Propionate können Entzündungsreaktionen bei MS unterdrücken

Der menschliche Darm mit seiner bakteriellen Besiedlung, der sogenannten Mikrobiota, rückt immer weiter in den Fokus der medizinischen Forschung. Insbesondere auch bei neurologischen Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose. Hier mehren sich die wissenschaftlichen Hinweise dafür, dass die Mikrobiota des Darms einen erheblichen Einfluss auf die Krankheitsentstehung und den weiteren Verlauf nehmen könnte. Dabei unterliegt die Interaktion, die zwischen dem Inhalt des Darms und dem ortsständigen Immunsystem (Immunsystem den in verschiedenen Geweben, u.a. auch dem ZNS) stattfindet, unterschiedlichen Einflussfaktoren.

Mehr zu diesem Thema auch in unserem Faktenblatt: Darmflora und MS

Besonders erwähnenswert sind die überraschenden Auswirkungen von Fettsäuren auf das Immunsystem. Forscher aus der Neurologischen Universitätsklinik Bochum konnten zeigen, dass Fettsäuren in der Nahrung Einfluss auf die Entstehung und den Verlauf der Multiplen Sklerose haben.

Auffällig sind gegenläufige Effekte auf das Immunsystem (vgl. Abb.):

So fördern langkettige Fettsäuren die Entstehung und Vermehrung von entzündlichen Zellen in der Darmwand. Dabei werden verstärkt entzündungsfördernde Lymphozyten – erkennbar an der Produktion bestimmter Botenstoffe, wie Interleukin-17 und Gamma-Interferon – gebildet. Die Bochumer Forscher konnten im experimentellen Mausmodell für Multiple Sklerose den ungünstigen Einfluss langkettiger Fettsäuren auf den Krankheitsverlauf der Multiplen Sklerose bestätigen.Im Gegensatz dazu führen kurzkettige Fettsäuren (insbesondere Propionsäure und deren Salze, die sog. Propionate; in Form von Natrium- oder Calciumpropionat) zur Entstehung und Verbreitung von regulatorischen T-Zellen des Immunsystems (sog. Tregs). Diese können sowohl überschießende Entzündungsreaktionen als auch autoreaktive Zellen, die körpereigenes Gewebe schädigen, bremsen.

Modulierung neuroentzündlicher Prozesse durch Nahrungsfettsäuren

Quelle: http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2015/pm00142.html.de

Fettsäuren aus der Nahrung (LA: Laurinsäure und PA: Propionsäure; links im Bild) können mit Hilfe von Darmbakterien (Mikrobiota) Entzündungsreaktionen in Gehirn und Rückenmark (rechte Bildhälfte) beeinflussen. Langkettige Fettsäuren und auch die im Mausversuch eingesetzte mittelkettige Laurinsäure fördern die Bildung von entzündungsfördernden TH17-Helferzellen in der Darmschleimhaut und Darmwand (Gut lamina propria / Epithelium). Im Gegensatz hierzu aktivieren kurzkettige Fettsäuren wie die Propionsäure (PA im Bild) die regulatorischen T-Zellen (Treg im Bild), die eine Entzündungsreaktion hemmen und damit den Krankheitsverlauf positiv beeinflussen können.

Stoffwechselprodukte der Bakterien ausschlaggebend

Propionsäure ist eine organische kurzkettige Fettsäure und wird u.a. auf natürliche Weise von Bakterien im menschlichen Darm produziert. Die Mikrobiota scheint also direkt an der Entfaltung der Fettsäure-Wirkung beteiligt zu sein. Ballaststoffreiche Nahrungsmittel wie faser- und inulinreiche Lebensmittel oder resistente Stärken, können durch die Verdauungsenzyme im menschlichen Dünndarm nicht abgebaut werden und sind daher unverdaulich. Im Dickdarm werden diese unverdaulichen Nahrungsbestandteile durch Darmbakterien abgebaut. Dabei entstehen kurzkettige Fettsäuren wie Essig-, Propion- und Buttersäure. Diese werden aus dem Dickdarm in den Körper aufgenommen und wirken auf eine Vielzahl von Geweben ein.Neben ihrer im Mausversuch nachgewiesenen hemmenden Wirkungen auf Entzündungsvorgänge bei der Multiplen Sklerose geben neueste Daten berechtigten Anlass zu der Vermutung, dass kurzkettige Fettsäuren – insbesondere die Salze der Propionsäure - einen äußerst positiven Effekt sowohl auf den Blutzucker als auch auf den Fettstoffwechsel zeigen können.

