Leben zwischen Scylla und Charybdis (Teil 2)

Krankheiten als Folge der Verminderung der normalen mikrobiellen Besiedelung

Bild: Odysseus und die Sirenen; Quelle: Wikimedia

Der so logisch erscheinende Weg, den Kontakt mit Krankheitserregern gänzlich zu vermeiden (siehe Teil 1 des Artikels), hat sich aber als Fehldeutung erwiesen, denn trotz (!) verbesserter Gesundheitsfürsorge und trotz (!) verbesserter sanitärer Bedingungen hat sich der Traum nicht erfüllt. Als allgemeine Regel kann gelten, daß Krankheiten doch wieder und umso häufiger auf­treten je mehr man unsere normalen mikrobiellen Mitbewohner bekämpft, Krank­heiten die allerdings mit denen, vor denen man Angst hatte, nichts zu tun haben (siehe Abbildung):

  • Allergien / Asthma,
  • maligne Erkrankungen (Tumoren) und
  • Autoimmun-Krankheiten wie Multiple Sklerose, Diabetes, Rheumatoide Arthritis und autoimmunologisch bedingte entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn (benannt nach dem amerikanischen Darmspezialisten Crohn), eine Krankheit, welche vor hundert Jahren kaum existierte.

Abbildung: Abhängigkeit der Häufigkeit und des Schweregrades von Krankheiten vom Mikrobiom (eigene Grafik).
Das Mikrobiom ist die Gesamtheit der mit uns in symbiotischer Gemeinschaft lebenden Mikroorganismen (Bak­terien, Viren). Das normale Repertoire des Mikrobioms hängt stark von den Lebensbedingungen ab, ist in der Regel aber nicht-pathogen und repräsentiert den Bereich der optimalen Hygiene. Unhygienische Lebensbedin­gungen – im Bereich der Charybdis – können schwerste Infektionskrankheiten wie Pest, Cholera u.a. auslösen. Die natürliche Vermeidungshaltung durch übermäßige Hygiene und den (oft unnötigen) Einsatz von Antibiotika führt zu einem quantitativ und qualitativ reduzierten Mikrobiom und damit in den Bereich der Scylla, in dem uns Allergien, Asthma, Autoimmun- und Tumorerkrankungen gefährden.

Indem man sich vom Einflußbereich der Charybdis entfernt, näher man sich unweigerlich dem der Scylla. Die Zunahme dieser Erkrankungen begann mit der Verstädterung im frühen 19. Jahrhundert, welche als Entfernung des Menschen aus der bis dahin ihn umgebenden Natur angesehen werden muß. Die Kontakte mit der Umwelt – bestehend aus Pflanzen, Tieren und vor allem der damit bedingten Auseinandersetzung mit den in der Umwelt enthaltenen Mikroben – verminderte sich Schritt für Schritt. Dies hatte Folgen. So zeigte sich, daß Aristo­kraten und Stadtbewohner eher an Heuschnupfen erkrankten als die Landbevölkerung, die zu der Zeit zumeist aus Bauern bestand. Heuschnupfen tritt bevorzugt in Ein-Kind-Familien auf und weniger in solchen mit vielen Kindern, was die Großfamilie als einen Schutzfaktor an­zeigt. Schon 1997 warnte ein Bericht von Focus eindringlich vor der Zunahme dieser Krank­heiten. In Deutschland litten damals 25 Millionen Menschen an einer Allergie, jeder 7. hatte Heuschnupfen, 5 Millionen Neurodermitis und jedes 10. Kind Asthma, und alles mit steigen­der Tendenz. Man hat ver­sucht, diese Probleme zu lösen, indem man beispielsweise Katzen und Kühe gentechnisch so verändert, daß sie die entsprechenden Eiweiße, gegen welche die Menschen allergisch reagieren, gar nicht mehr bilden. Die Herstellung weiterer `Lifestyle-Haustiere´ wurde 2006 angekündigt.

