Antibiotika-behandlung kann von darminfektionen gefolgt werden. warum?


Antibiotika-behandlung kann von darminfektionen gefolgt werden. warum?

Stanford University School of Medicine Wissenschaftler erklären, warum zwei potenziell tödliche Pathogene einen Fuß in der verbotenen Umgebung des Darms nach antibiotischen Behandlung.

Die Forscher schrieben in der Zeitschrift Natur Dass ihre Erkenntnisse dazu beitragen können, Wege zu finden, um den Auswirkungen der Erschöpfung von "freundlichen Darm-Bakterien" nach der Antibiotika-Behandlung entgegenzuwirken.

Mehrere Darmpathogene können während eines Kurses von Antibiotika ernsthafte Probleme verursachen. Älterer Autor, Justin Sonnenburg, PhD, sagte: "Antibiotika öffnen die Tür für diese Krankheitserreger zu ergreifen, aber wie genau das ist nicht gut verstanden."

Die Autoren erklärten, dass es einen signifikanten Anstieg der Kohlenhydratverfügbarkeit im Darm vierundzwanzig Stunden nach der Verabreichung von oralen Antibiotika gibt. Dieser vorübergehende Überschuss an Kohlenhydraten und eine Reduktion von "guten Bakterien" im Darm ermöglicht es, dass sich mindestens zwei potenziell lebensbedrohliche Erreger schnell vermehren.

In den letzten zehn Jahren haben die Wissenschaftler enorme Fortschritte beim Verständnis gemacht, was in dem "komplexen mikrobiellen Ökosystem" vor sich geht, das im Dickdarm jedes gesunden Säugetier, einschließlich der Menschen, existiert.

Etwa 1.000 verschiedene Arten von Mikroben koexistieren harmonisch in einem typischen gesunden menschlichen Darm. Diese Bakterienstämme, die diese anspruchsvolle, aber nährstoffreiche Nische bewohnen, haben sich sehr gut angepasst, so gut, dass wir kämpfen würden, ohne sie zu überleben.

Freundliche, gutbewachsene Bakterien synthetisieren Vitamine, sie sind der Schlüssel zur Führung unseres Immunsystems, sie sind an der Entwicklung und Pflege unserer eigenen Gewebe beteiligt - sie helfen sogar, den Blutdruck zu regulieren.

Antibiotika-Medikamente verheeren dieses Darm-Mikroben-Ökosystem . Gute Bakterien beginnen sich innerhalb weniger Tage schnell zu vervielfachen und innerhalb eines Monats sind wieder normal. Jedoch, nach den Autoren, "das Ökosystem scheint den bleibenden Verlust von einigen seiner konstituierenden Bakterienstämme zu erleiden".

Die Wissenschaftler vergleichen diese freundlichen Bakterien mit einer Art Rasen, der das Unkraut (pathogene Bakterien) an den reichen Dünger schlägt, der durch unseren Darm führt. Bisherige Studien haben vorgeschlagen, dass unsere freundlichen Bugs Chemikalien sezernieren, die verhindern, dass die pathogenen Bakterien die Kontrolle übernehmen.

Es gibt eine Theorie, dass, wenn unser inneres mikrobielles Ökosystem gestört wird, unser Immunsystem Reaktionsvermögen leidet.

Sonnenburg sagte:

Während diese Hypothesen sich keineswegs gegenseitig ausschließen, unterstützt unsere Arbeit speziell den Vorschlag, dass unsere residenten Mikroben Pathogene in der Bucht halten, indem sie für Nährstoffe konkurrieren."

Wenn diese Abwehrkräfte geschwächt werden, wie es gewöhnlich nicht lange nach dem Beginn eines Antibiotikums auftritt, plötzliche Erreger, wie z Clostridium difficile In der Lage sind, Fußstapfen zu schaffen.

Sobald diese beiden parasitären Invasoren sich auf ausreichende Zahlen vervielfachen, induzieren sie eine Entzündung. Während Entzündung ist nicht eine gute Umgebung für die Wiederherstellung guter Bakterien, C. difficile Und Salmonellen gedeihen darin .

Sonnenburg und Kollegen konzentrierten sich auf zwei besondere Nährstoffe im Darm - Fucose und Sialinsäure - beide Mitglieder der Zuckerfamilie. Dies sind keine Zucker, die meisten Menschen kennen, aber sie sind lebenswichtig für ein gesundes Überleben und werden in jeder Zelle im menschlichen Körper produziert. Sie finden sich auch in Milchprodukten, Eiern und Fleisch.

Darmbakterien essen Schleim

Zellen, die den Darm bilden, extrudieren lange Ketten von vertrauten und exotischen Zuckern, die miteinander verbunden sind, um Schleim zu bilden.

Schleim hat zwei Funktionen:

  • Es stoppt residenten Mikroben, durch die Darmwand in den Blutstrom zu gelangen
  • Es ist eine lebenswichtige Nahrungsquelle von mehreren Zuckern, einschließlich Sialinsäure und Fucose, für residente Mikroben

Sonnenburg sagte: "Unsere Darmmikroben sind sehr geschickt, um Schleim zu essen."

Sonnenburg und Kollegen experimentierten an Labormäusen, die in einer keimfreien Umgebung aufgewachsen waren. Diese Mäuse waren sehr verschieden von normalen Mäusen - ihre Därme hatten keine Bakterien.

