Die Darmmikrobiota von Neugeborenen

Insgesamt 70 % der Immunzellen befinden sich im Darm.¹ Eine gesunde Darmmikrobiota ist die Basis für ein gesundes Immunsystem.² Daher sind die Zusammensetzung und die Reifung der Darmflora fundamental für die Entwicklung des Immunsystems.

Für die langfristige Gesundheit ist die Ausbildung und die Aufrechterhaltung der Darmmikrobiota insbesondere im Säuglings- und Kleinkindalter essenziell.³ Die Darmmikrobiota gesunder gestillter Kinder befindet sich in einem Gleichgewicht (Homöostase), nützliche Bifidobakterien dominieren typischerweise. Ein Ungleichgewicht der Darmmikrobiota (Dysbiose) kann z.B. in der frühen Kindheit durch Kaiserschnitt oder den Einsatz von Antibiotika entstehen. Potenziell pathogene Keime wie Clostridien können sich dann vermehren. Eine Dysbiose im Säuglingsalter wird mit verschiedensten Erkrankungen im späteren Leben in Verbindung gebracht: allergische Erkrankungen, Asthma, metabolisches Syndrom, kardiovaskuläre Erkrankungen, Übergewicht.⁴

Postbiotika zur Unterstützung des Immunsystems von Säuglingen

Mit einer Oberfläche von 30 m² stellt der Darm die größte Kontaktfläche zur Umwelt dar (West, et al. 2015). Zudem beinhaltet er 70–80 % aller Immunzellen (Furness, et al. 1999) sowie schätzungsweise 100 Billionen Bakterien (Mitsuoka 1992). Der Darm bildet damit den wichtigsten Ort für das Aufeinandertreffen von Immunsystem und Mikroflora (West, et al. 2015).
Das Immunsystem entsteht bereits im Mutterleib, entwickelt sich nach der Geburt aber immer weiter (Wopereis, et al. 2014, Martin, et al. 2010). In dieser Phase muss das Immunsystem nicht nur lernen, den Körper gegen potenziell gefährliche Eindringlinge zu verteidigen, sondern auch Toleranzen gegenüber harmlosen Substanzen zu entwickeln (Beklaid & Hand 2014). Diese lebenserhaltende Widerstandsfähigkeit des Immunsystems wurde vom wissenschaftlichen Komitee der EFSA 2017 als homöostatische Kapazität definiert, auch Resilienz genannt (Hardy, et al. 2017).

Darmmikrobiota von Säuglingen als Schlüsselfaktor für ein gesundes Immunsystem

Eine ausgewogene Darmmikrobiota gilt als eine der Hauptvoraussetzungen für die gesunde Entwicklung des Darmes (Houghteling & Walker 2015) und ist lebensnotwendig für die Ausbildung und Funktion des kindlichen Immunsystems (Belkaid & Harrison 2017) (s. Abb. 1).
Beeinträchtigungen der Darmmikrobiota, die zu einer Imbalance der Darmbakterien-Zusammensetzung führen, auch Dysbiose genannt, werden mit der Entwicklung verschiedener Erkrankungen assoziiert, unter anderem mit funktionalen Darmerkrankungen wie der Drei-Monats-Kolik (Oosterloo, et al. 2018, de Weerth, et al. 2013)(siehe Kasten) und Immunstörungen (Wopereis,et al. 2014).

Erkenntnisse zu Drei-Monats-Koliken

Neueste Studiendaten zeigen, dass sich bei Säuglingen mit Drei-Monats-Koliken, im Vergleich zu Säuglingen ohne Drei-Monats-Koliken, weniger Laktobazillen und Bifidobakterien (de Weerth, et al. 2013) wiederfinden. Weiterhin konnte eine konstante geringgradige Entzündung (Pärtty, et al. 2017) registriert werden, die durch die erhöhte Durchlässigkeit der Darmwand verursacht wird (Zhou & Verne 2011) und in Verbindung mit viszeralen Schmerzen steht (Farmer & Aziz 2013).

Die Entwicklung des Darmes und des Immunsystems sind eng miteinander verbunden. Während sich das Immunsystem bereits im Mutterleib auf die Zeit nach der Geburt vorbereitet, wird die bakterielle Besiedelung maßgeblich vom Geburtsmodus sowie der Ernährung des Neugeborenen beeinflusst. Das darmassoziierte Immunsystem steht im stetigen Kontakt mit der Darmmikrobiota. Mit ca. drei Jahren erreicht sie in etwa die Vielfalt derer eines erwachsenen Menschen.

Frühkindliche Ernährung beeinflusst die Darmmikrobiota und trainiert das Immunsystem

Eine Schlüsselrolle für die gesunde Entwicklung des Säuglings spielt die frühkindliche Ernährung (Lozupone, et al. 2012). Muttermilch ist die beste Nahrung für Neugeborene und versorgt das Kind mit allen wichtigen Nährstoffen (WHO 2018).
Muttermilch unterstützt außerdem:

• die Entwicklung des Darmes,
• der Darmmikrobiota
• und des Immunsystems

beispielsweise durch Förderung des Wachstums nützlicher Bakterien (Harmsen, et al. 2000) und durch Stärkung der Darmbarriere (Willemsen, et al. 2003). Aktuelle Forschung zeigt, dass insbesondere die hohe Diversität, die Menge an unverdaulichen Oligosacchariden (s. Kasten) und der Gehalt an Bakterien in der Muttermilch die Darmmikrobiota fördern (Walker & Iyengar 2015).

