Dulloo VL 11.01-11.02 Microbiota et santé

Question 1

Wie viel Energie erhalten wir aus den verschiedenen Nahrungskomponenten? (%)

Answer 1

Fette: 40%
Zucker: 20%
Komplexe Zucker: 25-30%
Proteine: 12%
Salz: 10-20 g/d
Ballaststoffe: 20 g/d

Question 2

Was sind komplexe Zucker & Ballaststoffe?

Answer 2

Komponenten der Blätter, Wurzeln, Körner & Früchte von Pflanzen, die resistent sind gegen Verdauung
Unlöslich: Cellulose, Hemicellulose, Lignine
Löslich: Pectin, Mucilage (Banane), gewisse Hemicellulosen, Präbiotika (Inulin)

Question 3

Was ist die intestinale Mikrobiota?

Answer 3

Ungefähr 10^14 Mikroorganismen, 400-500 Klassen -> natürliche Barriere gegen Invasion von fremden pathogenen Organismen
Enthält Bakterien, Archaea, Viren, Pilze & Parasiten
> 50 bakterielle Stämme: anaerob, 60% Trockengewicht Feces, 10^14 bakterielle Zellen (10x grössere Anzahl als Zellen im menschlichen Körper)
Grossteil im Dickdarm, dann Ileum, Jejunum & Magen

Question 4

Was sind die 2 Hauptfamilien der Milchsäurebakterien?

Answer 4

Lactobacilli (Dünndarm)

Bifidobakterien (Dickdarm)

Question 5

3 Eigenschaften der Milchsäurebakterien:

Answer 5

• stabförmige Bacilli oder spherische Cocci
• tolerant für tiefen pH-Bereich (säuretolerant)
• produzieren Milchsäure

Question 6

Wie entwickelt sich Mikrobiom bei Kindern?

Answer 6

GI Trakt bei Geburt naiv / steril, zwischen 12-24 Monat dominiert durch Stämme der Bacteroideten & Firmicuten, gleichzeitig Reifung des Lymphgewebes
Ernährung (Stillen) & Art der Geburt (vaginal / Kaiserschnitt) sind signifikante Determinanten für Art & Anzahl der Mikroben, die den neonatalen Darm bevölkern

Question 7

3 Funktionen der intestinalen Flora:

Answer 7

• Produktion Vitamine (Vit K, Biotine)
• Globale Verstärkung der Immunabwehr
• Unterstützung der nicht-spezifischen Darmabwehr, Stimulation GALT (gut-associated-lymphoid-tissue)
• > Interaktionen zwischen probiotische Bakterien & präbiotische Fasern führen zu einer Stabilisierung der Flora

Question 8

Erkläre die Abwehrfunktion der Probiotika:

Answer 8

1. Immunreaktion: Stimulation AK-Bildung & Vergrösserung der Immunantwort
2. Aggregation: Probiotika fixieren & inaktivieren pathogene Keime
3. Konkurrierende Kolonisierung: binden an Rezeptoren & verhindern somit Adhäsion durch pathogene Agenten
4. Krankheiten: Adhäsion pathogene Keime an intestinale Mukosa & Bildung Toxine

Question 9

Was ist der Zusammenhang zwischen der intestinalen Flora & dem Organismus?

Answer 9

Intestinale Bakterien helfen dem Organsimus durch symbiotische metabolische Prozesse:
Laktobacilli favorisieren Resistenz gegen Kolonisierung / immunitäre Stimulation, Bifidobakterien helfen bei Vitaminsynthese
Intestinale Keime können schädliche metabolische Produkte bilden, wenn immunitäre Barrieren gestört
Ungleichgewicht: Antibiotika, Stress, schlechte Ernährung -> Inflammationen, Durchfall, Gase, Mangel

Question 10

Was sind probiotische Bakterien?

Answer 10

Lebendige Organismen, welche positiven Einfluss auf das Gleichgewicht der Darmflora haben

Question 11

Was sind präbiotische Fasern?

Answer 11

Natürliche Komponenten in verschiedenen Nahrungsmitteln (Fructooligosaccharide / Inulin) -> selektive Stimulation des Wachstums & der Vermehrung von Bifidobakterien & Laktobacillen

Question 12

Was ist Durchfall?

Answer 12

starker Verlust flüssiger Stuhl durch mikrobielle oder virale Aggression im Darm
schneller Darmdurchtritt & Erreichen der Epithelzellen -> nicht genug Zeit für Sekretion (Aufnahme von Stoffen, die normal nicht reabsorbiert werden)
häufig schnelle Dehydrierung, bei Cholera Wasserverlust bis zu mehr als 10-12 l/d

Question 13

Woher kommen intestinale Gase?

Answer 13

doppelte Herkunft:
verschluckte Luft bei Mahlzeit / Produktion durch bakterielle Fermentation von Gluciden in Colon (aus stärkehaltigen Nahrungsmitteln, nicht durch Enzyme verdaut, zB in Kartoffeln, Mais, Bohnen)

Question 14

Nenne 3 fundamentale Konditionen für einen probiotischen Effekt der Mikroorganismen:

Answer 14

• Resistenz gegen Abbau (während Passage durch GI Trakt)
• Müssen lebendig & in ausreichender Anzahl zu Dickdarm gelangen
• Adhäsion an intestinaler Mukosa (für Kolonisierung)

Question 15

Wie kann man bei einer Laktoseintoleranz eine chronische Malnutrition vermeiden?

