DGIM Innere Medizin
Autoren
Christoph Lübbert

Bakterielle Fehlbesiedelung des Dünndarms

Durch eine massive bakterielle Überwucherung bzw. durch eine Besiedelung des Dünndarms mit eigentlich harmlosen Dickdarmbakterien (bakterielle Fehlbesiedelung) kommt es zu einer gravierenden Störung der Homöostase im bakteriellen Ökosystem (Dysbiose) mit ernsthaften Verdauungsstörungen. Das klinische Erscheinungsbild hängt entscheidend von der zugrunde liegenden Erkrankung ab. Zu den typischen Symptomen einer bakteriellen Überwucherung des Dünndarms gehören Meteorismus, Flatulenz, abdominelles Spannungsgefühl, Diarrhoe und Bauchschmerzen. Grundlage der Diagnostik ist eine gründliche Anamnese sowie Blutbild und Bestimmung von Gesamteiweiß, Albumin und Vitamin B12. Daneben können H2-Atemtest und bildgebende Verfahren zum Einsatz kommen. Rein klinisch lassen sich Reizdarmsyndrom und bakterielle Fehlbesiedelung des Dünndarms nicht auseinanderhalten. Die konservative Therapie stützt sich in erster Linie auf den Einsatz von Antibiotika. Ein anderer Therapieansatz ist die Verordnung von Probiotika, ggf. auch in Kombination mit Antibiotika.

Definition

Wird der Dünndarm massiv bakteriell überwuchert bzw. von eigentlich harmlosen Dickdarmbakterien besiedelt (bakterielle Fehlbesiedelung), führt dies zu einer gravierenden Störung der Homöostase im bakteriellen Ökosystem (Dysbiose) mit ernsthaften Verdauungsstörungen. In der angloamerikanischen Literatur wird dann vom sog. „small intestinal overgrowth syndrome“ (SIBO) gesprochen.

Ätiologie und Pathophysiologie

Darmmikrobiom

Der menschliche Verdauungstrakt stellt ein komplexes und dynamisches bakterielles Ökosystem dar, das sich innerhalb der ersten Lebensjahre etabliert. Während des Geburtsprozesses und kurz danach erfolgt die erste bakterielle Besiedlung des vorher sterilen Gastrointestinaltraktes. Bei natürlich entbundenen Kindern beginnt die Kolonisation während der Geburt. Erste Mikroorganismen, die nachgewiesen werden können, sind Escherichia coli, weitere Enterobacteriaceae und Streptokokken. Durch Kaiserschnitt geborene Kinder erhalten zunächst eine unnatürliche Darmflora, die der mütterlichen Hautflora entspricht.
Die bakterielle Besiedlungsdichte ist anfangs gering und steigt mit zunehmendem Lebensalter stetig an. Einen besonderen Einfluss auf die Besiedlung hat die Nahrung: Ob ein Kind gestillt oder mit Flaschennahrung gefüttert wird, lässt sich an der Zusammensetzung der Darmflora erkennen. Der Darm gestillter Kinder wird innerhalb der ersten Wochen hauptsächlich von milchsäureproduzierenden Bakterien (Bifidobakterien und Laktobazillen) bevölkert. Die von ihnen produzierte Milchsäure führt zu einer Ansäuerung des Darmmilieus, die es pathogenen Bakterienspezies erschwert, sich dort anzusiedeln. Im Gegensatz dazu wird bei ausschließlich mit der Flasche gestillten Kindern früh eine erwachsenenähnliche Mikroflora nachgewiesen.
Die Darmflora gesunder Erwachsener zeichnet sich durch eine Vielzahl von verschiedenen Bakteriengattungen aus. Molekulargenetische Analysen der 16S-ribosomalen DNA von Bakterien haben bisherige kulturabhängige Schätzungen von 200–400 Arten auf bis zu 1800 Gattungen mit bis zu 36.000 Arten ansteigen lassen. Das durchschnittliche intestinale Habitat eines Menschen enthält mindestens 500–1000 unterschiedliche Arten. Die Mikroorganismen besiedeln das Darmlumen, die Muzinschicht und die mukosalen Oberflächen. Im Gegensatz zum Dünndarm mit 103–107 (1000–10 Millionen) Individuen je Gramm Stuhl, ist der Dickdarm mit 1011–1012 (10–100 Billionen) Individuen je Gramm dicht mikrobiell besiedelt. Die Gesamtmasse der Mikrobiota im Darmtrakt (Darmmikrobiom) eines erwachsenen Menschen beträgt unter Umständen viele hundert Gramm, wobei sich über 50 % der mikroskopisch in Stuhlproben beobachteten Mikroorganismen nicht kultivieren lassen.

