das Genom eines weiblichen Boxers wurde im Jahr 2005 erstmals vollständig sequenziert.

Die erhofften Auswirkungen auf die Behandlung und Vorbeugung von Erkrankungen blieben weitgehend aus, da man nur in seltenen Fällen auf Genvarianten traf, die unausweichlich zu einer Erkrankung führten.  Das HGP hatte jedoch den Weg für ein weiteres Projekt geebnet: das Humanmikrobioprojekt (HMP), welches 2008 an den Start ging. Nur wenige Jahre später hatte das HMP herausgefunden, dass im Körper fast zehnmal mehr Bakterien sind, als Körperzellen und dass das mikrobielle Genom hundertmal mehr genetische Informationen als das Erbgut des Menschen hat. Damit ging eine Forschungswelle los, die bis heute anhält und die schon viele erstaunliche Erkenntnisse brachte: Die Erforschung der Mikrobiota (Kleinstlebewesen) und ihrer Bedeutung.

Mittlerweile gibt es viele Erkenntnisse aus der Mikrobiom-Forschung, die darauf schließen lassen, dass eine sehr große Anzahl, wenn nicht gar die meisten der heutigen Erkrankungen mit der Mikrobiota und vor allem der intestinalen (im Darm liegend) Mikrobiota im Zusammenhang stehen.

Für manche ist das gar nicht so neu. Viele naturheilkundlich orientierte Therapeuten haben schon immer darauf verwiesen, dass bei den meisten Erkrankungen der Darm eine Rolle spielt. Schon Hippokrates hatte gesagt: „Alle Krankheiten beginnen im Darm“.

Naturheilkundler sprachen von der Darmflora und dass diese saniert werden müsse. Nur hat man den oft als Esoteriker abgestempelten Naturheilkundlern das nicht so wirklich abgenommen und oft wurden (und werden!) sie dafür von der Schulmedizin belächelt.

Darmflora?

Eigentlich ist der Begriff Darmflora überholt. Das Wort Flora bezeichnet eine Pflanzenwelt. Früher wurden Bakterien der Systematik der Pflanzen zugeordnet, deshalb nannte man die Bakterienbesiedlung im Darm Darmflora. Heute unterteilt man in drei Gruppen:

• Archaeen (einzellige Organismen mit einem meist in sich geschlossenen DNA-Molekül)
• Eukaryota (Lebewesen, deren Zellen einen echten Kern und eine reiche Kompartimentierung haben, dazu zählen Pilze, Pflanzen und Tiere)
• Bakterien

Die Bakterien bilden nun eine eigene Domäne in der systematischen Einteilung der Lebewesen. Deshalb kann man nun nicht mehr von einer Darmflora sprechen und nennt diese korrekterweise intestinale Mikrobiota oder „umgangssprachlich“ Darm-Mikrobiom.

Escherichia coli – das erste Probiotikum

Vor 100 Jahren hat der Arzt Dr. Alfred Nißle entdeckt, dass Escherichia coli, auch Kolibakterium genannt, Durchfallerkrankungen zu einer Verbesserung führen kann. Auf diesem Weg fand er auch heraus, dass diese Bakterien nicht nur bei Durchfall halfen, sondern ebenso viele andere Leiden zu kurieren schienen, wie z.B. Leber- und Gallenleiden, Allergien, Ausschläge, Gicht und mehr.

Er hatte das erste Probiotikum entwickelt – das es übrigens noch heute gibt unter dem Namen Mutaflor – dem aber leider nicht ausreichend Bedeutung zukam, denn schon bald begann der Siegeszug der Antibiotika. So geriet die Darmbehandlung mit  Bakterien  vorerst weitgehend wieder in Vergessenheit. Nur für wenige, vor allem für Naturheilkundler, war sie noch von Bedeutung.

1928 entdeckte Alexander Flemming zufällig das Penicillin, welches 1941 das erste Mal bei einem Patienten angewendet wurde und 1944 dann in die industrielle Produktion ging.

Es dauerte nicht allzu lange und bakterielle Erkrankungen verloren weitgehend ihren Schrecken, zumindest in den Industrienationen. Ansteckende, von Mikroben verursachte Infektionskrankheiten waren bald nicht länger Todesursache Nr. 1. Das war aber nicht alleine der Entdeckung von Antibiotika zu verdanken, eine weitere Rolle spielten auch die verbesserten Hygienemaßnahmen und wohl auch die Impfungen.

Super!! … Könnte man denken, dann war ja nun alles bestens und „Friede Freude Eierkuchen“ angesagt. Aber nein, Pustekuchen!! Denn ein neuer Schrecken näherte sich auf ganz leisen Sohlen – die Wohlstandserkrankungen.

