Probiotika: Sind tote Bakterien wirksamer als lebende?

Das Prinzip von Probiotika kennt jeder – egal ob als Joghurt oder Supplement: Dem Körper werden mit der Nahrung Bakterien zugeführt, die sich im Darm vermehren und gesundheitsförderlich sein sollen. Soweit die Theorie. Doch eine aktuelle Studie wirft Fragen auf.

Probiotika beim Metabolischen Syndrom

Das Metabolische Syndrom ist ein Symptomkomplex aus verschiedenen Krankheiten, die gemeinsam auftreten. Menschen mit metabolischem Syndrom leiden gleichzeitig unter den folgenden vier Krankheitsbildern:

• starkes Übergewicht mit meist bauchbetonter Fetteinlagerung
• Bluthochdruck
• erhöhter Blutzuckerspiegel (Diabetes-Vorstufe oder Diabetes)
• Fettstoffwechselstörung (Triglyzeride erhöht, HDL erniedrigt)

Dieser Symptomkomplex wird oft von weiteren Symptomen begleitet, z. B. von erhöhten Harnsäurewerte (Gicht), Thromboseneigung oder Entzündungsreaktionen im gesamten Körper. Ursachen das Metabolischen Syndroms sind in der Regel Überernährung und Bewegungsmangel. Wegen des hohen Risikos für lebensgefährliche Komplikationen nennt man die Kombination aus Übergewicht, Bluthochdruck, Diabetes und Fettstoffwechselstörung auch tödliches Quartett.

In Deutschland leiden rund 35 % der Bevölkerung unter dem Metabolischen Syndrom. Männer und Frauen sind ungefähr gleich häufig betroffen.

Die Therapie des Metabolischen Syndroms zielt primär auf die Gewichtsreduktion ab, da Übergewicht und Adipositas die eigentliche Krankheitsursache sind. Zusätzlich werden der Bluthochdruck, die erhöhten Blutzuckerspiegel und die Fettstoffwechselstörung medikamentös behandelt.

Eine aktuell in Nature Medicine publizierte Studie liefert nun höchst interessante Ergebnisse zum therapeutischen Einsatz von Probiotika bei Menschen mit Metabolischem Syndrom (Depommier et al. 2019). Denn der besondere Clou dabei ist: Während lebende Bakterienkulturen ohne Effekt waren, konnten abgetötete Bakterien den Stoffwechsel verbessern und das Körpergewicht ohne zusätzliche Diät senken. Wie kann das sein?

Supplementation mit Akkermansia-Probiotika

Die neuesten Daten stammen aus der Arbeitsgruppe von Patrice Cani (Metabolism and Nutrition Research Group, Universität Louvain, Belgien; @MicrObesity). An der Studie nahmen 40 übergewichtige/adipöse Patienten teil, die mindestens drei der Kriterien eines Metabolischen Syndroms erfüllten. Im Rahmen der doppelt verblindeten Studien erhielten die Patienten nach dem Zufallsprinzip eine der drei Optionen:

• Probiotikum mit lebenden Bakterien (Akkermansia muciniphila)
• Supplement mit abgetöteten Bakterien (Akkermansia muciniphila, pasteurisiert)
• Placebo-Supplement (keine Bakterien enthalten)

Die Patienten nahmen die Präparate über drei Monate täglich ein. Zusätzlich sollten sie während der Studienphase weder ihre körperliche Aktivität noch ihre Ernährungsweise ändern.

Überraschende Ergebnisse

Bei der Auswertung nach drei Monaten zeigte sich eine Überraschung: Nur bei jenen Patienten, die die abgetöteten Bakterien erhalten hatten, war es zu statistisch signifikanten Verbesserungen des Metabolischen Syndroms gekommen: Ihre Insulin-Konzentrationen im Blut waren um ein Drittel reduziert, und das Gesamtcholesterin war um 8,7 % gesunken.

Auch das Körpergewicht war im Vergleich zur Placebogruppe um 2,3 kg gesunken, die Fettmasse und der Hüftumfang waren vermindert, Entzündungsmarker im Blut und Leberwerte waren verbessert. Bei den Patienten dagegen, die Probiotika mit lebenden Bakterien erhalten hatten, blieben diese positiven Effekte aus.

Wer ist Akkermansia?

Akkermansia muciniphila ist ein Bakterium im menschlichen Darm, das erst Anfang der 2000er Jahre entdeckt wurde. Es macht bei den meisten Menschen maximal 5 % aller Darmbakterien aus und lebt in der Schleimschicht auf den Darmepithelzellen (daher auch der Name “muciniphila”, d.h. “schleimliebend”). Die Bedeutung von Akkermansia für die menschliche Gesundheit und Krankheit wird intensiv erforscht. Doch bis jetzt gibt es viel mehr Fragezeichen als Antworten.

Tatsächlich sind die bisherigen Daten zur Rolle von Akkermansia im menschlichen Darm widersprüchlich. Beispielsweise wurde gezeigt, dass Menschen mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen weniger Akkermansia-Bakterien in ihrem Darm haben als Gesunde (Derrien et al. 2017). Doch welchen Zusammenhang gibt es zwischen Akkermansia und Übergewicht bzw. Adipositas?

