Entwicklung des Mikrobiom beim Neugeborenen – Vortrag: 12.11

Entwicklung des Mikrobiom beim Neugeborenen – Vortrag: 12.11.2016; 14.15 Uhr Amelie Kahl (Diätassistentin, B. Sc. Diätetik) Die Darmmikrobiota mit ihren Aufgaben und ihrer Relevanz für Gesundheit und Krankheit ist seit einigen Jahren in den Fokus der Wissenschaft gerückt. Umso spannender ist es, die Einflussfaktoren auf die initiale Mikrobiotaentwicklung zu betrachten. Da der Mutterleib eine sterile Umgebung darstellt, glaubte man lange Zeit, dass die prenatale Phase ohne Relevanz sei. Dem entgegen sprechen Erkenntnisse, dass auch bei komplikationslosen Schwangerschaften bereits Bakterien z.B. im Nabelschnurblut und der humanen Plazenta gefunden wurden (1,2) . Ebenso scheinen die in der Käseschmiere enthaltenden verzweigtkettigen Fettsäuren (BCFA) in der Mikrobiotaentwicklung eine Funktion zu übernehmen, da sie als initiales Prebiotikum für die ersten Bakterien dienen (3). Die Studienlage zeigt, dass die perinatale Phase (Art und Zeitpunkt der Geburt) die Mikrobiotaentwicklung des Kindes prägen. Die erste Besiedlung von vaginal geborenen Kindern erfolgt mit vaginalen und fäkalen Bakterien der Mutter im Vergleich zu Bakterien der Haut sowie Krankenhausumgebung bei Kaiserschnittkindern (1,4). Kaiserschnittkinder weisen ebenfalls eine geringere Diversität (5,6,7), eine verzögerte Kolonisierung mit Lactobaccilus, Bifidobacterium und Bacteroidetes (8) und eine häufigere Besiedlung Clostridium difficile auf (4,7). In der postnatalen Phase prägt die Art der Ernährung (Stillen vs. Formulanahrung) die weitere Mikrobiotaentwicklung. Beim Stillen gelangen Bakterien aus dem Darm der Mutter über den sogenannten „Entero-­‐Mammary Pathway“ in die Muttermilch (9). Weiter enthält Muttermilch humane Milcholigosaccharide (HMO), die als selektives metabolisches Substrat für bestimmte gute Mikroorganismen wie Bifidobacterienarten und Bacteroidetesarten dienen (10,11). Vermutlich aus diesem Grund haben gestillte Kinder im Vergleich zu per Formular ernährten Kindern eine eher einheitliche Mikrobiota mit einer geringeren Diversität (5,11). Die Beikosteinführung scheint der Hauptgrund für die Veränderung der kindlichen Mikrobiota hin zur Erwachsenenmikrobiota zu sein. Mit der Beikost steigt der Anteil von unverdaulichen Kohlenhydraten in der Nahrung und es kommt zu einem Anstieg des Phylum Bacteroidetes und damit zu einer Veränderung im Verhältnis der Hauptphylagruppen (12,13). Neben den Einflussfaktoren wie Geburt und der Art der Säuglingsernährung haben jedoch auch Faktoren wie Antibiotikatherapie (14) einen Einfluss auf die Entwicklung der kindlichen Mikrobiota. Grundsätzlich sind zwischen der Mikrobiota und Erkrankungen Assoziationen erkennbar. Eine Entwicklung einer dysbiotischen Mikrobiota (Überwiegen von Pathogenen) könnte daher mit bestimmten Krankheiten in Verbindung stehen (7). Zusammenfassend ist die Mikrobiota von Kindern in den ersten Lebensjahren sehr instabil mit großen interindividuellen Unterschieden (11). Im Laufe der ersten Lebensjahren nimmt die Mikrobiota von Kindern sowohl an Diversität als auch an Stabilität zu (11). Die vollständige Entwicklung dauert ca. 1-­‐3 Jahre (11). Quellen: 1 Meropol SB et al. Development oft he Infant Intestinal Microbiome: A Bird’s Eye View of a Complex Process. Birth Defects Res C Embryo Today 2015;105:228-­‐239 2 Houghteling PD et al. Why is initial bacterial colonization of the intestine important tot he infant’s and child’s health?. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2015;60(3):294-­‐307 3 Ran-­‐Ressler RR et al. Branches Chain Fatty Acids Reduce the Incidence of Necrotizing Enterocolitis and Alter Gastrointestinal Microbial Ecology in a Neonatal Rat Model. PloS ONE. 2011;6(12): e29032 4 Pendlers et al. Factors influencing the composition of the intestinal microbiota in eraly infancy. Pediatrics 2006;118(2):511-­‐521 5 Azad MB et al. Gut microbiota of healthy canadian infants: profiles by mode of delivery and infant diet at 4 month. CMAJ 2013;185(5):385-­‐394 6 Biasucci G et al. Cesarean Delivery May Affect the Early Biodiversity of Intestinal Bacteria. J Nutr 2008;38:1796–1800 7 Li M et al. Early Development of the Gut Microbiome and Immune-­‐Mediated Childhood Disorders. Semin Reprod Med 2014;32:74–86 8 Dominguez-­‐Bello MG et al. Delivery mode shapes the acquisition and structure of the intestinal microbiota across multiple body habitants in newborns. PNAS 2010;107(26):11971-­‐11975 9 Rodríguez JM. The Origin of Human Milk Bacteria: Is There a Bacterial Entero-­‐Mammary Pathway during Late Pregnancy and Lactation?. Adv Nutr 2014;5:779-­‐784 10 Zivkovic AM et al. Human milk glycobiome and its impact on the infant gastrointestinal microbiota. PNAS 2010;108(Suppl 1): 4653–4658 11 Arrieta MC et al. The intestinal microbiome in early life: health and disease. Front Immunol 2014;5:427 12 Spor A et al. Unravelling the effects oft eh environment and host genotype on the gut microbiome. Nature Reviews Mikrobiology 2011;9:279-­‐290 13 Koenig JE et al. Succession of microbial consortia in the developing infant gut microbiome. PNAS 2011;108(Suppl 1):4578-­‐4585 14 Fouhy F et al. High-­‐Throughput Sequencing Reveals the Incomplete, Short-­‐Term Recovery of Infant Gut Microbiota following Parenteral Antibiotic Treatment with Ampicillin and Gentamicin. Antimicrob Agents Chemother 2012;56(11): 5811–5820 © Helge Stolzenberg