Erkrankungen des Wohlstandes

Mit der immer häufigeren Anwendung von Antibiotika, einer immer schlechter werdenden Ernährung und der verlorengegangenen Verantwortung für die eigene Gesundheit kamen die Wohlstandserkrankungen. Und unsere Hunde holten wir gleich mit ins Boot, denn diese Erkrankungen betrafen auch sie in zunehmendem Ausmaß.

Darüber, wie das alles mit den Bakterien im Organismus zusammenhängt, herrschte lange Unklarheit. Bakterien waren i. d. R. böse Erreger, die es schnell zu eliminieren galt. Bis nun die Mikrobiom-Forschung viel Licht brachte ins Dunkle und natürlich dabei ist, noch weiter zu bringen. Und jetzt wird immer klarer, welche vielfältigen Rollen diese Mikroorganismen im Organismus wirklich spielen.

Wohlstandserkrankungen können z.B. sein:

• Adipositas
• Darmerkrankungen
• Herzerkrankungen
• Allergien
• Metabolisches Syndrom
• Depressionen, Angstzustände
• Krebserkrankungen
• Hauterkrankungen

Die Mikrobiom-Forschung fand in den letzten Jahren immer mehr Zusammenhänge zwischen vielen dieser Erkrankungen und der Mikrobiota. Die Billionen von Mikroorganismen, die sich in unserem und auch dem Organismus unserer Hunde tummeln, sind nicht zufällig dort.

Die intestinale Mikrobiota des Hundes

Jeder Hund hat eine ganz individuelle und einzigartige Mikrobiota im Darm. Dazu zählen alle Bakterien, Pilze, Viren und Protozonen, die seinen Darm bewohnen. Diese Mikroorganismen erfüllen eine Vielzahl an Aufgaben für ihren Wirt, den Hund, denn sie leben mit ihm in einer Symbiose. Der Organismus des Hundes bietet ihnen einen Ort, an dem sie leben können. Logisch, dass sie eigentlich nicht daran interessiert sind, ihrem Wirt zu schaden.

Vorwiegende Bakterienstämme im Hundedarm:

• Fusobacteria – obligat anaerobe, gramnegative Stäbchenbakterien.
• Bacteriodetes – gramnegative, nicht sporenbildende, strikte Anaerobier, die meist unbeweglich sind.
• Firmicutes – bilden zusammen mit den Actinobacteria die große Gruppe der grampositiven Bakterien, wichtige Vertreter findet man unter anderem in den Gattungen Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Bacillus und Clostridium. Auch das Faecalibacterium, zu dem wir gleich noch kommen, gehört hierher.
• Proteobacteria – gramnegativ, kommen nur in geringer Menge vor. Viele Arten besitzen Geißeln, andere sind in der Lage, zu gleiten. Bekannter Vertreter ist z.B. Escherichia coli.
• Actinobacteria – bilden mit Firmicutes die große Gruppe der grampositiven Bakterien, kommen nur in geringer Menge vor. Bekannte Vertreter sind die Bifidobakterien, welche auch als Probiotika eingesetzt werden.

Was machen diese Mikroorganismen?

Um ihren Wirt „am Laufen zu halten“ übernehmen die Mikroorganismen im Darm eine Menge Arbeit. Bei der Verdauung kommen ihnen wichtige Aufgaben zu, sie resorbieren und produzieren verschiedene  Nährstoffe. Viele Vertreter der Clostridien produzieren z.B. die wichtigen kurzkettigen Fettsäuren. Diese sind Stoffwechselprodukte, welche beim Abbau der Ballaststoffe entstehen. Die kurzkettigen Fettsäuren (Buttersäure, Essigsäure und Propionsäure) sind essentiell, werden zu wenig produziert, kann sich das in vielen gesundheitlichen Beeinträchtigungen zeigen, wie man an den folgenden Beispielen sehen kann.

Das Darm-Mikrobiom und …

IBD – chronisch entzündliche Darmerkrankung

Man hat festgestellt, dass bei einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung (engl. inflammatory bowel disease) u. a. ein bestimmtes Bakterium seltener anzutreffen ist und zwar das Faecalibakterium prausnitzii, welches, wie schon erwähnt, zum Stamm der Firmicutes zählt. Dieses Bakterium produziert zum einen kurzkettige Fettsäuren, allen voran Buttersäure und außerdem ein Protein, das eine anti-entzündliche Wirkung hat. Buttersäure ist der wichtigste Energielieferant für die Schleimhautzellen der Dickdarmschleimhaut. Das Bacterium Akkermansia muciniphila ist maßgeblich an der Produktion des Schleims beteiligt, es verdaut Schleim und regt so die Schleimproduktion an. Beide Bakterien tragen so zu einer gesunden und dichten Schleimhaut bei. Ein Mangel dieser Bakterien kann dann z. B. zu einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung führen.

