Forschern ist es gelungen, an einem speziellen keimfreien Mausmodell zu zeigen, dass eine frühe Konfrontation mit Darmmikroorganismen, die Anhäufung bestimmter Immunzellen im Darm und in der Lunge verhindern kann, welche konkret mit der Entstehung autoimmunvermittelter Erkrankungen in Verbindung gebracht werden können.

Escherichi coli Bakterien (Bild: Wikipedia)

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Der Mensch lebt heute in einer relativ sauberen Umgebung. Natürlich sind wir immer noch einer Menge von Mikroorganismen ausgesetzt, doch durch zu viel Putzmittel und Antibiotika, hat sich deren Zusammensetzung stark in Richtung von problematischen Bakterien und anderen Bugs entwickelt. Und es fällt nicht schwer sich vorzustellen, wie unterschiedlich das bei unseren Vorfahren aussah. Sie lebten im Dreck, und waren ständig im Kontakt mit Materialein und Nahrungsmitteln, die wir heute als unsauber und verdorben ansehen würden. Das war natürlich nicht nur vorteilhaft, so geht man zum Beispiel heute davon aus, dass die von Schimmelpilz gebildeten krebserregenden Aflatoxine, eine hohe Sterblichkeit in unseren frühen Getreideproduzierenden Vorfahren auslöste, doch evolutiv hat sich unser Immunsystem genau auf solche hohen Belastungen mit Mikroorganismen eingestellt, und das hat sich in dem kurzen Zeitraum, den wir nun zivilisiert und sauber verleben, nicht geändert.
Die „Hygiene-Hypothese” geht davon aus, dass genau diese Sauberkeit für viele der heute in Industrieländern beobachteten Autoimmunerkrankungen wie Allergien, Asthma und entzündliche Darmerkrankungen, verantwortlich ist. Diese Hypothese beruht auf den Beobachtungen, dass die Prävalenzen dieser Krankheiten in den Entwicklungsländern viel geringer bis gar nicht vorhanden sind. Doch beweisen ließ sich das bis jetzt nur lückenhaft. Gezeigt wurde, dass da Immunsystem von Neugeborenen stark auf diese ersten Reize durch Mikroorganismen und Viren reagiert und dies zu einer Balance zwischen den verschiedenen Armen des Immunsystems führt. Wird dieses Gleichgewicht nun gestört durch eine nahezu keimfreie Umgebung, scheint das Immunsystem später dazu zu neigen aus dem Ruder zu laufen und ungewünschte Reaktivitäten zu produzieren.
Die Wissenschaftler um Richard S. Blumberg von der Harvard Medical School in Boston verwendeten ein spezielles keimfreies Maushaltungsmodell. Normalerweise wird direkt nach der Geburt eines Jungtieres durch Kontakt mit der Mutter und durch das Säugen, die Darmflora angeimpft. Das Jungtier kommt also vollkommen steril auf die Welt und muss die für die Verdauung nötigen Bakterien und anderen Mikroorganismen erst von der Mutter und der Umgebung übertragen bekommen. Dies kann man jedoch durch einen operativen Eingriff der tragenden Mutter verhindern, bei dem die Gebärmutter mit den fertigen Jungtieren vor der Geburt entnommen wird, sterilisiert und die somit sterilen Jungtiere dann in einem keimfreien Isolationsinkubator von Hand groß gezogen werden. Dadurch entstehen Mäuse, die keinerlei Mikroorganismen beherbergen, weder im Darm noch auf der Körperoberfläche. Diese Tiere müssen mit einer speziellen Nahrung ernährt werden, da es ohne Bakterien sehr kompliziert wird normale Mausnahrung zu verdauen. Aber sie stellen ein wertvolles Modellsystem für den Einfluss der Myriaden von kommensalen Bakterien und anderen Mikroorganismen dar, die wir täglich mit uns herumtragen, und die uns bei unzähligen Aufgaben zur Hand gehen.