Symbiose mit dem Mikrobiom

Die Gesamtheit der Mikroben eines Menschen wird als Mikrobiom bezeichnet. (vgl. Genom als Gesamtheit der Gene eines Lebewesens.) Die Besiedelung des Neugeborenen, insbeson­dere seines Verdauungstraktes, beginnt mit der Geburt, entwickelt sich während des ersten Lebensjahres und hängt ab von der Art der Geburt (natürlich oder mit Kaiserschnitt), vom Alter des Neugeborenen bei der Geburt (Frühgeburt oder voll ausgereift), dem Einsatz von Antibiotika während der ersten Lebenszeit und der Art der Ernährung (Stillen oder künstliche Nahrung). Es hat sich herausgestellt, daß das Mikrobiom des Verdauungstraktes (bestehend aus 1014 Bakterien – also 100.000 Milliarden Keime) als symbiotische Beziehung zum Wirt zu verstehen ist und nicht nur für eine normale Entwicklung des angeborenen wie des adap­tiven Immunsystems, sondern sogar für eine normale Entwicklung des Zentralnervensystems von großer Bedeutung ist. Eine Störung der normalen mikrobiellen Besiedelung trägt oft zur Entstehung von Krankheiten bei (5). Auch beim Erwachsenen können Infektionen das Nervensystem beeinflussen (Emotionen, Depressionen, Stressempfinden), ebenso wie das Nervensystem den Verlauf von Infektionen positiv oder negativ beeinflussen kann (Über­zeugung von der Heilung hilft, Placebo- und Nocebo-Effekte).

Das Allergie-Risiko hängt auch stark von vorher durchgemachten Infektionen ab. Japanische Kinder hatten ein vermindertes Risiko, Allergien zu entwickeln, wenn sie im Tuberkulin-Test positiv waren, was anzeigt, daß sie mit den entsprechenden Bakterien (Mykobakterien, die auch im Erdreich vorkommen) Kontakt hatten. Italienische Luftwaffen-Studenten, deren Blut Anti­körper gegen Hepatitis-A-Viren enthielten, zeigten nur halb so häufig allergische Reaktionen gegen Pflan­zenpollen.

Die Auseinandersetzung mit Mykobakterien vermindert nicht nur das Allergierisiko, sondern schützt bis zu einem gewissen Grade auch gegen die Entwicklung von Autoimmun-Krankhei­ten. So bewirkte die Impfung von neu diagnostizierten Diabetes-Patienten mit BCG (Bacille Calmette Guérin – aus Mycobacterium bovis hergestellt) eine klinische Besserung in 11 von 17 Fällen, und die Pocken- und BCG-Impfung von Kindern vermindern die Häufigkeit von Diabetes.

Weiterhin hat sich gezeigt, daß Infektionen in der frühen Kindheit das Risiko vermindert, be­stimmte Tumoren zu entwickeln. So berichtete sogar die BILD-Zeitung 1999 über die Ent­deckung Göttinger Forscher, daß Kinder, die häufiger Grippe- und Erkältungs-Infektionen durchgemacht hatten, viel seltener am Haut-Krebs Melanom erkrankten. Ebenso hängt das generelle Risiko von Kindern, an akuter lymphatischer Leukämie zu erkranken, offensichtlich von ihrer mikrobiellen Umwelt ab, denn unter den Patienten waren mehr erstgeborene Kinder, mehr Kinder aus Ein-Kind-Familien, mehr Kinder von Eltern mit höherer Bildung und solche mit mehr Räumen in Haus oder Wohnung (6). Ein Vergleich in 40 Ländern bestätigte, daß das Vorkommen der akuten lymphatischen Leukämie (cALL) ebenso wie Diabetes vom Typ-1 signifikant mit Reichtum, Wohlstand und Überfluss korrelierten (7). Das Risiko halbierte sich, wenn die Babys in den ersten Lebensmonaten eine „Krabbelgruppe“ besuchten. Während also die Vermeidung von gewöhnlichen Infektionen in den ersten Lebensmonaten das Risiko erhöht, an einer akuten lymphoblastischen Leukämie zu erkranken, verminderten so­ziale Wechsel­wirkungen mit Menschen außerhalb der eigenen Familie dieses Risiko (8).

Training des kindlichen Immunsystems.

Die schützende Wirkung von Infektionen während der ersten Lebensmonate steht jedoch im krassen Widerspruch zu der Vorstellung und festen Überzeugung einer besonderen Empfind­lichkeit und Schutzbedürftigkeit des Neugeborenen. Welche dieser beiden Ansichten ist rich­tig? Läßt sich dieser Widersinn auflösen? Die gegenwärtige Forschung versucht intensiv, die mit den Infektionen verbundenen schutz-induzierenden Faktoren zu bestimmen, bisher mit keinem klaren Ergebnis. Da man hauptsächlich nach unspezifisch wirkenden mikrobiellen Faktoren sucht, werden zwei wichtige immunologische Tatsachen kaum beachtet, die in die­sem Zusammenhang aber von besonderer Bedeutung sind.