Prebiotika-Forschung

Prebiotika sind Ballaststoffe, die selektiv von positiven Darmbakterien verstoffwechselt werden und deren Wachstum anregen (adaptiert nach Gibson, et al. 2017).
Muttermilch enthält eine hohe Diversität (mehr als 1.000 unterschiedliche Typen) und eine hohe Menge (0,5-1,2 g/100ml) an Oligosacchariden (Boehm & Stahl 2003, Boehm & Stahl 2007, Kunz, et al. 2000). Inspiriert von Muttermilch-Oligosacchariden und ihrer gesundheitlichen Wirkung wurde 1994 die einzigartige prebiotische Mischung GOS/FOS im Verhältnis 9:1 entwickelt, die zu 90 % aus Galaktooligosacchariden (GOS) und zu 10 % Fruktooligosacchariden (FOS) besteht. Damit ähnelt sie Muttermilch sowohl im Gehalt (8 g/100 ml), als auch in der Vielfältigkeit der Strukturen (über 100 kurz- und langkettige Strukturen in einem Verhältnis von 9:1) (Thurl, et al. 2017, Stahl, et al. 1994).
Studien konnten zeigen, dass diese prebiotische Mischung eine Vielzahl an gesundheitsfördernden Effekten besitzt, darunter:

• einen bifidogenen Effekt ähnlich dem der Muttermilch (Haarman & Knol 2005)
• die Herstellung eines ausgewogenen Darmmilieus (Knol, et al. 2005a) mit weniger Pathogenen (Knol, et al. 2003, Knol, et al. 2005b)
• einen positiven Einfluss auf die mukosale Immunität in Form von erhöhten sIgA-Werten im Darm (Scholtens, et al. 2008)

Postbiotika-Forschung

Postbiotika sind bioaktive Substanzen (s. Abb. 2), die durch kontrollierte Fermentierungsprozesse zum Beispiel durch Milchsäurebakterien produziert werden (Patel & Denning 2013, Aguilar-Toal., et al. 2018).

Säuglingsnahrungen mit Postbiotika werden zunächst Milchsäurebakterien hinzugefügt, die in einem kontrollierten Prozess Laktose verstoffwechseln und Postbiotika produzieren. Einzelne Postbiotika konnten bereits in Laborversuchen isoliert werden und eine Vielzahl immunologischer Effekte zeigen (Tsilingiri & Rescigno 2013).
Säuglingsmilchnahrung mit Postbiotika hatte in Studien eine Reihe positiver Auswirkungen auf den frühkindlichen Darm und das Immunsystem des Kindes, u.a.

• eine bifidodominante Darmmikrobiota (Mullié, et al. 2004)
• weniger Durchfall (Thibault, et al. 2004)
• erhöhte Poliovirus-spezifische Antikörperantwort im Darm (Mullié, et al. 2004)

Neueste Studiendaten zu Säuglingsnahrung mit Pre- und Postbiotika

In einer randomisierten, kontrollierten und multizentrischen Doppelblindstudie zeigten gesunde Säuglinge, die eine Säuglingsnahrung mit Pre- und Postbiotika erhielten, im Vergleich zu Säuglingen mit gewöhnlicher Säuglingsnahrung Stuhl-Charakteristika, die denen von gestillten Säuglingen ähneln. Ebenso konnten ab der 4. Lebenswoche weichere Stühle bei den Säuglingen beobachtet werden, die eine Kombination aus Pre- und Postbiotika erhielten, im Vergleich zu Säuglingen, die eine Kontrollnahrung ohne Pre- und Postbiotika erhielten. Auch zeigte sich eine häufigere Stuhlfrequenz ab der 9. Lebenswoche (Herrera, et al. 2015).

Studiendaten zu Säuglingsnahrung mit Prebiotika und Postbiotika zeigen Effekte, die denen von gestillten Säuglingen ähneln:

• häufigere und weichere Stühle (Herrera, et al. 2015)
• Zusammensetzung der Darmmikrobiota und metabolisches Profil des Stuhls (Tims, et al. 2018):
• mehr Bifidobakterien
• mehr kurzkettige Fettsäuren (SCFA)
• Senkung des pH-Werts
• höherer Spiegel des sekretorischen IgA

Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Nahrung sicher ist, eine gute Verträglichkeit aufweist und das normale Wachstum unterstützt (Huet, et al. 2016).
Die aktuelle Forschung zeigt, dass die Darmmikrobiota eines Säuglings eine zentrale Rolle für die Entwicklung des Immunsystems spielt und damit lebenslang seine Gesundheit prägt. Mit dem neuen Aptamil Pronutra-ADVANCE erhalten gesunde Säuglinge erstmals die Kombination aus Prebiotika und Postbiotika. Diese innovative Kombination zeigte in präklinischen und klinischen Studien ihr großes Potenzial, das Immunsystem durch eine gesunde Darmmikrobiota zu unterstützen.