In den Experimenten wurden die Jungtiere entweder keimfrei gehalten, oder am ersten Tag nach ihrer keimfreien Geburt in die normale „pathogenfreie” Tierhaltung überführt, was zu einer Besiedlung mit den üblichen Mikroorganismen führte. Die dritte Gruppe wurde erst im Erwachsenenalter in die normale Tierhaltung überführt, um den zeitlichen Einfluss dieser Besiedlung zu untersuchen.
Und was die Wissenschaftler dabei fanden stell meines Erachtens den ersten funktionellen und nicht nur deskriptiven Beweis für die Hygiene-Hypothese dar.
Sie stellten fest, dass es in den Tieren, die erst im Erwachsenenalter mit Mikroorganismen konfrontiert wurde, zu einer Anreicherung sogenannter invarianter natürlicher Killer T-Zellen (iNKT) in den Schleimhäuten der Lunge und des Darmes kam. Diese Zellen sind an wichtigen Funktionen des Immunsystems und der Abwehr von Mikroorganismen beteiligt, diverse Studien haben aber auch gezeigt, dass es sich bei den iNKT-Zellen um einen auslösenden Faktor von Autoimmunerkrankungen handelt. Diese Zellen werden über einen Botenstoff, das Chemokin CXCL16, zum Ort des Geschehens geleitet. Dieser Botenstoff wird scheinbar maßgeblich durch das Vorhandensein von kommensalen Mikroorganismen reguliert wird.
Um den Einfluss der iNKT-Zellen weiter zu entschlüsseln verwendeten die Forscher induzierte Modelle von entzündlichen Erkrankungen des Darmes und der Lunge um die Situation bei Asthma oder Morbus Crohn nachzustellen. Dabei stellten sie fest, dass die iNKT-Zellen der keimfrei aufgewachsenen Tiere zu einer Verstärkung der Symptome und einer gesteigerten Sterblichkeit der entsprechenden Tiere führte. Dies wurde dadurch untermauert, dass die Gabe eines spezifischen Antikörpers, der zur Elimination der iNKT-Zellen führte, diese Symptomatik unterbinden konnte.
Zusammengefasst wurde also gezeigt, dass es durch die im Darm befindlichen Mikroorganismen zu einer negativen Regulation des Chemokins CXCL16 kam, was wiederum eine Abreicherung der invarianten NKT-Zellen zur Folge hatte. Da diese maßgeblich an der Entstehung von autoimmunvermittelten Entzündungsreaktionen beteiligt sind und für die Entstehung von Asthma oder Morbus Crohn mitverantwortlich gemacht werden können, kann der kausale Zusammenhang zwischen Darmflora und Autoimmunität geschlossen werden.
Meine Eltern sagten immer: „Dreck macht Speck!” wenn wir als Kinder gerade mal wieder besonders in Dreck suhlten und irgendwie scheint da etwas Wahres dran zu sein. Ich denke die Take-Home-Message hier sollte sein: Kinder sollten möglichst viel Kontakt mit natürlich vorkommenden Mikroorganismen haben, wie sie zum Beispiel im Boden, in natürlichen Nahrungsmitteln oder Freiwasser vorkommen. Und alles mit Desinfektionsmitteln zu säubern oder Kinder bei der ersten Erkältung sofort mit Antibiotika vollzustopfen, ist definitiv kontraproduktiv. Nicht nur in Anbetracht auf die Ausbildung antibiotikaresistenter Krankheitserreger sondern eben auch in Hinsicht auf die Entstehung von autoimmuninduzierten Entzündungserkrankungen. Und ich könnte mir vorstellen, dass Ähnliches auch auf die Entstehung von Allergien zutrifft. Das soll natürlich nicht heißen, dass ich meine Tochter auf der Toilette in der Autobahnraststätte die Klobrille ablecken lassen würde. Aber die übertriebene Angst vor Krankheitserregern ist vollkommen überzogen.

