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29.07.2021

Wie beeinflussen sich die Mikroorganismen in Darm und Lunge?

Richtig essen für die Lunge? Klingt zunächst ungewöhnlich, wird aber durch erste Forschungsergebnisse gestützt. Denn es gibt eine Kommunikation zwischen den Bakterien im Darm (Darmflora) und denen in der Lunge (pulmonales Mikrobiom). Möglicherweise könnten sich respiratorische Erkrankungen also durch die Ernährung modulieren lassen.

Foto: Krankenhaus Bethanien in Moers

Dass die Gesamtheit der Mikroorganismen, die den Menschen besiedeln (das sog. Mikrobiom), essenziell für unsere Gesundheit ist, weiß man schon geraume Zeit. Diese Kleinstlebewesen stellen z. B. lebenswichtige Vitamine und Nährstoffe bereit und wehren Krankheitserreger ab. Immer mehr stellt sich außerdem ihre Bedeutung bei der Ausreifung und korrekten Differenzierung des Immunsystems heraus. 

Zu den jüngeren Erkenntnissen zählt die Beobachtung, dass auch in der bisher als „steril“ betrachteten Lunge verschiedene Spezies von Mikroorganismen leben – selbst bei Gesunden. Weiterführende Untersuchungen zeigten dann charakteristische Veränderungen des pulmonalen Mikrobioms bei chronischen Atemwegskrankheiten wie Asthma oder COPD. Und anscheinend ändert es sich mit der Schwere der Erkrankung, schreiben Prof. Dr. Susanne Krauss-Etschmann vom Forschungszentrum Borstel und ihre Kollegen. Im Wesentlichen stellt sich bei Betroffenen die Mikrobiota einförmiger dar und weist weniger verschiedene Gattungen auf. Ob diese Veränderungen aber nun die Ursache oder die Folge der jeweiligen Pathologien sind, lässt sich derzeit nicht sicher feststellen, räumen die Wissenschaftler ein.

Die Mikromilieus von Darm und Lunge unterscheiden sich erheblich, obwohl die beiden Organsysteme embryonal den gleichen Ursprung haben. Diese verschiedenen Gemeinschaften „netzwerken“ sowohl miteinander als auch mit den Körperzellen, damit ein lebensfähiges Gleichgewicht entsteht und nicht jeder einfach macht, was er will. Dabei sagt unter anderem der Darm der Lunge, wo’s langgeht.

Diese Talks laufen aber vermutlich in beide Richtungen – dafür sprechen etwa die häufigen begleitenden gastrointestinalen Symptome von Patienten mit chronischen pulmonalen Störungen. Dass der Gastrointestinaltrakt in Richtung Lunge Signale sendet, zeigt sich indirekt an häufigeren Lungenerkrankungen, wenn in der frühen Kindheit die Darm-Mikrobiota weniger divers war.

Nun fragt man sich, wie dieses Geflüster denn ablaufen soll – sprich: Welche Boten(stoffe) bewegen sich auf welchen Wegen zwischen den Organen? Als Routen kommen Blutkreislauf und/oder Lymphsystem infrage, als MediatorenMediatoren
Der Begriff stammt aus dem Lateinischen (mediator = Mittler). Mediatoren sind Biomoleküle, die auf bestimmte Reize hin freigesetzt werden und dann eine bestimmte biochemische Reaktion in die Wege leiten, indem sie auf umliegende Zellen einwirken. Man könnte sie auch als Vermittler einer Zellreaktion bezeichnen.
Immunzellen, etwa dendritische oder M-Zellen. Diese Zellen nehmen, so vermuten Forschende, Darm-Mikroorganismen auf, wandern in die mesenterialen Lymphknoten und induzieren dort die Bildung von T- und B-Effektor-Zellen, die für die spätere Toleranz körpereigener Gewebe erforderlich sind. Ähnlich agieren spezielle Clostridien-Cluster, die die Bildung regulatorischer T-ZellenT-Zellen
T-Lymphozyten oder T-Zellen kommen hauptsächlich in der Lymphflüssigkeit vor und reifen im Thymus (daher das T) heran. Sie sorgen (wie die B-Lymphozyten auch) für die Immunabwehr und sind sogenannte „immunkompetente Zellen", weil sie die Fähigkeit besitzen, diejenigen Fremdstoffe (bzw. deren Antigene), mit denen sie in Kontakt kommen, individuell zu erkennen und speziell zu bekämpfen.
anregen. Diese können dann in die Lunge gelangen und dort die Synthese anti-entzündlicher Substanzen anregen, z. B. von Interleukin 10.

Aber auch Abbauprodukte der Bakterien beteiligen sich am Networking: Kurzkettige Fettsäuren (Acetat, Propionat, Butyrat und Pentanoat) entstehen, wenn darmeigene Mikroorganismen (z. B. Bifidobacterium, Lactobacillus) Ballaststoffe fermentieren. Im Darm sind sie in die Reifung und Prägung der Immunzellen involviert – und diese wiederum gelangen später in die Lunge. So konnte eine ballaststoffreiche Ernährung, bei der reichlich kurzkettige Fettsäuren entstehen, vor einer allergischen Entzündung der Lunge schützen.

D-Aminosäuren hielt man lange Zeit für eher irrelevant, was den menschlichen Organismus betrifft. Das könnte sich nun als Irrtum erweisen: So reduziert etwa D-Tryptophan in menschlichen Zellen die Synthese von Chemokinen und von Zytokinen in Th2-Zellen und verhindert dadurch eine übermäßige Immunreaktion in der Peripherie. Darüber hinaus traten im Mausversuch nach Gabe von D-Tryptophan seltener allergische Atemwegserkrankungen auf.

Anhand dieser experimentellen Ergebnisse überlegen Mediziner bereits, ob und wie man die Lungengesundheit durch bestimmte Nahrungsmittel bzw. eine passend zusammengesetzte Ernährung positiv beeinflussen könnte.

Quelle: Krauss-Etschmann S et al. internistische praxis 2020; 63: 40-48 und Medical Tribune vom 31.5.2021