Newsletter 2019-2 Artikel 3

Probiotika – Einfluss auf Typ 1 und 2 Diabetes

Die mikrobielle Besiedlung des Darms als auch die Reifung des Immunsystems ereignen sich parallel und laufen Hand in Hand. Somit kann eine Störung der Darmmikrobiota die Funktion von Immunzellen beeinträchtigen und umgekehrt. Sobald bakterielle Produkte vom Darm ins Blut übertreten, führen diese zu einer niedrig-gradigen Entzündung im Körper. Diese kann eine Insulinresistenz fördern: das Gewebe spricht nicht mehr auf Insulin an, die Glukosewerte im Blut steigen.

Die Darmmikrobiota von Patienten mit Typ-1 Diabetes (T1D) ist häufig verändert. Sie weist weniger Firmicutes und vermehrt Bacteroidetes im Darm auf. Eine Studie zeigte, dass die intestinale Barriere in Kindern mit T1D durchlässiger ist. Ein sogenannter ‚leaky gut’ kann das Immunsystem stimulieren. Das angeborene Immunsystem wird z.B. über Toll-like Rezeptoren (TLR, vor allem TLR2 und TLR4) aktiviert, die essentiell für die Erkennung von mikrobiellen Molekülen sind. Dies führt zur Produktion von Entzündungsmediatoren wie Interleukin-1β (IL-1β), welches bei der Pathologie von T1D eine Rolle spielt.

Klinische Studien zeigten, dass beim Konsum von spezifisch selektierten probiotischen Stämmen entzündliche Zytokine (IL-6, IL-1β und TNFa) reduziert vorkommen, während entzündungshemmende Zytokine wie Interleukin-10 und TGF-b ansteigen. Bei adulten T1D Patienten verbesserte eine probiotische Supplementation auf diese Weise die glykämische Kontrolle, senkte entzündliche Signalwege (weniger TLR4 Aktivierung) und kurbelte die Produktion des Glucagon-like Peptid (GLP-1) an, welches die Sekretion von Insulin der B-Zellen des Pankreas stimuliert (=Inkretin Effekt). Die TEDDY Studie aus sechs klinischen Zentren (drei in den USA, drei in Europa) zeigte, dass eine frühe probiotische Supplementation im Alter von 0-27 Tagen das Risiko bei T1D in Kindern mit erhöhtem Risiko für diese Erkrankung reduzieren kann.

Präbiotika dienen Probiotika als Nahrung und fördern somit das Wachstum von hilfreichen Darmmikroben. In einer Pilotstudie mit Schulkindern (8 – 17 Jahre) zeigte sich ein positiver Einfluss auf die Darmmikrobiota durch den Verzehr von Präbiotika (Oligo-Fruktose angereichertes Inulin). Insbesondere stieg die Zahl von Bacteroidetes und Laktat produzierenden Bakterien an. Dies korrelierte mit einer positiven Modulation der intestinalen Permeabilität und herabgesetzter Entzündung, was ultimativ die glykämische Kontrolle verbesserte. Zukünftige Langzeit-Studien werden die Funktionalität von Probiotika und Präbiotika validieren sowie die Mechanismen der Immunantwort von T1D weiter beleuchten.

Ein Forscherteam aus Tokyo zeigte in Studien, dass Patienten mit Typ-2 Diabetes aufgrund einer Dysbiose der Mikrobiota erhöhte Bakterienzahlen im Blut aufweisen. In einer Folgestudie untersuchten sie, inwiefern eine tägliche Lactobacillus casei Shirota (LcS) Supplementation die bakterielle Translokation bei Typ-2 Diabetes Patienten reduzieren kann. Über 16 Wochen hinweg erhielten 35 Teilnehmer täglich ein fermentiertes Milchgetränk mit 4 × 1010 Lactobacillus casei Shirota (Yakult 400LT). Weitere 35 Teilnehmer bekamen das Milchgetränk ohne Probiotika zur Kontrolle. Stuhl- und Blutproben wurden zu Beginn, und nach 8 bzw. 16 Wochen entnommen, um die Mikrobiota Zusammensetzung sowie Marker der Insulinresistenz (HbA1c, Nüchtern-Blutzucker, Lipide und Glycoalbumin) und Entzündung (C-reaktives Protein, Interleukin-6, Tumor Nekrose Faktor-alpha sowie Lipid-bindendes Protein) zu messen.

Beide Gruppen starteten zunächst mit einer ähnlich zusammengesetzten Mikrobiota. Nach 8 bzw. 16 Wochen Intervention zeigte die Probiotika- im Vergleich zur Kontrollgruppe allerdings signifikant mehr L. casei (p<0.01), L. gasseri und L. reuteri (p< 0.05) im Stuhl sowie eine erhöhte Anzahl von C. coccoides und der Untergruppe C. leptum (p<0.05). Die Detektionsrate von Bakterien im Blut war zu Beginn in beiden Gruppen ähnlich. Nach 16 Wochen LcS Gabe verringerte sich die Gesamtzahl von Bakterien im Blut in der Probiotika- im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant (p<0.05). Entzündungswerte sowie Marker zur Insulinresistenz wurden durch die LcS Supplementation nicht beeinflusst.

Diese Studie zeigt, dass die tägliche Einnahme von Lactobacillus casei Shirota bei Patienten mit Typ-2-Diabetes einen positiven Effekt auf die Darmmikrobiota und die bakterielle Translokation haben kann. Weitere Follow-up-Studien sind geplant, um diesen gezeigten Effekt weiter zu untersuchen.

Grafik: Signifikante Abnahme von Bakterien im Blut von Typ-2 Diabetes Patienten nach 16 Wochen LcS Intervention. Gezeigt ist die Gesamtzahl von Bakterien pro ml Blut in der Kontrollgruppe (blau) und der Probiotikagruppe (rot) nach 0,8 und 16 Wochen Intervention.

Originalpublikationen

Mishra SP et al.: Probiotics and prebiotics for the amelioration of type 1 diabetes: present and future perspectives. Microorganisms 2019; 7(3).

Sato et al.: Probiotic reduces bacterial translocation in type 2 diabetes mellitus: a randomised controlled study. Sci Rep 2017; 7(1):12115.

Ulla et al.: Association of Early Exposure of Probiotics and Islet Autoimmunity in the TEDDY Study. JAMA Pediatr. 2016;170(1):20-28.

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