Darmflora mit Osteoporose-Risiko verbunden

Bestimmte Bakterien der Darmflora können offenbar den Knochenabbau durch immunvermittelte Mechanismen fördern und das Osteoporose-Risiko erhöhen. So ist der Knochenabbau bei primärem Hyperparathyreoidismus mit dem Bifidobacterium longum verbunden.

Forschende der Emory University und der Columbia University (USA) haben in einer aktuellen Studie den Einfluss des Darmmikrobioms auf den Knochenabbau bei Personen mit primärem Hyperparathyreoidismus untersucht. Die Ergebnisse sind in dem Fachmagazin „Bone Research“ veröffentlicht.

Erkrankung der Nebenschilddrüsen

Der primäre Hyperparathyreoidismus ist eine relativ verbreitete endokrine Erkrankung, bei der die Nebenschilddrüsen übermäßig viel Parathormon ausschütten. Und während einige Betroffene einen erheblichen Knochenabbau aufweisen, haben andere mit ähnlichen Hormonwerten relativ gesunde Knochen, erläutert das Forschungsteam.

Die Ursachen für diese Variabilität sind bislang unklar, allerdings hatten frühere Forschungsarbeiten bereits darauf hingedeutet, dass verschiedene Darmbakterien unsere Knochen beeinflussen, weshalb die Fachleute nun bei 50 Personen mit primärem Hyperparathyreoidismus untersuchten, inwiefern die Zusammensetzung der Darmflora bei dem Knochenabbau eine Rolle spielt.

Einfluss der Darmflora untersucht

Das Team analysierte Stuhlproben, die Ergebnisse von Knochendichtemessungen und die Immunzellprofile der Teilnehmenden und führte an Mäusen Untersuchungen mit Stuhltransplantationen der Patientinnen und Patienten durch.

Hierbei transplantierten sie die Darmmikrobiota von Teilnehmenden mit primärem Hyperparathyreoidismus und Osteoporose, Osteopenie oder normaler Knochendichte in keimfreie Mäuse.

Wirkung über die Immunzellen

Bemerkenswerterweise entwickelten Mäuse, die die Mikrobiota von Teilnehmenden mit Osteoporose erhielten, einen stärkeren Knochenabbau und wiesen höhere Werte an entzündlichen Immunzellen auf als Mäuse, die die Mikrobiota von Teilnehmenden mit gesünderen Knochen erhielten, berichtet das Team.

Entscheidende Mediatoren, die das Darmmikrobiom mit dem Knochenabbau verbinden, seien dabei Tumornekrosefaktor-produzierende T-Zellen und T-Helferzellen 17. Höhere Konzentrationen dieser Immunzellen waren laut den Fachleuten sowohl bei den Teilnehmenden als auch bei den Mäusen mit einer geringeren Knochendichte verbunden.

Bifidobacterium longum entscheidend

Die Forschenden analysierten zudem die Zusammenhänge zwischen spezifischen Bakterienarten und der Aktivität der Immunzellen. Dabei erwies sich Bifidobacterium longum als besonders einflussreiches Bakterium.

Dessen erhöhtes Vorkommen war mit einer gesteigerten Expression der Entzündungsmoleküle TNF und IL-17 verbunden, die beide bekanntermaßen den Knochenabbau fördern, erläutert das Forschungsteam.

Bei keimfreien Mäusen habe die Besiedlung mit Bifidobacterium longum zudem die Vermehrung von Tumornekrosefaktor-produzierende T-Zellen und T-Helferzellen 17 im Darm und im Knochenmark stimuliert.

Darüber hinaus verstärkte das Bakterium die Migration dieser Immunzellen vom Darm in das Knochenmark, wo sie Entzündungsfaktoren freisetzten, die den Knochenabbau beschleunigen können, ergänzen die Forschenden.

Und bei den Mäuse mit Bifidobacterium longum sei der Knochenabbau durch einen erhöhten Parathormonspiegel signifikant gestiegen, was dafür spreche, dass diese Bakterienart die Auswirkungen des primären Hyperparathyreoidismus auf die Knochen verstärken kann.

„Wir zeigen, dass das Ausmaß, in dem sich der primäre Hyperparathyreoidismus auf das menschliche Skelett auswirkt, mit der Häufigkeit von Bifidobacterium longum korreliert. Dieses Taxon induziert nachweislich die Expansion sowohl intestinaler als auch knochenmarksständiger TNF+-T-Zellen und Th17-Zellen“, betont der Studienleiter Professor Roberto Pacifici von der Emory University.

Zusammenhänge mit der Darmflora bestätigt

Insgesamt bestätigten die Studienergebnisse, dass die Darmflora mit der Knochengesundheit verbunden ist, wobei bestimmte Darmbakterien auch den Schweregrad des Knochenabbaus bei Personen mit primärem Hyperparathyreoidismus beeinflussen. Besonders relevant erscheint dabei Bifidobacterium longum.

Diese Erkenntnis könnte auch auf neue therapeutische Möglichkeiten eröffnen, um durch gezielte Modulation der Darmflora den Knochenabbau bei Personen mit primärem Hyperparathyreoidismus zu verringern oder sogar ganz zu verhindern, resümieren die Forschenden. (fp)