Leaky-Gut-Syndrom – der durchlässige Darm

Die sogenannten „Tight Junctions“ (Kittleisten) sind dafür zuständig, die Darmschleimhaut dicht zu halten, damit keine Keime oder andere Stoffe hindurch dringen und in den Blutkreislauf gelangen können. Die Tight Junktions sind ebenfalls von der durch Darmbakterien produzierten Buttersäure abhängig. Kommt nicht genug Buttersäure, bekommen die Schleimhautzellen nicht mehr ausreichend Energie und die Darmschleimhaut kann durchlässig werden, da auch bestimmte Proteine für die Kittleisten fehlen. Eine durchlässige Darmschleimhaut kann auch erst einmal symptomlos sein, bis sie zu weiteren Erkrankungen führt.

Allergien, Autoimmunerkrankungen, Diabetes, Adipositas

Ist der Darm durch eine Dysbakterie durchlässig geworden, kann das zu weiteren Erkrankungen führen. Allergien, Autoimmunerkrankungen, Diabetes und auch Adipositas gehen alle einher mit einer erhöhten Durchlässigkeit der Darmschleimhaut mit weiter folgenden Entzündungen. Bei einer Allergie gegen Nahrungsmittel gelangen über die durchlässige Darmschleimhaut z.B. unverdaute Nahrungsbestandteile in den Blutkreislauf und werden dort vom Immunsystem bekämpft. Solche Überreaktionen des Immunsystems können sich auch auf weitere Substanzen auswirken, kommt es zum Angriff auf körpereigene Zellen, spricht man dann von einer Autoimmunerkrankung – der Körper bekämpft sich selber.

Einer Untersuchung zufolge kann z. B. übermäßiger Fettkonsum ebenfalls zu einer Veränderung der Mikrobiota und so zu erhöhter Durchlässigkeit der Darmschleimhaut führen. Lipopolysaccharide, die Bestandteil der Zellwand gramnegativer Bakterien sind, gelangen so in die Blutbahn. Auf diesem Weg aktivieren sie Rezeptoren, die Zytokine (Botenstoffe) aktivieren, welche wiederum den intrazellulären Stoffwechsel beeinflussen. Es kommt zu Entzündungen und die fettspeichernden Zellen werden immer größer, statt sich zu teilen, was zu immer weiterem Übergewicht führt. Außerdem beeinflussen die Lipopolysaccharide auch das Insulin, wo dann der Zusammenhang zwischen Übergewicht und den Folgeerkrankungen Diabetes oder auch Herzerkrankungen erkennbar wird.

Leber

Bei einer erhöhten Durchlässigkeit der Darmschleimhaut gelangen, wie schon erwähnt, Stoffe in die Blutbahn die dort nicht hingehören. Alle Stoffe, die das Immunsystem nicht abfangen kann, gelangen so zur Leber und müssen dort abgebaut werden. Besteht eine Störung des Mikrobioms, hat die Leber aber wahrscheinlich eh schon mehr zu tun, weil z.B. vermehrt Toxine ankommen, welche von Bakterien produziert werden, die sich unvorteilhaft vermehrt haben. Das können z.B. Clostridien sein, die sich vermehren, um gehäuft im Darm ankommende unverdaute Eiweiße zu spalten. Die daraus entstehenden Toxine gelangen zum Teil in die Leber, können aber teilweise sogar im Nervensystem wirken und zu Verhaltensauffälligkeiten führen. Die Leber ist nun extrem gefordert und wird irgendwann krank, so kann es durch eine Dysbakterie zu einer Fettleber kommen.

Vieles ist noch unklar …

Es gibt noch viele ungeklärte Abläufe und Zusammenhänge der Mikrobiota. Oft stellt man sich die Frage nach der Henne und dem Ei, wer war zuerst da? Die Erkrankung oder die Verschiebung der Mikrobiota? Dabei muss man sich noch einmal vor Augen halten, dass der Organismus von Billionen von Mikroorganismen bewohnt wird. Und jedes Mikrobiom ist einzigartig, denn die Zusammensetzung richtet sich nach einer Reihe Faktoren. So sind z.B. Mutter, Geburt, Lebensraum, Gesundheitszustand, Ernährung, Medikamente (Antibiotika!) und noch weitere Faktoren an der Zusammensetzung des Mikrobioms beteiligt. Entsprechend umfangreich sind die Forschungen. Alleine nur zu definieren, wie in etwa ein gesundes Mikrobiom überhaupt aussieht, ist dabei schon eine riesig große Aufgabe. Und bei allen Untersuchungen und Studien rund um das Mikrobiom bleiben meist noch eine Reihe unklarer Faktoren bestehen, weshalb auch sehr viele Forschungsprojekte rund um diese Thematik mit Sätzen wie „es besteht weiterer Forschungsbedarf“ enden.