Answer 15

• hydrolisierte Milch: weniger Symptome, erlaubt erhöhte Einnahme von Milch
• fermentierte Milch (Yogurt): induziert durch Flora (mit Milchsäurebakterien) -> Freisetzung beta-Galactosidase (Lactase) -> Erhöhung Laktoseverdauung

Question 16

Weltweite Ursachen für Magengeschwüre / Infektion?

Answer 16

50% Infektionsprävalenz durch Helicobacter pylori
34-44% Gastritis (Inflammation der Magenmukosa > Prädisposition für Entwicklung eines Ulcers)
5-15% gastro-duodenale Ulcer (mehr Degeneration als Erneuerung der Magenmukosa)
1% Magenkrebs

Question 17

Ursache eines Ulcers?

Answer 17

Teufelskreis zwischen Histamin & HCl
Kein Gleichgewicht mehr zwischen Schutz- / Zerstörungskräften
- Hypersekretion gastrische Säure
- Hyposekretion Mucus
- ungenügende Sekretion HCO3- aus Pankreas
Behandlung: Antibiotika & Protonenpumpen-Inhibitor

Question 18

Was geschieht im Alter mit Bifidobakterien?

Answer 18

Starke Abnahme der Kolonisierung
Abschwächung Immunsystem, erhöhte Krebsinzidenz
über 45+ sollten probiotische Nahrungsergänzungen mehr Bifidobakterien enthalten

Question 19

Was sind therapeutische Ziele der Probiotika?

Answer 19

Luminal: Modifikation des pHs, Besetzung der Substratstellen, Bakteriocine, erhöhte Produktion IgA
Physische Barriere: geringere intestinale Permeabilität, erhöhte Mucinsynthese
Epithelzellen: weniger pro-inflammatorische Cytokine

Question 20

Wie wird eine Fecale Microbiata Transplantation (FMT) gemacht?

Answer 20

Instillation des Stuhls einer gesunden Person bei kranker Person -> Dysbiose (gestörtes GGW der Mikrobiota) korrigieren zB bei Infektion durch Clostridium difficile -> Diversität der Mikrobioms wiederherstellen

Question 21

Was sind die Effekte von Mikrobiota in Wirtsmetabolismus?

Answer 21

Polyphenole, Karbohydrate & Probiotika -> Fermentierung -> Metabolite Phenole, Karbohydrate & Veränderungen der Mikroflora -> physiologische Effekte (lokal & systemisch) -> Gesundheitseffekte

Question 22

Bildung Lactulose & Auswirkungen:

Answer 22

Lactose wird isomerisiert zu Galaktose-Fruktose

• keine Verdauung / Absorption
• Proliferation Bifidobakterien & Lactobacilli
• Inhibition des Wachstums pathogener Keime (Salmonellen)
• Verbesserung intestinale Mikroflora / Umgebung & fecale Exkretion (höherer Wasseranteil)

Question 23

Was ist die hepatische Encephalopathie (HE)?

Answer 23

Häufige Komplikation bei Leberzirrhose oder bei porto-systemischem shunt -> reversible Störung ZNS (Schlafstörungen, kognitive Schwierigkeiten, Limitierung der motorischen Funktionen, Bewusstseinsstörungen) -> verminderte Detoxifikation stickstoffhaltiger Komponenten (mehr Ammonium -> erhöhte Glutaminspiegel in Gehirn)

Question 24

Mechanismus der Lactulose bei HE:

Answer 24

• osmotisch laxativer / abführender Effekt
• reduziert pH der Kolonie & verhindert Absorption von NH3 (Favorisierung der Bildung von nicht-absorbierbarem NH4+)
• inkorporiert Stickstoff in Bakterien

Question 25

Potenzielle Rolle der Mikrobiota bei der Entstehung von verschiedenen KH:

Answer 25

• Kolonkrebs / inflammatorische Darmerkrankungen
• Typ1 Diabetes
• Obesität -> gekennzeichnet durch langzeitige, geringe Inflammation (je nachdem haben Mikrobiota einen Einfluss)

Question 26

Erkläre die bidirektionale Kommunikation zwischen Mikrobiota & Gehirn:

Answer 26

• multiple direkte & indirekte Wege (endokrin, immun, neural)
• Gehirn beeinflusst Mikrobiota zum Beispiel bei Stress
  (Hypothalamus-Schilddrüsen-Nebennieren-Axe reguliert Cortisol -> Effekt auf Immunzellen in Darm & systemisch -> Veränderung der Darm-Permeabilität / Zusammensetzung Mikrobiota)
• Veränderung Cytokinlevel -> Effekt auf Hirnfunktion
• Kommunikation über grosse Oberfläche, assoziiertes Immungewebe, Mikroorganismen, Neuronen, enteroendokrine Zellen (Hormonsekretion)