Take home message:

• Mäuse, die regelmäßig ein Probiotikum erhalten, wachsen besser
• …, und verlieren nach einer Salmonelleninfektion nicht an Gewicht und sterben viel seltener an den Salmonellen.

Salmonella im Griff halten

Lebende Bakterien sind ein Bestandteil von Probiotika. In der Literatur sind mehrere Bakterienarten und -stämme mit probiotischer Wirkung aufgeführt. Die Forschung zu Probiotika wird sowohl an Menschen als auch an Mäusen durchgeführt. Experimentelle Studien über die Wechselwirkung von Probiotika und Zoonosen werden nur an Labortieren durchgeführt. Bei solchen Untersuchungen werden die Tiere absichtlich mit beispielsweise Salmonellen (Kemgang et al., 2016), Staphylococcus aureus (Ren et al., 2018) oder Escherichia coli (Wang et al., 2019) infiziert. Dazu gehören verschiedene Bakterienarten, wie Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus reuteri oder Lactobacillus plantarum). In einigen Fällen wird ein bestimmter Stamm patentiert, wobei die Bakterien Teil eines Produkts sind, z. B. Nutrimune®. Kemgang et al. (2016) untersuchten die Wirkung von Lactobacillus rhamnosus S1K3 auf Salmonelleninfektionen. Salmonellen sind eine der Hauptursachen für Darminfektionen, Durchfallerkrankungen und auch Typhus in nicht-westlichen Ländern. Aufgrund mangelnder Hygiene und unsauberen Trinkwassers sterben jedes Jahr viele Menschen an einer Salmonelleninfektion.

Achtundzwanzig Tage alte Mäuse wurden 30 Tage lang mit Pellets (Futter) und Milch gefüttert (Kontrollgruppe = Milch) oder zusätzlich mit aus Milch fermentierten S1K3-Bakterien (Versuchsgruppe = S1K3). Die Mäuse nahmen täglich 1-2 ml des fermentierten Produkts mit 1-2 x 10⁸ KBE/ml zu sich. Nach diesen 30 Tagen wurden die Tiere einmal künstlich mit Salmonella typhimurium infiziert. Die Gruppen wurden weiterhin auf die gleiche Weise gefüttert, und 20 Tage nach der Infektion wurden die Tiere gewogen und weiter auf ihre Darmflora, den Darmwandabbau (Histologie) und verschiedene Immunparameter untersucht.

Zunächst ist festzustellen, dass die Mäuse, die zusätzlich zu ihrem normalen Trockenfutter ein Probiotikum erhielten (Tag 0 bis 30), mehr Gewicht zulegten als die Mäuse, die nur Milch erhielten. Bei Milch und Probiotikum handelt es sich um dasselbe Ausgangsmaterial, nämlich pasteurisierte Magermilch (Abb. 1 linker Teil der Grafik). S1K3 wirkt offenbar als eine Art Wachstumsförderer.

Am 30. Tag werden alle Mäuse mit einer hohen Dosis Salmonellen infiziert. Die Tiere werden sehr krank, was sich in ihrem Verhalten zeigt, aber auch einige der Tiere sterben. Allerdings gibt es große Unterschiede zwischen den beiden Gruppen (Abb. 2). 20 Tage nach der Infektion sind in der S1K3-Gruppe 20% der Tiere verendet, während es in der Milchgruppe 50% sind. Bemerkenswert ist auch, dass die Tiere in der S1K3-Gruppe trotz der Infektion ihr Gewicht halten können. Die Milchtiere verlieren deutlich an Gewicht (Abb. 1 rechts) und haben nach 20 Tagen Infektion wieder das Gewicht zu Beginn des Versuchs erreicht.

Die histologische Untersuchung zeigt, dass die S1K3-Mäuse eine schnelle Wiederherstellung ihrer Darmoberfläche (der Zotten oder Zotten) hatten. Auch die Ausscheidung von Salmonellen im Mäusekot war in der probiotischen Gruppe schneller unter Kontrolle. Die 20 Tage nach der Infektion, in denen die Tiere noch täglich mit S1K3 gefüttert wurden, reichten noch nicht aus, um die Salmonellen vollständig aus den Organen zu entfernen. Die Einnahme des Probiotikums war jedoch wichtig, um die Salmonelleninfektion in Schach zu halten. Klinisch gesehen, sahen die mit S1K3 gefütterten Tiere wieder gesund aus.

Ähnliche Ergebnisse werden auch in anderen Studien zu Infektionen mit zoonotischen Bakterien beschrieben. Sie zeigen, wie wichtig die regelmäßige Einnahme von lebenden Probiotika ist, um Infektionen mit unerwünschten Bakterien wirksam einzudämmen. Die Mechanismen des Schutzes sind nicht immer gleich und auch nicht immer eindeutig. Es wird unter anderem vermutet, dass Probiotika eine hohe Anzahl lebender Laktobazillen in den Dünndarm einbringen, die ein anderes, schützendes Milieu an der Innenwand des Darms schaffen. Die hohe Anzahl von Laktobazillen ist ein wichtiger Konkurrent für Salmonellen im Darm, und die Salmonellen werden in ihrem Wachstum unterdrückt. Eine weitere Wirkung eines Probiotikums kann darin bestehen, dass alle Arten von Antikörpern in das Darmlumen ausgeschieden werden. Diese Antikörper (z. B. IgA) unterdrücken das Wachstum von Salmonellen. Außerdem hilft das Probiotikum bei der Reparatur der so genannten ‚tight junctions‘, also der Stellen, an denen große Moleküle die Darmwand passieren können. Dadurch wird verhindert, dass Bakterien und große Moleküle in die Blutbahn gelangen, was zu einer Sepsis (Blutvergiftung) führen kann. Kürzlich gaben Menschen, die regelmäßig fermentierte Rohmilchprodukte (sprich: insbesondere Rohmilchkefir) konsumierten, an, dass sich ihr Gesundheitszustand verbesserte. Insbesondere diejenigen, die Probleme mit ihrem Immunsystem hatten oder an einer chronischen Krankheit litten, verbesserten sich am meisten (Baars et al., 2019). Ein erheblicher Anteil der chronischen Probleme in dieser Studie betrifft ‚Entzündungsprobleme‘ und ‚Darmprobleme‘. Obwohl noch nicht genau bekannt ist, welche Bakterien im Rohmilchkefir enthalten sind und ob es sich um ein probiotisches Produkt handelt, scheint es, dass auch bei den Kefirkonsumenten eine deutliche Erholung der Darmwand und der Darmfunktion eintritt. Es ist jedoch bekannt, dass dieser Kefir eine hohe Anzahl von lebenden Bakterien, eine hohe Anzahl von Milchsäure bildenden Bakterien und auch tatsächlich Hefen enthält. Die Kefirkonsumenten berichten, dass sich ihr Stuhlgang normalisiert und ihr Durchfall zurückgeht. Die Wiederherstellung der Darmfunktion liegt allen möglichen Problemen zugrunde. Die Erforschung der Darm-Gehirn-Achse (Psychologie, Stimmung, ADHS, Müdigkeit), aber auch der Darm-Haut-Achse (Allergie, Atopie) soll in den nächsten Jahren zeigen, inwieweit welche Probiotika und welcher Kefir wirklich zur Wiederherstellung der Lebensqualität beitragen.