Microbial Exposure During Early Life Has Persistent Effects on Natural Killer T Cell Function. T. Olszak et al. (2012) Science. DOI: 10.1126/science.1219328

Kommentare (23)

  1. #1 Claudia
    März 23, 2012

    Prof. Howard hat schon damals im Genetikseminar gesagt, er würde seine Kinder im Taubendreck am Petersplatz in Rom spielen lassen… das wäre super gegen alle Allergien und Auto-Immun-Reaktionen 😉

  2. #2 Gideon
    März 23, 2012

    Hallo,
    vielen Dank für den interessanten Artikel.
    Sie haben hier einer Frage vorgegriffen die ich eh´ vorhatte zu stellen.
    Da im Moment in der Werbung wieder verstärkt so immens wichtige Dinge wie Sagrotanspray für die Handtasche und Nichtkontakt-Seifespender auftauchen habe ich mich allen Ernstes gefragt wie ich, aufgewachsen auf Bauernhöfen und mit allem was da so kreucht und fleucht, überleben konnte.
    Schon während meiner Schulzeit (tausend Jahre her) waren die mit Astma etc. irgendwie immer die Kinder mit den übervorsichtigen Eltern die immer Feuchttücher dabei hatten.
    Kinder und Pfützen gehören doch genauso zusammen wie Kinder und Tiere und wenn das Ganze auch noch der Immunisierung dient – Super

  3. #3 Physiker
    März 23, 2012

    Sind Allergien wirklich Autoimmunerkrankungen?

    @Gideon:
    Von diesen Anekdoten halte ich gar nichts.

  4. #4 Gideon
    März 23, 2012

    Sorry,
    dann eben nur Danke für den informativen Artikel.

  5. #5 rolak
    März 23, 2012

    Laß Dich nicht von ‘Physiker’ verwirren, Gideon: 1. heißt der nur so und 2. fällt Deine Beobachtung mit dem Ergebnis der im post besprochenen Untersuchung zusammen.

    Anders gesagt: Laß ihn schwafeln, denn wenn er ein Fachgebiet beherrscht, dann genau das, wie schon an seinem harmlos scheinenden Infragestellen von längst Bekanntem zu sehen ist.

  6. #6 AndreasM
    März 23, 2012

    @Physiker: Da sich bei Allergien die Immunantwort nicht gegen die eigenen Zellen sondern gegen Fremdkörper richtet, sind sie nicht direkt Autoimmunerkrankungen, aber wahrscheinlich verwandt.
    Sowohl Allergien als auch Autoimmunerkrankungen sind in den Industrieländern heutzutage deutlich häufiger und beides sind Fehlverhalten in der Zielerkennung des Immunsystems.

  7. #7 Gideon
    März 23, 2012

    @rolak
    Danke fuer die Aufklaerung.Mir war auch etwas unverstaendlich warum ich von jemandem dafuer gemassregelt werde das mich der Post interessiert und schlicht mit meinen eigenen Erfahrungen uebereinstimmt..

  8. #8 Felix Bohne
    März 23, 2012

    @gideon: ganz recht, Andreas hat recht: Allergien sind per definition keine Autoimmunerkrankungen unterliegen aber der gleichen Dysregulation. Es wird eben nur ein Nahrungsmittel/Umweltantigen statt eines körpereigenen Antigens fälschlicherweise als fremd erkannt und eine Immunantwort dagegen generiert. Die auslösenden Faktoren scheinen aber aus der gleichen falschregulation zu entstehen, sind also durchaus vergleichbar!

  9. #9 Felix Bohne
    März 23, 2012

    @gideon: ganz recht, Andreas hat recht: Allergien sind per definition keine Autoimmunerkrankungen unterliegen aber der gleichen Dysregulation. Es wird eben nur ein Nahrungsmittel/Umweltantigen statt eines körpereigenen Antigens fälschlicherweise als fremd erkannt und eine Immunantwort dagegen generiert. Die auslösenden Faktoren scheinen aber aus der gleichen falschregulation zu entstehen, sind also durchaus vergleichbar!

  10. #10 Jules
    März 24, 2012

    Urlaub auf dem Bauernhof FTW.

  11. #11 BreitSide
    März 25, 2012

    SMS: Danke für den Post. Die Hygienethese gibt es ja schon länger, wird aber anscheinend von jeder neuen Studie wieder bekräftigt.

    Weißt Du, ob es was wurde mit der Therapieidee, dass man Extrakte aus Erdwürmern aus Südafrika spritzt, um das Immunsystem wieder zu “kalibrieren”? Das Immunsystem soll ja primär zur Abwehr gegen Würmer entstanden sein.