Die Wissenschaftler führten eine einzige Bakterienstamm in diese keimfreien Tiere ein - Bakteroide thetaiotaomicron , Eine freundliche Bakterienstamm, die im Darm von normalen Mäusen und Menschen liegt. B. theta Hat Enzyme, die Zuckermoleküle aus den Schleimketten aus dem Darmfutter baumeln lassen. B. theta Fehlt die Enzyme, um die Moleküle, die Sialinsäure bilden, abzubauen.

Es mag sinnlos sein B. theta Um Zuckermoleküle zu lösen, ist es nicht möglich, für Nahrung zu brechen. Jedoch in einem normalen Darm gibt es mehrere andere Mikroben, die die Sialinsäure und Fucose-Moleküle brechen können. Ein normaler Darm ist voll von Mikroben, die Lebensmittel vermengen können B. theta Kann nicht nur braucht

Die Autoren nennen es ein Tauschsystem, Ökologen nennen es Symbiose. (Vielleicht B. theta Löst diese Zuckerreste, um zu anderen, genießbaren Zuckerresten darunter zu gelangen.)

C. difficile, eine gemeinsame Ursache von

Antibiotika-assoziierten Diarrhöe

In einer Reihe von Experimenten haben die Wissenschaftler entweder eingeführt C. difficile Oder Salmonella-Stamm S. typhimurium In die bisher keimfreien Mäuse, die mit geladen wurden B. theta . Beide Bakterienstämme sind potentiell lebensbedrohlich, wenn sie bei Patienten, die Antibiotika erhalten, Krankheiten verursachen. Sie verbrauchen auch Sialinsäure für Energie, können sich aber nicht vom Darmschleim lösen.

Nach der Entdeckung C. difficile Ist weder in der Lage, Fucose zu lösen oder zu konsumieren, konzentrierte sich das Team darauf, wie die beiden Pathogene von Sialinsäure Gebrauch machten.

Die Wissenschaftler simulieren ein Antibiotika-dezimiertes Darm-Mikroben-Ökosystem

Durch die Einführung eines pathogenen und eines freundlichen Bakterienstamms in den Darm von ehemals keimfreien Mäusen konnten die Forscher nachweisen, dass die Sialinsäure-Niveaus in der Abwesenheit eines vollständigen mikrobiellen Darm-Ökosystems beträchtlich anstiegen, das diese Ebenen vom Steigen aufgehalten hätte. Mit nur einem Stamm von gutem Bakterium im Mäusendom war eine Annäherung eines Antibiotika-dezimierten Darmmikroben-Ökosystems.

Beide B Theta und S. typhimurium Replizierte schneller in Gegenwart dieser Zucker und keine anderen konkurrierenden Mikroben. B. theta Schuf einen Sialinsäureüberschuss, der ein Fest für die pathogene Belastung war .

Die Wissenschaftler beobachteten dann, welche Auswirkungen Antibiotika auf "normale" Mäuse mit Darmökosystemen haben könnten. Sie berichteten über die gleiche Zunahme der Sialinsäure und einer Populationsexplosion von pathogenen Bakterien. Wenn die Mäuse nur mit Antibiotika behandelt wurden und nicht den Pathogenen ausgesetzt waren, gingen die Sialinsäure-Niveaus innerhalb von etwa drei Tagen wieder normal, als sich die guten Bakterien wieder erholten.

Sonnenburg sagte:

Die bösen Jungs im Darm sind fressende Nährstoffe, die von den guten Jungs befreit wurden, die Opfer des Kollateralschadens sind, der durch Antibiotika entstanden ist. Antibiotika verursachen unsere freundlichen Darmbakterien, um unwissentlich diesen Krankheitserregern zu helfen.

Wir glauben, dass bakterielle Pathogene im Darm in zwei Schritten Krankheit verursachen. Andere haben gezeigt, dass, sobald diese Pathogene genügend Zahlen erreichen, sie entzündungsauslösende Tricks verwenden, um unsere residenten freundlichen Mikroben auszulöschen - ohne Kosten für die Krankheitserreger selbst, weil sie Wege entwickelt haben, um damit umzugehen. Aber zuerst müssen sie eine kritische Hürde überwinden: In Abwesenheit der Entzündung, die sie zu induzieren versuchen, müssen sie irgendwie diese kritische Masse erreichen. Unsere Arbeit zeigt, wie sie es nach einer Dosis von Antibiotika machen. Sie nützen eine vorübergehende Spitze in den vorhandenen Zuckern, die vom Darmschleim freigesetzt werden, der von getöteten Kommensalmikroben zurückgelassen wird."

Die Mannschaft glaubt, dass wir eines Tages ein Medikament kreieren können, das die Enzyme, die von freundlichen Darmbakterien verwendet werden, hemmt, um Sialinsäure aus Schleim zu befreien und damit die Erreger ihres Festes zu berauben. Das Medikament könnte dann neben Antibiotika gegeben werden. Sie fügten hinzu, dass Probiotika in Form von Bakterienstämmen, die Sialinsäure schnell verdauen, auch einen ähnlichen Effekt erzielen könnten.

Die Studie wurde von dem Burroughs Wellcome Fund und den National Institutes of Health (Zuschuss R01-DK085025) finanziert.

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