Einen Punkt gibt es aber, wo man sich scheinbar einig ist …

Ballaststoffe sind wichtig!

Ballaststoffe gelten als Präbiotika, sie können nicht verdaut werden und landen so im Dickdarm.  Dort dienen Ballaststoffe den Darmbakterien als Nahrung! Eine Ernährung mit wenigen Ballaststoffen bedeutet also eine schlechte Ernährung der Darmbakterien und kann so zu einer Dysbakterie führen. Bei einer Dysbakterie verkümmert die Bakterienvielfalt im Darm und viele Bakterien können ihren Aufgaben nicht mehr ordentlich nachkommen. Daraus können dann Erkrankungen entstehen, wie z.B. die IBD.

Andererseits können diese Ballaststoffe auch eingesetzt werden, um die Wiederherstellung der Bakterienvielfalt zu unterstützen. Dass eine Zufuhr von Präbiotika, also eigentlich Ballaststoffen, eine sinnvolle Maßnahme bei einer Dysbakterie ist, wurde in Untersuchungen auch bei Hunden bestätigt. Eine Ernährung, die das Mikrobiom des Hundes unterstützen soll, sowohl im gesunden, als auch im kranken Zustand, sollte also möglichst auch einen ausreichenden Anteil Ballaststoffe enthalten. Eine gesunde Mischung aus Kohlenhydraten in Form von Kartoffeln und Getreide, Gemüse und kleine Mengen Obst sind eine wichtige Unterstützung für das hündische Mikrobiom.

Viele Fertigfutter werden ebenfalls mit isolierten Präbiotika angereichert, wie z.B. Fructooligosaccharid (FOS)  oder Inulin. Das ist natürlich nicht gerade von Nachteil. Besser ist es jedoch sicherlich, diese Stoffe auf natürlichen Wegen zur Verfügung zu stellen.

Fructooligosaccharide sind Mehrfachzucker (Oligosaccharide), die von Verdauungsenzymen nicht abgebaut werden können, daher gehören sie zu den Ballaststoffen.

Inulin zählt zu den Vielfachzuckern (Polysaccharide), Kohlenhydraten also, in denen eine große Anzahl (mindestens elf) Monosaccharide (Einfachzucker) verbunden sind. Auch Inulin wird im Dünndarm nicht resorbiert, da es von den Verdauungsenzymen nicht abgebaut werden kann und gehört ebenfalls zu den Ballaststoffen.

Beide sind enthalten in pflanzlichen Nahrungsmitteln wie Getreide, Gemüse und Obst, so z.B. in Hafer, Roggen, Weizen, Gerste, Chicorée, Bananen, Löwenzahn, Zucchini, Topinambur, Pastinaken, Quinoa oder Schwarzwurzeln.

Es gibt natürlich noch mehr Ballaststoffe, außer diesen beiden. Auch die sogenannte resistente Stärke wird mittlerweile als Ballaststoff gewertet, da sie ebenfalls  kurzkettige Fettsäuren liefert, bakterielle Reaktionen beeinflusst und Einfluss auf die Kotausscheidung hat. Resistente Stärke ist in (kalten) Kartoffeln, nur grob zerkleinerten Getreidekörnern und Hülsenfrüchten enthalten.

Naturnahe Ernährung

Eine Untersuchung, die eine Rohfütterung einer Ernährung mit Fertigfutter gegenüber stellte und deren unterschiedlichen Einfluss auf die Mikroboiota überprüfte, brachte als Ergebnis, dass eine Fütterung von naturnahen Nahrungsmitteln einen positiven Effekt auf die Mikrobiota hat. Was, wenn man darüber nachdenkt, nur logisch ist. Denn im Gegensatz zu den keimfrei gemachten Fertigprodukten liefern frische und möglichst unverarbeitete Nahrungsmittel gleich auch eine Vielfalt natürlich vorkommender Bakterien mit.

Und was ist mit Probiotika?