    PS: Ich hoffe bloß, dass jetzt nicht ein Masernpartybefürworter aufschlägt…

  12. #12 roel
    März 26, 2012

    @BreitSide mit Südafrikanischen Erdwürmern kann ich nicht dienen, aber mit Peitschenwürmern.

    Aus http://www.focus.de/gesundheit/ratgeber/tid-12658/biotherapie-heilsame-parasiten-im-magen_aid_351205.html
    “In Kopenhagen und Wisconsin bitten Forscher ihre Patienten derzeit zweimal im Monat zum Cocktail. Allerdings warten weder Cuba Libre noch Caipirinha an der Theke im Schwesternzimmer, sondern ein Mischgetränk aus Wasser – und 2500 Eiern des Schweine-Peitschenwurms. Sie können ganz Erstaunliches im Immunsystem des Menschen bewirken. Im Grunde ist das Konzept einfach: Die Eier sollen das wiederherstellen, was durch die hygienische Entwicklung verloren gegangen ist. “

  13. #13 Felix Bohne
    März 26, 2012

    @BreitSide: Das ist mir neu, klingt aber abgefahren. Dass ein Zusammenhang zwischen Würmern, deren Ausrottung in den westlichen Industrieländern und dem Aufteten von Autoimmunerkrankungen gezogen werden kann, belegen diverse epidemiologische Studien. Ich kann mich von meiner Studentenzeit in Konstanz noch an eine Ausschreibung erinnern (wahrscheinlich so wie der Kommentar von roel), bei der ein Immuno Prof. Freiwillige für eine Bandwurmbesiedlung gesucht hat, um den Einfluss auf Asthman zu untersuchen. Ist aber schon eine Weile her! Und wenn man die Daten der oben zitierten Studie hernimmt, bringt das im Erwachsenenalter wahrscheinlich nicht mehr so viel wie in neugeborenen und Kindern. Aber ein interessanter zusammenhang!

  14. #14 rolak
    März 26, 2012

    Die Nummer mit den Würmern habe ich zum ersten Mal in einer mehrteiligen (nicht Tubenteile) BBC-Doku mit dem (zumindest im Deutschen) hochkochenden Titel “Parasiten – Die Killer in uns” gehört. Damals Hakenwürmer.
    Wenn ich mich recht erinnere (keine Lust ins Archiv zu steigen 😉 war es eine Anekdote, die die Untersuchung auslöste, die wiederum eine hochzu­frie­den­stellende Besserungsquote ergab. Erklärungsmodell war eine Art Beschäftigungstherapie fürs Immunsystem. Weiterhin sagt mir die angeborene wetware noch, daß es recht egal war, welche dieser niedlichen Gäste geladen wurden – daher konnten die Pflegeleichten gewählt werden (was imho den üblichen Bandwurm ausschließt) unter der Vorgabe, daß -wie hierzulande i.a. üblich- eine ausreichende Ernährung (wg des Mehrbedarfs) gesichert ist.

  15. #15 Physiker
    März 27, 2012

    @Gideon:
    Anekdotenwissen eignet sich weder als Bestätigung noch als Widerlegung. Als Betroffener habe ich z.B. die völlig entgegengesetzte Erfahrung gemacht. Was nun?

    Dass ein Wirkmechanismus bestätigt wurde und sich daraus konkrete Empfehlungen ableiten, ist erfreulich. Trotzdem ist die Situtation wesentlich komplizierter als der obige Artikel suggeriert. Denn, es gibt schon lange Studien, die die “Hygiene-Hypothese” mit statistischen Mitteln untersuchen. Hier z.B. eine, die genau den Einsatz von Desinfektionssprays untersucht. Es gibt also tatsächlich einen Zusammenhang zwischen Asthma und Einsatz dieser Sprays. Allerdings bewegt sich das relative Risiko im gleichen Bereich wie die Zunahme von Blasenkrebs durch Schwimmbadbesuche. Während die Hygiene-Hypothese ohne Ende gehypt wird (vermutlich grossteils durch Anhänger der “Alternativen Medizin” und Impfgegner), habe ich bisher aber noch niemanden gehört, der von Schwimmbadbesuchen abrät. Denn wie beim Schwimmbadbesuch auch, muss eine Abwägung zwischen den positiven und negativen Konsequenzen getroffen werden. Eine vernachlässigte Hygiene kann z.B. über das vermehrte Auftreten von Infektionskrankheiten (wie z.B. Erkältungen) auch das Allergierisiko signifikant steigern.
    Egal, den Zahlen nach, scheint die Hygiene-Hypothese nur eine von sehr vielen Ursachen zu sein, warum Allergien so drastisch zunehmen. Andere wichtige Ursachen werden z.B. hier aufgelistet: Vererbung, Luftschadstoffe, Rauchen, etc.
    Das Thema scheint hochkomplex – und sebst wenn man alle bisher vermuteten Ursachen zusammennimmt, scheint die explosionsartige Zunahme dieser Krankheiten nicht erklärbar.