Funktionsstörungen des Dünndarms

Der menschliche Gastrointestinaltrakt ist eine kontinuierliche, von Schleimhaut ausgekleidete und durch mehrere Schichten glatte Muskulatur umschlossene elastische Röhre, durch die der Nahrungsbrei (Chymus) schrittweise durch koordinierte Muskelkontraktionen aus dem Magen und dem Dünndarm in den Dickdarm befördert wird. Selbst wenn längere Zeit keine Nahrung in den Dünndarm aufgenommen wird, bleibt diese Muskelaktivität intakt.
Die Motilität des Gastrointestinaltraktes ist nicht nur für die Verdauung (Digestion) der oral zugeführten Nahrung enorm wichtig, sondern sorgt auch dafür, dass Zahl und Zusammensetzung der Bakterienspezies im Dünndarm konstant bleiben. Eine grundlegende Störung der Muskelaktivität des Dünndarms zieht somit unweigerlich Alterationen der Dünndarmmikrobiota nach sich. Vereinfacht kann man sagen, dass eine verzögerte oder gestörte Peristaltik unweigerlich zu einer pathologischen Vermehrung von Bakterien im Dünndarm führt. Anatomische oder funktionelle Defekte der ventilartig funktionierenden Ileocoecalklappe führen dazu, dass Dickdarmbakterien in den unteren Dünndarm einwandern können. Andere physiologische Abwehrmechanismen zur Verhinderung einer bakteriellen Überwucherung des Dünndarms sind Magensäuresekretion, ins Darmlumen sezernierte sekretorische Immunglobuline und die bakteriostatischen Eigenschaften von Pankreas- und Gallensekretion.
Eine ganze Reihe von Krankheiten und anatomischen Veränderungen können eine bakterielle Fehlbesiedelung des Dünndarms nach sich ziehen. Von klinischer Relevanz sind insbesondere:
  • Neuromuskuläre Störungen. Sie verändern die normale Aktivität der Darmmuskulatur. Beim Diabetes mellitus kommt es über die Entwicklung einer autonomen Neuropathie zu irreversiblen Störungen von Nervenfasern, die die Dünndarmmotilität steuern. Bei der Sklerodermie liegt hingegen eine direkte Beeinträchtigung der Darmmuskulatur vor.
  • Teilweise oder intermittierende Obstruktion des Dünndarms. Hierdurch wird der Transport von Nahrungsbestandteilen und Bakterien durch den Dünndarm mechanisch behindert. Dazu gehören Adhäsionen (Vernarbungen) nach Operationen, bestrahlungsassoziierte Strikturen oder Stenosebildung bei Morbus Crohn.
  • Anatomische Anomalien (z. B. größere Dünndarmdivertikel, Fisteln, postoperatives Blindsacksyndrom [„blind-loop syndrome“], Zustand nach Ileocoecalresektion).
  • Störungen der auf der Darmmukosa befindlichen, hochkomplexen muzinösen Schutzschicht mit einer Vielzahl antibakterieller Effekte (z. B. bei Achlorhydrie nach Magenresektion oder unter Protonenpumpenhemmer-Langzeittherapie, exokriner Pankreasinsuffizienz, sekretorischen Immundefekten).
  • Funktionsstörungen des Dünndarms bei Patienten mit Leberzirrhose und portaler Hypertension, insbesondere bei Dekompensation mit Aszites.