Was die Probiotika betrifft, also die Zuführung von probiotisch wirkenden Bakterien, wie z.B. Milchsäurebakterien, sind die Meinungen und bisherigen Ergebnisse nicht ganz eindeutig. Die Wissenschaft ist natürlich bemüht, diese Lücken insofern zu schließen, indem man quasi punktgenau die Bakterien versucht zu finden, die bei dieser oder jener Erkrankung eingesetzt werden können. Da aber wie schon geschrieben wirklich jedes Mikrobiom, egal ob gesund oder krank einzigartig ist, können die Resultate sehr unterschiedlich sein, was es schwierig macht, zu Ergebnissen zu kommen und erst recht, Empfehlungen auszusprechen.

Ein probiotischer Joghurt, selbst wenn er täglich gefüttert wird, wird sicher keine handfeste Dysbakterie regulieren. Und auch wenn man ein an und für sich gutes Probiotikum gibt, kann es sein, dass sich der Erfolg nur mäßig und/oder zögerlich einstellt, weil die anderen Faktoren wie Ernährung, Ballaststoffgehalt oder auch etwas anderes nicht richtig passen. Auch die PH-Werte im Verdauungstrakt spielen eine hierbei oft unterschätzte Rolle, denn das teils sehr saure Milieu müssen Probiotika erst einmal überwinden können, um dort anzukommen, wo sie „wirken“ können.

Mehr Informationen zur Darm-Mikrobiom-freundlichen Ernährung gibt es in meinem Online-Kurs zu den Grundlagen der Hundeernährung.

Epilog: Nachdem ich auf Umwegen (keiner der beiden involvierten Tierärzte kam auf diese Idee) zu der Erkenntnis (Kotscreen!) kam, dass bei meiner Hündin eine Dysbakterie vorlag, konnte ich ihre Versorgung schrittweise entsprechend anpassen. Mit einer Mikrobiom-freundlichen Ernährung, der Zugabe verschiedener Probiotika und Leber und Zellen unterstützender Versorgung wurde sie schon bald wieder so fröhlich und munter, wie wir sie eigentlich kannten, aber schon lange nicht mehr erlebt hatten. Eine Kontrolluntersuchung der Blutwerte zeigte dann ebenfalls, dass wir nun endlich auf dem richtigen Weg sind. Im Nachhinein bin ich auch recht sicher, dass das Problem sich schon länger angekündigt hatte, denn rückblickend kann ich mich an einige kleine Veränderungen im Laufe der Zeit erinnern, was vielleicht erste Anzeichen waren. Lucy ist in Ungarn geboren und hat natürlich das gesamte Prozedere durchlaufen, das für die Überführung in ein anderes Land nötig ist. Möglicherweise lag schon da die Wurzel für ein aus dem Gleichgewicht geratenes Mikrobiom.

Quellen:

• Quévrain E, Maubert MA, Michon C, et al, Identification of an anti-inflammatory protein from Faecalibacterium prausnitzii, a commensal bacterium deficient in Crohn’s disease Gut 2016; 65:415-425.
• Understanding the canine intestinal microbiota and its modification by pro-, pre- and synbiotics – what is the evidence? 2016 Department of Internal Medicine, Small Animal Hospital, Justus-Liebig University, Giessen, Germany and Gastrointestinal Laboratory, Department of Small Animal Clinical Sciences, College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences, Texas A&M University, College Station, Texas, USA http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/vms3.17/epdf
• Molecular assessment of the fecal microbiota in healthy cats and dogs before and during supplementation with fructo-oligosaccharides (FOS) and inulin using high-throughput 454-pyrosequencing, 2017 Clinical Research Review Committee at Texas A&M University,Jose F. Garcia-Mazcorro, Jose R. Barcenas-Walls, Jan S. Suchodolski, and Jörg M. Steiner. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5398277/
• Die intestinale Mikrobiota beim Hund, Dr. Marianne Schneider, Enke Verlag, kleintier.konkret, 2017; 3:37 – 38
• Importance of gut microbiota for the health and disease of dogs and cats, 2016 Gastrointestinal Laboratory, Department of Small Animal Clinical Sciences, Texas A&M University, College Station, TX 77843-4474
• Die stille Macht der Mikroben, Dr. Alanna Collen, Riemann Verlag, 1. Auflage 2015
• Natürlich Heilen mit Bakterien, Dr. Anne Katharina Zschocke, AT Verlag, 2. Auflage 2017
• Raw meat based diet influences faecal microbiome and end products of fermentation in healthy dogs  2016, Sandri, M., Dal Monego, S., Conte, G., Sgorlon, S., Stefanon, B. BMC Veterinary Research, 13, 65. http://doi.org/10.1186/s12917-017-0981-z