Die Darmflora hat einen wesentlichen Einfluss auf die Entwicklung und die Funktion des Immunsystems. Da sich die mikrobielle Besiedelung des Darms wiederum durch probiotische Produkte positiv beeinflussen lässt, können diese womöglich auch das Immunsystem modulieren. Sowohl Tierversuche als auch klinische Studien belegen derartige Effekte auf zelluläre und humorale Immunkomponenten für spezielle Probiotika.
Der wichtigste Bestandteil des mukosalen Immunsystems sind die sekretorischen IgA-Antikörper. In Kooperation mit der unspezifischen Immunabwehr wehren die IgA-Antikörper vor allem fremde Antigene ab, indem sie die Adhäsion und Penetration pathogener Mikroorganismen verhindern. Darüber hinaus neutralisieren sie Toxine und hemmen die Virusvermehrung.
Nach den Ergebnissen verschiedener Versuche mit Tieren, die keimfrei bzw. nur mit identifizierten Mikroorganismen besiedelt waren, spielt die Mikroflora des Gastrointestinaltraktes eine wichtige Rolle bei der Regulation dieser Immunantwort. Sie hält die Barrierefunktion gegenüber pathogenen Keimen aufrecht und beeinflusst sowohl die Anzahl als auch die Verteilung der Immunzellpopulationen.
Probiotika stimulieren Immunfunktion in Humanstudien
Basierend auf diesen Tierversuchen sind inzwischen verschiedene Humanstudien zur immunmodulierenden Wirkung von Probiotika durchgeführt worden. Die Ergebnisse haben Klein und Jahreis vom Institut für Ernährungswissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena zusammengefasst. Nach ihren Angaben werden durch den Konsum probiotischer Produkte in Abhängigkeit von der verabreichten Menge und Darreichungsform verschiedene Parameter der spezifischen und unspezifischen Immunabwehr so beeinflusst, dass von einer Stimulation des Immunsystems auszugehen ist. Zu den wichtigsten, am besten reproduzierbaren Effekten der fünf vorgestellten Humanstudien, in denen u.a. probiotische Laktobazillus-Stämme zum Einsatz kamen, gehörte die Steigerung der Phagozytoseaktivität von Monozyten und Granulozyten.
In einer eigenen, doppelblinden Fall-Kontroll-Studie untersuchten die Jenaer Wissenschaftler beispielsweise die immunmodulierende Wirkung einer Kombination aus einem probiotischen Laktobazillus und einem Bifidobakterium bei 26 Probanden. Die Teilnehmer wurden in zwei Gruppen eingeteilt. Sie erhielten in zwei Phasen, die jeweils fünf Wochen dauerten, im Cross-over-Design täglich entweder 300 g probiotischen oder 300 g konventionellen Joghurt. Die Autoren analysieren Blut-, Stuhl- und Urinproben zu Ende der beiden Phasen. In den Verumphasen war sowohl für die alpha-Kette des IL-2-Rezeptors (CD25) als auch für die IL-2-Rezeptor-tragenden Helferzellen (CD4+CD25+) ein Anstieg zu verzeichnen. Demgegenüber sank das interzelluläre Adhäsionsmolekül ICAM-1 (CD54), das bei Stress und viralen Infektionen vermehrt exprimiert wird, tendenziell ab. Des Weiteren nahm - wie bereits erwähnt - die Phagozytoseaktivität der Granulozyten statistisch signifikant zu (p<0,01).
L. reuteri inhibiert TNF-alpha-Produktion und steigert CD4-Zellzahl
Verschiedene Tierversuche und humane klinische Studien mit L. reuteri und einem verwandten Stamm belegten beispielsweise, dass die Mikroorganismen die Produktion von TNF alpha (Tumor-Nekrose-Faktor alpha) in vitro um bis zu 50 Prozent senken. IL-10 (Interleukin 10), welches die TNF-alpha-Produktion inhibiert, beeinflussen sie nicht, so dass ein immunmodulierender Effekt resultiert. Da die Inhibition der TNF-alpha-Produktion nicht mit der Bindung an Mucine (Schleimstoffe) korreliert, geht die Arbeitsgruppe um Dr. J. A. Pena davon aus, dass die Laktobazillus-Stämme eine lösliche Substanz produzieren, die die aktivierten Makrophagen am Ausschütten von TNF-alpha hindert.
Beobachtungen anhand von Humanbiopsien und Tiermodellen sprechen nach Angaben von Dr. W. J. darüber hinaus dafür, dass L. reuteri verschiedene pro- und antiinflammatorische Zytokine in vitro und in vivo positiv beeinflusst, die Produktion spezifischer IgG-Antikörper in vivo signifikant steigert und sowohl die Anzahl der CD4-Zellen als auch das Verhältnis CD4:CD8 im Ileum erhöht.
Der stimulierende Effekt von L. reuteri auf die CD4-Zellzahl ließ sich auch in einer offenen, klinischen Studie mit zehn gesunden Probanden und neun Patienten mit Ileostomie nach Kolektomie bestätigen. Die Arbeitsgruppe um Dr. N. Valeur vom Köge County Hospital, Dänemark, verabreichte den Studienteilnehmern über einen Zeitraum von 28 Tagen einen humanen L.-reuteri-Stamm in Form von täglich zwei Tabletten (4x108 CFU). Sowohl vor (Tag 0) als auch nach (Tag 28) dieser Ernährungsergänzung wurden mittels Gastroduodenoskopie an verschiedenen Stellen Epithelproben der Mukosa entnommen. Des Weiteren erfolgte eine Analyse von Blut und Fäzes.
Bei 17 der 19 Teilnehmer konnte anhand der Stuhlproben eine erfolgreiche Kolonisation mit L. reuteri nachgewiesen werden. Bei acht Probanden, die insgesamt 56 Tage verfolgt wurden, hielt die Kolonisation bis zu diesem Zeitpunkt an, obwohl die Supplementierung nach 28 Tagen endete. Die Analyse der Epithelproben im Ileum ergab einen signifikanten Anstieg der CD4-Zellzahl durch den Konsum von L. reuteri. Darüber hinaus fanden die Autoren einen Abfall der CD68-Histiozyten im Corpus und Antrum sowie einen Anstieg der CD20-B-Lymphozyten im Duodenum - hier waren die Ergebnisse allerdings nicht ganz so eindeutig wie bei der CD4-Zellzahl.
Immunstimmulation kann viele positive Effekte haben
Die immunstimulierenden Effekte der Probiotika können nach Angaben von Klein und Jahreis bei unterschiedlichen Indikationen von Vorteil sein. Kinder profitierten beispielsweise in klinischen Studien von ihnen, wenn sie Allergien (s. auch Allergien) oder Durchfallerkrankungen (s. auch Durchfall) hatten. Außerdem gibt es Hinweise auf die Wirksamkeit probiotischer Bakterienspezies bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. Bei älteren Menschen mit Immunoseneszenz können die gesundheitsfördernden Bakterien schließlich möglicherweise Krankheiten vorbeugen und die Lebensqualität erhalten.