  16. #16 Wolfgang
    März 27, 2012

    Kinder wachsen doch nicht keimfrei auf.

    Bekommt ein Kind Schmutz in den Mund, beispielweise wenn es den Schnuller vom Boden aufklaubt und wieder reinsteckt, so enthält 1 Gramm Erde bis 38.000 verschiedene bakterielle Spezies.
    Ein Bakterium hat so ca 3000 Antigene (jedes mit vielen Epitopen) – die 2000 Kohlenhydratantigene lassen wir mal weg – also so etwa über 100 Mio Antigene mit jedem Gramm Erddreck. Für das Immunsystem ein Lercherlschass- um beim Dreck zubleiben.

  17. #17 Physiker
    März 27, 2012

    Nachtrag:
    Ich denke, dass man sehr vorsichtig in der Öffentlichkeitsarbeit sein muss, wenn es um die “Hygiene-Hypothese” geht. Diese wird nämlich zu leicht dahingehend missverstanden, dass Hygiene schädlich ist. Im Hinblick auf antibiotikaresistente Keime, EHEC-Epidemien und Grippe-Pandemien darf dieser Eindruck aber nicht entstehen.

  18. #18 Felix Bohne
    März 27, 2012

    @Physiker:M!issverstanden? Nicht wirklich, denn in diesem Fall ist Hygiene schädlich, dass steht inzwischen fest. Zu deinen Einwânden finde ich nur das EHEC Postulat vertretbar und das war ein Nebenprodukt der Gewinnoptimierunh. Antibiotikaresistenten Erregern haben Nur Fachkrâfte zu tun udn wenn diese schlampig sind, hat das wohl andere Gründe als so einen Artikel. und gegen eine Grippepandemie hilft eine Impfung eben am besten und dass man einen influenzainfizieten Kranken nich unbedingt abknutschen sollte, das ist ja wohl gesunder menschenverstand und wiederspricht nicht der Hygiene-Hypothese. dabei geht es um unproblematische Mikroorganismen, die in unsrer Umwelt vorkommen.

  19. #19 Physiker
    März 28, 2012

    @Felix Bohne:

    M!issverstanden? Nicht wirklich, denn in diesem Fall ist Hygiene schädlich

    Sorry, ich meinte nicht, dass der obige Artikel missverständlich wäre. Im Gegenteil: Sie machen ja bereits selbst diese Unterscheidung zwischen den vernünftigen Hygieneregeln und der übertriebenen Angst vor unproblematischen Mikroorganismen. Hygiene, so wie ich sie verstehe, dreht sich gerade darum, die Verbreitung von gefährlichen Infektionskrankheiten zu vermeiden, also z.B.

    • Gemüse nicht auf einem Brett schneiden auf dem vorher Fleisch geschnitten wurde
    • Desinfektion in Arztpraxen und Krankenhäusern
    • Wunden zu desinfizieren
    • Saver Sex
    • Händewaschen vor dem Essen und nach dem Toilettengang, Zähneputzen etc.

    Wenn ich das richtig verstanden habe, so richtet sich doch die “Hygiene-Hypothese” gar nicht gegen diese wichtigen Hygiene-Vorschriften und Regeln, sondern nur gegen übertriebene Angst vor Mikroorganismen/Dreck, übertriebenem Putzfimmel, Desinfektionswahn im privaten Umfeld und dagen, Kinder in einem sterilen Käfig einzusperren… das hat aber alles mit dem was man üblicherweise unter Hygiene versteht gar nichts mehr zu tun. Deshalb finde ich bereits das Wort “Hygiene-Hypothese” missverständlich.

