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© Delphine Ribes
Leberoperation mit computergestützter Navigation:. Die schweren Schäden an den Organen rühren auch von Bakterienbefall her.
© F. Ronchi

Aufnahme einer Mausleber: Die Leber-Kupffer-Zellen (braun) warten rund um die Blutgefäße (weiße Löcher) auf die Keime, um sie zu eliminieren.

 
Hepatologie 3. Juni 2014

Leber als Firewall gegen Bakterien

Um eine Sepsis zu verhindern, hat der Darm neben einer mechanischen Barriere eine Zusatzversicherung: die Leber.

Die Leber hindert Darmbakterien daran, in den Blutkreislauf einzudringen. Diese lebenswichtige Funktion konnten Schweizer Forscher in einer Studie mit leberkranken Patienten belegen. Damit bildet die Leber eine Art „Firewall“ oder Blutfilter im Darm-Abwehr-System.

Menschen haben schier unendlich viele Bakterien im unteren Darmbereich - rund 100 Billionen. Damit enthält unser Körper zehnmal mehr Bakterien als Körperzellen. Heute wissen wir, dass diese Organismen wichtig für unsere Gesundheit sind. Dringt jedoch auch nur ein Millionstel dieser Bakterien in den Blutkreislauf ein, ist eine Sepsis die Folge.

Daher haben sich im Laufe der Evolution gemeinsam mit den Darmbakterien verschiedene Abwehrsysteme ausgebildet: Der gesamte Darm ist mit einer dichten Zellschicht ausgekleidet und zusätzlich von einer dicken Schleimschicht überzogen, welche den Bakterien das Andocken erschwert.

Leber leidet besonders massiv unter Keimen aus dem Darm

Diese mechanischen Barrieren sind aber keinesfalls perfekt, denn bereits ein Fondue-Abend mit Kirschwasser genügt, um die Schleimschicht und Epithelzellen im Darm zu beschädigen. Zusätzliche Abwehrmechanismen sind also unumgänglich.

Daher gibt es in der Darmschleimhaut eine große Anzahl an weißen Blutkörperchen, die eindringende Bakterien umgehend abtötet. Zusätzlich dienen Lymphknoten im Darm als Filterstationen.

Interessiert hat nun Berner Wissenschaftler, warum gerade Patienten mit Lebererkrankungen besonders häufig an Infektionen durch Keime, die normalerweise im Darm vorkommen, erkranken. Eine Studiengruppe um Dr. Maria Luisa Balmer und Prof. Andrew Macpherson untersuchten deshalb, ob die Leber ebenfalls ein Teil des Darm-Abwehrsystems ist.

Dies scheint tatsächlich der Fall zu sein: „Zusätzlich zur mechanischen und der Lymphknoten-Barriere bildet die Leber als drittes System eine Art Blutfilter“, sagt Andrew Macpherson. Die Studie wurde soeben in Science Translational Medicine publiziert.

Patienten vor Infektionen bewahren

Lebererkrankungen durch Virusinfektionen, übermäßigen Alkoholkonsum, Autoimmunerkrankungen oder Übergewicht werden weltweit jedoch immer häufiger. „Erstaunlich ist, dass diese Patientinnen und Patienten viel häufiger an schweren Infektionen versterben als durch die toxischen oder Stoffwechsel-bedingten Konsequenzen der Leberfunktionsstörung“, so Macpherson. Die Forschenden haben dafür nun eine Erklärung gefunden: Die Leber ist eine Art Filter, welche die Bakterien eliminiert, denen der Zugang zum Blutsystem geglückt ist. „Sie ist eine Art Firewall für den Fall, dass andere Barrieren nicht ausreichen“, erklärt der Studienleiter.

Firewall durchlässig

Funktioniert die Leber nicht mehr richtig und können die Darmbakterien nicht mehr effizient aus dem Blut gefiltert werden, beginnt das Immunsystem damit, Antikörper gegen diese Bakterien zu produzieren. Die Forschenden fanden bei Patienten mit einem breiten Spektrum an Lebererkrankungen solche außergewöhnlichen Immunreaktionen gegen Darmbakterien – ein Zeichen dafür, dass die Firewall bei Lebererkrankungen defekt ist und erste Systemfehler auftreten.

Lebererkrankungen früher identifizieren

Bemerkenswerterweise waren diese Antikörper schon in sehr frühen Stadien der Lebererkrankung messbar, also bei Patienten, die oft noch gar nichts von ihrer Leberfunktionsstörung wussten“, erklärt Macpherson. Es bestehe somit die Möglichkeit, durch das Messen dieser Immunreaktion Patienten mit Lebererkrankungen sehr früh zu erkennen und somit rechtzeitig zu behandeln, bevor schwere Infektionen auftreten. „Da nicht alle Patienten gegen sämtliche untersuchte Darmbakterien Antikörper bilden, könnten ergänzende Impfungen sie davor bewahren, durch eben diese Bakterien krank zu werden.“

Quelle: Universität Bern

Originalpublikation: Macpherson et al. The Liver May Act as a Firewall Mediating Mutualism Between the Host and Its Gut Commensal Microbiota; Sci Transl Med 2014: (6, 237: 10.1126

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