Aus Tierversuchen ist bekannt, dass Mäuse Gewicht verlieren, wenn man ihnen Akkermansia-Bakterien verabreicht – und zwar ohne eine Reduktion der Nahrungszufuhr. Außerdem sind Mäuse mit vielen Akkermansia-Bakterien im Darm besser vor Diabetes und Übergewicht geschützt. Übergewichtige Menschen haben weniger Folgekrankheiten wie Diabetes oder Entzündungen, wenn sie relativ viel Akkermansia-Bakterien im Darm haben (Yassour et al. 2016). Der sog. Altersdiabetes (Diabetes Typ 2) ist ebenfalls mit einer Abnahme von Akkermansia-Bakterien im Darm verbunden.

Akkermansia am besten supplementieren?

Sollten wir also nicht alle am besten Akkermansia in Form probiotischer Joghurts oder Kapseln zu uns nehmen? Wie der Marktcheck zeigt, gibt es schon heute sehr viele Präparate mit Präbiotika, die das Wachstum von Akkermansia unterstützen sollen. Doch auch zuviele Akkermansia-Bakterien im Darm sind vermutlich nicht gesundheitsförderlich.

Akkermansia-Bakterien sind (anderes als andere Bakterien) dazu in der Lage, den physiologischen Schleim auf den Darmzellen als Nahrungsquelle zu nutzen. Bauen sie diesen Schleim ab, können Krankheitserreger leichter in die Darmzellen oder ins Blut eindringen und Entzündungen auslösen. So weiß man von Menschen mit Multipler Sklerose, dass sie durchschnittlich mehr Akkermansia-Bakterien im Darm haben als gesunde Menschen (Jangi et al. 2016) (zur Bedeutung bei Multipler Sklerose hier).

Damit gleicht die Einnahme von Akkermansia-Präparaten bislang einer wilden Schießerei in einem stockdunklen Saloon (“shooting in the dark”): Niemand weiß, wieviel Akkermansia für wen wirklich gut oder schlecht sind, und es könnte sein, dass man mit einem Supplement mehr Schaden anrichtet, als dass es nützt.

Die spannendste Frage, die sich aus der aktuellen Studie ergibt, ist tatsächlich diese: Weshalb sind abgetötete Akkermansia-Bakterien wirksamer sind als lebende? Hier lohnt ein Blick auf die Details.

Weshalb sind tote Bakterien wirksamer als lebende?

Einerseits konnten frühere Studien zeigen, dass Akkermansia-Probiotika komplett unwirksam werden, wenn die Bakterien vor der Gabe autoklaviert werden (Everhard et al. 2013). Dieses Autoklavieren (Sterilisieren) besteht standardmäßig aus einer Temperatur von 121 °C über 15 Minuten im gesättigten Wasserdampf.

In der aktuellen Studie wurden die Bakterien jedoch nicht autoklaviert, sondern nur pasteurisiert. Dabei werden die Bakterien weniger extrem erhitzt, nämlich 30 Minuten lang auf 70 °C. So sterben die Bakterien zwar ebenfalls ab, doch ihre Eiweißstrukturen aus den Zellmembranen bleiben teilweise erhalten (Peng & Hsu 2005). Und genau diese Proteine könnten für die therapeutischen Wirkungen verantwortlich sein.

Doch warum sind dann Präparate mit pasteurisierten (abgetöteten) Akkermansia-Bakterien sogar wirksamer als lebende? Auch dafür gibt es eine Erklärung, wenn man davon ausgeht, dass für die Wirkung Eiweißbestandteile aus den bakteriellen Zellmembranen verantwortlich sind: Durch die Pasteurisierung werden diese Eiweiße freigesetzt und sind in der Umgebung (also im menschlichen Darm) höher konzentriert enthalten als beim Kontakt mit lebenden Bakterien. Wenn die Bakterien allerdings wie beim Autoklavieren bis auf 121 °C erhitzt werden, werden auch diese Eiweiße vollständig zerstört und es gibt keine Wirkung mehr.

Tatsächlich gibt es seit 2017 konkrete Hinweise darauf, um welches Eiweiß es sich handeln könnte (Plovier et al. 2017): Es trägt die Bezeichnung Amuc_1100, ist Bestandteil der äußeren Membran von Akkermansia-Bakterien und wird durch die Pasteurisierung vermehrt freigesetzt (Ottman et al. 2017). Seine positiven Wirkungen vermittelt Amuc_1100, indem es an einen der wichtigsten Immunrezeptoren im Darm bindet, den sog. TLR-2.

Ausblick

Die aktuelle Studie bestätigt erstmals in einer zufallsverteilten, doppelt verblindeten Studie an Menschen die früheren Ergebnisse aus Tierversuchen. Diese Daten sind wissenschaftlich äußerst vielversprechend, denn sie zeigen einen völlig neuartigen Wirkmechanismus probiotischer Bakterien.

Die Tatsache, dass pasteurisierte Bakterien wirksam waren, nicht jedoch lebensfähige Bakterien, spricht gegen die Einnahme heute erhältlicher Akkermansia-Probiotika. Ebenfalls dagegen spricht, dass Langzeitdaten zur Sicherheit fehlen und niemand weiß, welche gesundheitlichen Folgen ein Zuviel an Akkermansia hat. Im nächsten Schritt müssen die Studienergebnisse nun in einer großen Studie mit deutlich mehr Patienten wiederholt und bestätigt werden.