  • Mikroben sind molekular miteinander verwandt, was bewirkt, daß Antikörper, die als schützende Moleküle auch gegen harmlose Bakterien gebildet werden, auch pathogene Keime erkennen können und uns bei der Abwehr solcher Infektionen helfen. Wir alle haben beispielsweise Antikörper gegen Typhus-Bakterien (Salmonella typhi) auch dann im Blut, wenn wir keine derartige Infektion durchgemacht haben. In einem Lehrbuch der Medizinischen Mikrobiologie von 1950 konnte Reiner Müller feststellen, daß die Bevölkerung der Südseeinseln (z.B. Samoa) trotz vielfältiger Infektionsmöglichkeiten fast frei von Syphilis ist, da die Menschen von früh an mit einer verwandten Art von Spirochäten infiziert sind, nämlich mit Frambösie. Müller meinte weiterhin, „Typhus bei Kindern ist fast niemals tödlich, kann eine unsaubere Bevölkerung aber so durch-immuni­sieren, daß eine S. thyphi-Infektion bei Erwachsenen kaum zum Tode führt, z.B. in Bombay.“ Dazu passt die Aussage eines anonymen Autors, `Die Hälfte des Geheimnisses der Resistenz gegen Krankheit ist Sauberkeit, die andere Hälfte ist Schmutz´. Goethe reimte `Die Flöhe und die Wanzen gehören auch zum Ganzen´, und ein Sprichwort aus der Zeit, als es noch die Pocken gab, belehrte: „Mit den Pocken verhält es sich wie mit der Liebe, je später sie kommen, umso schlimmer ist es“.
  • Der Ausgang von mikrobiellen Infektionen in frühester Kindheit hängt entscheidend vom Zeitpunkt der Infektion ab. Wenn sie in Anwesenheit von Antikörpern erfolgt, die von der Mutter sowohl vor als auch nach der Geburt mit der Muttermilch übertragen werden, bieten diese maternalen Antikörper nicht nur passive Immunität, sondern sie können die Immunantwort des Kleinkindes soweit verändern, daß ein lebenslanger Schutz entsteht. Diese Zusammenhänge ergeben sich nicht nur aus experimentellen Studien an Versuchs­tieren, sondern können auch aus der historischen Entwicklung von zwei Viruserkran­kungen, nämlich Kinderlähmung (Poliomyelitis) und Gelbfieber abgeleitet werden.
  • Polioviren waren seit je her weit verbreitet. Die Menschen waren durch Antikörper geschützt, und Mütter übertrugen sie auf ihre Nachkommen. Bei genügender Menge maternaler Antikörper verlief die Infektion ohne erkennbare Symptome, aber es ent­wickelte sich eine lebenslange Immunität. Erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts, als verbesserte sanitäre Einrichtungen und persönliche Hygiene die Infektion durch Polio-Viren bis zu einem Alter hinauszögerten, wenn das Neugeborene nicht mehr genügend maternale Antikörper besaß, kam es zu immer dramatischeren Polio-Epidemien, die erst durch die von Jonas Salk (1914–95) und Albert Sabin (1906–93) geschaffenen Impfstoffe ab Mitte der 1950er Jahre eingedämmt werden konnten, vgl. (9) und hier.
  • Prinzipiell dieselben Bedingungen herrschten beim Gelbfieber. Die Einheimischen der tropischen Länder in Afrika und Amerika (aber niemals in Asien und den pazifischen Regionen) wurden kurz nach der Geburt mit dem Virus infiziert. Die Infektion verlief größtenteils unbemerkt, aber es entwickelte sich bei Anwesenheit genügender Mengen maternaler Antikörper lebenslange Immunität. Deshalb wurde Gelbfieber hauptsächlich bei Neuankömmlingen beobachtet. Allein beim Bau des Panamakanals (Durchfahrt des ersten Schiffes 1914; offiziell eröffnet 1920) starben 100.000 zumeist Fremdarbeiter (10).

(Teil 3 des Artikels erscheint morgen)

 Literatur:

  1. A. Walker, Intestinal colonization and programming of the intestinal immune response. J Clin Gastroenterol 48 Suppl 1, S8-11 (2014).
  2. H. A. van Steensel-Moll, H. A. Valkenburg, G. E. van Zanen, Childhood leukemia and infectious diseases in the first year of life: a register-based case-control study. Am J Epidemiol 124, 590-594 (1986).
  3. R. G. Feltbower, P. A. McKinney, M. F. Greaves, R. C. Parslow, H. J. Bodansky, International parallels in leukaemia and diabetes epidemiology. Arch Dis Child 89, 54-56 (2004).
  4. C. Gilham et al., Day care in infancy and risk of childhood acute lymphoblastic leukaemia: findings from UK case-control study. BMJ 330, 1294 (2005).
  5. N. Nathanson, O. M. Kew, From emergence to eradication: the epidemiology of poliomyelitis deconstructed. Am J Epidemiol 172, 1213-1229 (2010).

 

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