Klinik

Das klinische Erscheinungsbild hängt entscheidend von der zugrunde liegenden Erkrankung ab. Zu den typischen Symptomen einer bakteriellen Überwucherung des Dünndarms gehören
  • übermäßige Gasbildung mit Blähungen (Meteorismus),
  • Flatulenz,
  • abdominelles Spannungsgefühl,
  • Diarrhoe und
Bei älteren Patienten mit großen Duodenal- oder Jejunaldivertikeln treten klinischen Beobachtungsstudien zufolge meist Diarrhoe, Steatorrhoe, Gewichtsverlust und eine makrozytäre hyperchrome Anämie auf, insbesondere wenn zusätzlich eine Hypo- oder Achlorhydrie besteht. Bei Vorliegen von Dünndarmstrikturen oder „blind-loop syndrome“ stehen Schmerzen und Blähungen im Vordergrund.
Eine unerkannte bzw. unbehandelte bakterielle Fehlbesiedelung des Dünndarms hat in der Regel ein chronisches Malassimilationssyndrom mit Gewichtsverlust zur Folge. Entsprechende Symptome bis hin zum Vollbild der Osteomalazie, Gerinnungsstörungen und Nachtblindheit können sich aus dem konsekutiven Mangel an den Vitaminen D, K, A und B12 ergeben. Der auch durch Gabe von rekombinantem „intrinsic factor“ nicht zu behebende Vitamin-B12-Mangel ist charakteristisch für eine bakterielle Dünndarmüberwucherung, da „intrinsic factor“ die Aufnahme von Cobalamin durch aerobe Bakterien verhindern kann, diesen Effekt jedoch nicht auf Anaerobier (in erster Linie Bacteroides-Spezies) auszuüben vermag. Bei Kalziummangel kann es zu hypokalziämischer Tetanie kommen, bei Hypoproteinämie zu Eiweißmangelödemen.

Diagnostik

Grundlage ist eine gründliche Anamnese, die gezielte Fragen nach früheren Magen- und Darmoperationen beinhalten muss. Laborchemisch sollten neben dem Blutbild auch Gesamteiweiß, Albumin und Vitamin-B12-Spiegel bestimmt werden.

Mikrobiologische Untersuchung von endoskopisch gewonnenem Dünndarmaspirat

Diagnostischer Goldstandard ist die Anlage bakterieller Kulturen aus endoskopisch gewonnenem Dünndarmaspirat. Beweisend für eine bakterielle Fehlbesiedelung ist der Nachweis von 105 und mehr Keimen pro Milliliter Darminhalt. In der Regel werden dabei Laktobazillen, verschiedene Enterobacteriaceae, Enterokokken und anaerobe Bacteroides-Spezies nachgewiesen. Unter Umständen ist die bakterielle Fehlbesiedelung nur auf einzelne Dünndarmkompartimente beschränkt, sodass eine entsprechend selektive endoskopische Ausbeute zu berücksichtigen ist.

H2-Atemtest

Einfachere Funktionstests wie der H2-Atemtest mit einem definierten Testtrunk von 50–100 g Glukose sind sehr viel unkomplizierter durchzuführen, weisen jedoch eine geringere Spezifität auf. Der Test beruht auf der Messung der Konzentration von Wasserstoff (H2) in der Ausatemluft vor und nach dem Testtrunk. Wasserstoff entsteht bei jedem Menschen nur durch bakterielle Zersetzung von Zuckern und anderen Kohlenhydraten. Sofern keine Fehlbesiedlung des Dünndarms vorliegt, findet eine solche bakterielle Fermentation fast ausschließlich im Dickdarm statt. Der dabei entstandene Wasserstoff wird in Form von Flatus rektal ausgeschieden, aber auch in das Blut aufgenommen und über die Lunge abgeatmet. Der Wasserstoffanteil an der Ausatemluft kann mit speziellen Analysatoren (üblicherweise einem Gaschromatographen) gemessen werden. Der über die Lunge abgeatmete Gasanteil steigt bei einer bakteriellen Fehlbesiedelung des Dünndarms über einen kritischen Grenzwert hinaus (meist 20 ppm) messbar an.

Bildgebende Untersuchungen

Bildgebend steht die Endoskopie (Ösophagogastroduodenoskopie mit Gewinnung von Duodenalaspirat sowie tiefer Duodenalzottenbiopsie zum Ausschluss einer primären Schleimhauterkrankung wie Sprue, ggf. tiefe Dünndarmendoskopie in Ballontechnik) im Vordergrund, ergänzt durch geeignete Schnittbildverfahren wie MRT mit Kontrastmittelpassage nach Sellink und evtl. auch Darmwandsonographie.