Hintergrund: Propionsäure und deren Salze als Konservierungsmittel

Propionsäure und deren Derivate werden heute synthetisch hergestellt. In der Lebensmittelindustrie, vor allem für abgepaktes Schnittbrot oder Feingebäck, werden die Salze der Säure (Propionate) zur Konservierung verwendet, da Propionsäure generell hemmend auf das Wachstum von Bakterien, Hefepilzen und Schimmel wirkt.1988 kam die Substanz durch zwischenzeitlich wissenschaftlich widerlegte Untersuchungen kurzfristig in Verruf. Dies führte dazu, dass die heute gemäß amerikanischer FDA und europäischer FSA als gänzlich unbedenklich geltenden Propionate durch andere Konservierungsmittel ersetzt worden sind und dass die tägliche Aufnahme von Propionaten durch die Nahrung am Ende der 80er Jahre deutlich zurückgegangen war. Im gleichen Zeitraum ist eine Zunahme von Autoimmunerkrankungen verschiedenster Art zu beobachten gewesen. Einige Wissenschaftler gehen derzeit diesem möglichen Zusammen nach.Aktuell werden Propionate z.B. zur Konservierung von industriell hergestellten Backwaren und kosmetischer Mittel sowie zur Käseherstellung verwendet. Es wurde und wird sogar versucht, durch mehr propionsäurebildende Bakterien in der Käseherstellung einen „entzündungshemmenden Käse“ speziell für entzündliche Darmerkrankungen zu entwickeln.

Aussicht auf neue Therapien und mögliche Konsequenzen für Ernährungsempfehlungen

Heute gehen Forscher davon aus, dass bei der Multiplen Sklerose ein Ungleichgewicht zwischen den (geschwächten) regulatorischen und den autoimmun-entzündlichen Immunmechanismen besteht. Die meisten zugelassenen Therapien zielen auf eine Schwächung bzw. Blockierung der pro-entzündlichen Komponente des Immunsystems ab. Eine Stärkung der regulatorischen Komponenten, z.B. mittels Propionat als Zusatz zu den etablierten Medikamenten, könnte eine bessere Therapie bedeuten.

Die gewonnenen Erkenntnisse wollen die Wissenschaftler in Bochum und Erlangen nun nutzen, um innovative diätetische add-on Therapien zu den bekannten Immuntherapeutika zu entwickeln. Derzeit werden Untersuchungen zur Wirkung der täglichen Gabe von zwei Mal 500 mg Natriumpropionat an gesunden Probanden und an Patienten mit schubförmiger MS unter klinischen Prüfungsbedingungen durchgeführt und die Effekte auf unterschiedliche immunologische Parameter und weitere Stoffwechselprozesse geprüft. Erste Ergebnisse werden bis zum Jahresende 2016 erwartet.

Die Erkenntnisse sind momentan noch rein experimentell-immunologischer Natur, sodass basierend auf den heute verfügbaren Daten noch keine wirklich allgemeingültigen Empfehlungen für Menschen mit MS gegeben werden können. Allerdings ist gegen eine Supplementierung mit Propionaten grundsätzlich nichts einzuwenden. Propionate sind in der EU als Nahrungsergänzungsmittel zugelassen und bieten eine zusätzliche Chance eine anti-entzündliche Darmflora aufzubauen bzw. wiederherzustellen.

In Zukunft können hoffentlich noch genauere Maßgaben für den Einsatz von Propionaten als mögliche Ergänzung zu bestehenden Ernährungsempfehlungen und als komplementäre MS-Therapie ergeben.

Quellen

http://www.natriumpropionat.de/

http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2015/pm00142.html.de

Haghikia, A. et al (2015): Dietary Fatty Acids Directly Impact Central Nervous System Autoimmunity via the Small Intestine; Immunity, Volume 43, Issue 4, p. 817-829, 20 October 2015, http://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2015.09.007

Vinolo et al (2011): Regulation of Inflammation by Short Chain Fatty Acids; Nutrients, Volume 3, p. 858-876, 14 October 2011, doi:10.3390/nu3100858

Puddu, A. et al (2014): Evidence for the Gut Microbiota Short-Chain Fatty Acids as Key Patthophysiological Molecules Improving Diabetes; Hindawi Publishing Corporation, Mediators of Inflammation, Volume 2014, Article ID 162021, 9 pages, 17 August 2014, http://dx.doi.org/10.1155/2014/162021