  20. #20 Felix Bohne
    März 28, 2012

    @Physiker: Das stimmt natürlich alles, aber ich denke das Wort Hygiene-Hypothese wurde bewusst so gewaählt, da in den später siebzigern dieser ganze Wahn aufkam und eben unter dem Namen hygiene verkauft wurde.
    Allen wichtigen Hygienepunkte die in ihrem Kommentar genannt werden stimme ich natürlich ausnahmslos zu.
    Ich hab meine Doktorarbeit am Institut für medizinische Mikrobiologie und Hygiene gemacht und sie glauben nicht wie oft da Eltern mit ihren Kindern vor der Tür standen und von uns erwarteten dass wir ihren Kindern beibringen wie man sich richtig die Jände wäscht. Und das war genau die Fraktion Sagrotantücher für Alles. Nichts gegen Sagrotan, ich wisch den Sitz in d öffentlichen Toilette auch ab bevor ich meine Kleine draufsetze, ab ich hab mal eine Studie gesehen, die ein vielfaches an Bakterien an der Türklinke im Vergleich zur Toilette fand. Man muss eben immer mal nachdenken.
    Gruss Felix Bohne

  21. #21 miesepeter3
    März 28, 2012

    Welche Neuigkeiten! Hat schon meine Oma gewußt, nur nicht so`n Buhei darum gemacht. Sie meinte immer. “Dreck reinigt den Magen.”
    War offensichtlich ihrer Zeit weit voraus, die alte Dame.

  22. #22 griesl
    Mai 9, 2012

    wenn es um hygiene geht, würd ich meine hände vor dem pissen waschen/desinfezieren und nicht danach, denn mein penis hat weniger kontakt zu anderen menschen bzw anderen gegenständen, wie meine hände. dieses ritual mit danach stammt aus einer zeit als geschlechtsorgane als dreckig und sündig galten, aber bei frauen und vielleicht männern, weiss ich nicht, ist das geschlechtsorgan die sauberste region des körpers.

    *ansonsten würd die feucht warme umgebung in der vagina riechen wie ein plumpsklo.*

    hygiene in der medizin ist ne ganz andere geschichte ! das verhält sich wie mit den waschbären in kassel oder den fröschen in australien, waren es glaub ich. bringt man organismen an den falschen platz, werden aus freunden schnell feinde. um das zu verhindern desinfezieren ärzte ständig ihre hände, egal ob bei operationen oder einer normalen patientenuntersuchungen.

  23. #23 bmuralter
    Berlin
    März 10, 2015

    Dieser übertriebene Hygienefimmel war mir schon immer suspekt! Meine Mutter z.B. desinfiziert ALLES womit sie Körperkontakr haben könnte und bearbeitet alle Flächen und Ecken in der Küche mit kochendem Wasser. Desinfektionstücher und Sprays sind überall in Reichweite und werden beim kleinsten Risiko einer Kontamination großzügig angewendet. Glücklicherweise ist dieses exesive Verhalten erst in den letzten Jahren entstanden, so daß ich in meiner Kindheit in einer sauberen aber durchaus nicht sterilen Umgebung aufwachsen konnte. Ich hatte nie große Probleme mit Allergien, obwohl ein Test eine leichte Hausstauballergie ergeben hat und auch Infektionskrankheiten habe ich selten gehabt.
    Das ist jetzt wieder so eine Anekdote die auf meinen subjektiven Erfahrungen beruht und natürlich keinerlei empirische Beweiskraft hat, aber es ist schön zu sehen wenn Erfahrungen, meine schon lange gefestigten Überzeugen und die Ergebnisse wissenschaftlicher Studien 100% deckungsgleich sind.
    Es kommt mir so vor als ob diese Angst vor Keimen und Bakterien den Leuten regelrecht anerzogen wurde, nicht zu letzt von den Herstellern diverser Reinigungs- und Hygienemittel.