Das Mikrobiom in der

Schulmedizin

Prof. Dr. med. Stephan Vavricka

stephan.vavricka@hin.ch

10. TEN Sympsium, 20.3.2019

Hippokrates von Kos (460-370 v.Chr).

Das Darmepithel

Dendritic cell

Lumen

Mucus

Enterocyte

Macrophage

Enterodocrinecell

Stemcell

Tregs

IgA

B-cell

Paneth cells

Th17

M cell

Gobletcell

Peyer’s patch

Plasma cells

Commensal bacteria

Lamina Propria

AMPs

Dendritic cell

Das Darmepithel ist die erste

Schicht gegen die intestinale Flora

Schleimschicht verhindert direkten

Kontakt von Bakterien mit dem

DarmepithelIgA

Immunoglobulin A (IgA) und antimicrobielle

Peptide (AMPs) verhindern direkten

Bakterienkontakt

Paneth Zellen produzieren

AMP

Becherzellen produzieren

Schleim

Jejunum104 – 105 CFU/ml

Duodenum102 – 103 CFU/ml

Magen 101 – 103 CFU/ml

Ileum< 108 CFU/ml

Colon1012 CFU/ml

Anzahl

Stuhl

~ 120g/Tag~ 40% Bakterien

Crowded house … Mikroben im Darm

Das Mikrobiom

Wer sind wir?Einige Fakten zum Mikrobiom

Im Darm 100x mehr Zellen

als menschlicher Körper:

1014-15 Bakterien

Gewicht: 2 kg.

1000x grösser als das

humane Genom

Bakterielle Dichte ist die

höchste auf der ganzen Welt:

wir sind grossartige

Inkubatoren!

Begriffsdefinition: Mikrobiom

Mikrobiom: Gesamtheit der kommensalen Mikroflora Bakterien Pilze Viren Protozoen

Starke Dominanz der Bakterien

Darmflora: Teil des Mikrobioms im GI-Takt (1-2kg)

Allogene Mikrobiom-Transplantation = Stuhltransplantation

Stuhlübertragung von gesundem Spender auf einen kranken Empfänger

Profitieren wir von der Besiedlung?

• Spaltung von Zuckern

• Produktion kurzkettiger Fettsäuren

• Produktion von Vitaminen (B1, B2, B6, B12, K2, H) und

essentiellen Aminosäuren

• Verstoffwechslung der Gallensäuren

• Produktion von verwertbaren Kalorien: bis zu 10%

• Schutz vor pathogenen Bakterien

//

Zusammensetzung der Mikrobiota beeinflusst durch

Gene

Alter

Geschlecht

Umwelt

Stress

Ernährung

Antibiotika

Medikamente

Sommer et al., Nature Reviews 2013

Anteil > 90%

Mikrobiom: Bakterienspezies

Bacteroidetes spp.

Bacteroides und Prevotella

Firmicutes spp.

vor allem Ruminococcus-, Lactobacillus- und Clostridiumarten

Einfluss von Darmbakterien auf Adipositas

• Dünne Menschen haben ↑ Bacteroidetes und ↓ Firmicutes (Eubacterium rectale) im Stuhl

dieses Verhältnis wird durch eine Diätverändert

• Dickmachende Bakterien: höhere Kapazität Energie ausder Nahrung aufzunehmen

Turnbaugh et al; Nature 2006

Ley et al, Nature 2006

Di Baise et al; Mayo Clin Proc 2008

Bäckhed et al; PNAS 2004

Liste nicht-infektiöser Krankheiten, welche mit der Bakterienflora assoziiertwerden:

• IBD• Metabolic Syndrome• IBS

Die Stuhltransplantation

Stuhltransplantation-Geschichtliches

4. Jhdt n. Chr. : China: Ge Hong „Handbuch der Notfallmedizin“

(Lebensmittelvergiftung und schwere Diarrhoe)

Anfang 20.Jhdt: Kamel-Fäzes zur Behandlung Diarrhoe bei Beduinen

1958 erstmals b. pseudomembranöser Kolitis verwendet

• eine kleine Menge Stuhl genügt!

FMT - Vorgehen

FMT - Vorgehen

Ein blühendes Darmökosystem… …wird durch Antibiotika zerstört.

Und wird überwuchert

durch pathogene Keime.

Probiotika

(Gabe von guten Bakterien)

Präbiotika

(fördern Wachstum guter Bakterien)

Stuhltransplantation

(Transplantation des Ökosystems)

Vavricka, Schweizerisches

Medizinisches Forum 2015

Stuhltransplantation- wann wurde es eingesetzt?

Smits LP et al. Gastroenterology. 2013 Sep 6

Darm-GvHD

Ausblick in die Zukunft

Eine von zehn Personen nimmt ein

Psychopharmakum

Fermentierte Milchprodukte und

Probiotika modulieren die Hirnaktivität

Tillisch et al; Consumption of fermented milk product with probiotic modulates brain activity. Gastroenterology. 2013 Jun;144(7):1394-401

Gesunde Frauen

FMPP (n=12) 2x/d: Bifidobacterien, Streptokokken, Lactobacillen

Nichtfermentierte Milchprodukte

(n=11), controls

No intervention (n=13)

Messung der Gehirnaktivität aller Teilnehmerinnen mittels MRT während die Probandinnen

Gesichter von Schauspielern betrachteten, die ängstlich oder wütend aussahen.

Aktivität in den Emotions-verarbeitenden Gehirnarealen in Probiotika-Gruppe reduziert

In den anderen beiden Gruppen hatte sich die Gehirnaktivität dagegen nicht verändert

Einfluss von Darmbakterien auf die Psyche

• Labormäuse, die mit Fleisch ernährt werden haben eineveränderte bakterielle Zusammensetzung im Darm alsvegetarisch ernährte Mäuse

Höhere Lernfähigkeit und weniger ängstlich

• Labormäuse, die mit L. rhamnosus gefüttert werden, sind weniger ängstlich und kämpferischer

Bravo et al,

Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior

and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus

nerve.

Proc Natl Acad Sci USA 2011; 108: 16050-5

• Menschen, die Lactobacillus helveticus und Bifidobacterium longum zu sich nahmen, bewiesenStärke in einem Psychotest.

• Gefängnisinsassen, welche Probiotika zu sich nehmensind weniger aggressiv

• Patienten mit chronischem Erschöpfungssyndrom habenweniger Angstzustände wenn sie täglich Lactobacillus casei einnehmen (finanziert durch “functional food” Hersteller, n=39).

Einfluss von Darmbakterien auf die Psyche

Rao AV

A randomized, double-blind, placebo-controlled pilot study of a probiotic in emotional

symptoms of chronic fatigue syndrome.

Gut Pathogens 2009; 1: 6.

Messaoudi M et al.: Assessment of psychotropic-like properties of a

probiotic formulation (Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium

longum R0175) in rats and human subjects. Br. J. Nutr. 2011; 105: 755–764.

Zaalberg A et al; Effects of nutritional supplements on aggression, rule-

breaking and psychopathology among young adult prisoners.

Aggress Behav 2010; 36: 117-26

vv

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!