Differenzialdiagnose

Reizdarmsyndrom

Rein klinisch lassen sich Reizdarmsyndrom (RDS), auch als Colon irritabile oder „irritable bowel syndrome“ (IBS) bezeichnet, und bakterielle Fehlbesiedelung des Dünndarms nicht auseinanderhalten. Es wird vermutet, dass letztere zumindest teilweise für die Symptome von RDS-Patienten (mit)verantwortlich sein könnte. Unterstützung für diese Hypothese liefern klinische Beobachtungsstudien, in denen sich eine ganze Reihe von Patienten mit RDS ausmachen lassen, die einen pathologischen H2-Atemtest mit Glukose aufweisen und von der Behandlung mit Antibiotika klinisch profitieren. Eine relativ verbreitete Theorie dazu ist, dass RDS-Patienten Motilitätsstörungen des Dünndarms bzw. Störungen der intestinalen Immunität aufweisen, die die Entstehung einer bakteriellen Fehlbesiedelung begünstigen. Kontrollierte wissenschaftliche Studien zum langfristigen Erfolg von Antibiotikatherapien bei RDS haben jedoch gerade erst begonnen.

Andere

Weiter auszuschließen sind vor allem Laktose- und Fruktoseintoleranz (mittels spezifischem H2-Atemtest).

Therapie

Chirurgische Therapie

Eine kausale chirurgische Therapie der zugrunde liegenden Erkrankung bzw. anatomischen Störung ist nur in den seltensten Fällen durchführbar.

Antibiotische Therapie

Die konservative Therapie stützt sich in erster Linie auf den Einsatz von Antibiotika. Kontrollierte Studien zu dieser Thematik existieren leider so gut wie keine. Die antibiotische Behandlung ist in den meisten Fällen zunächst sehr effektiv. Das Therapieansprechen zeigt sich in einem Rückgang von Diarrhoe und abdominellen Beschwerden sowie einer verbesserten Resorption von Fett und Vitamin B12 binnen einer Woche nach Therapiebeginn. Die meisten Patienten bleiben nach einer Antibiotikaeinnahme über 7–14 Tage für einige Monate beschwerdefrei. Allerdings kann die zur bakteriellen Fehlbesiedelung des Dünndarms führende Grundkrankheit meist nicht korrigiert werden, sodass die Symptome in der Konsequenz zurückkehren. Daher kann es notwendig sein, Patienten wiederholt oder sogar kontinuierlich mit Antibiotika zu behandeln. Eine daraus resultierende Resistenzproblematik mit antibiotischem Wirkverlust und potenziell gefährlicher Erregerselektion (insbesondere bei Auftreten invasiver Infektionen mit multiresistenten Darmbakterien) ist als problematisch anzusehen. Daher raten manche Autoren zu rotatorischer Anwendung mit einer Woche Antibiotikatherapie und drei Wochen Pause im Wechsel, ohne dass dieses Vorgehen durch kontrollierte Studien untermauert wäre. Die wichtigsten bislang angewandten Substanzen bzw. Therapieregime sind:
  • Neomycin 3× 1 g p.o. oder Paromomycin 4× 500 mg p.o. für 10 Tage
  • Levofloxacin 1–2× 500 mg p.o. für 7–10 Tage
  • Metronidazol 3× 400–500 mg p.o. für 7–10 Tage
  • Ciprofloxacin 2× 500 mg p.o. in Kombination mit Metronidazol 3× 400–500 mg p.o. für 7 Tage
  • Amoxicillin/Clavulansäure 2× 875/125 mg p.o. für 7–10 Tage
  • Rifaximin 2× 600 mg p.o. für 7–14 Tage.
Rifaximin mit seiner Pyridoimidazolstruktur sowie Neomycin oder Paromomycin als nicht resorbierbare Aminoglykoside werden praktisch nicht aus dem Darm absorbiert.

Probiotika

Ein anderer Therapieansatz ist die Verordnung von Probiotika, ggf. auch in Kombination mit Antibiotika. Systematische Studien dazu liegen leider nicht vor. Die Datenlage spricht am ehesten für die Anwendung von Präparaten, die verschiedene Laktobazillenstämme enthalten. Klinische Beobachtungsstudien zeigen, dass Antibiotika in der Initialbehandlung effektiver als Probiotika sind. Eine in der klinischen Praxis verbreitete Möglichkeit ist, Patienten zunächst mit einem kurzen Antibiotikatherapiezyklus und dann längerfristig mit Probiotika zu behandeln.

Prokinetika

Die Verordnung von Prokinetika wie Metoclopramid oder Domperidon zur Stimulation der Dünndarmmotilität mit Reduktion der bakteriellen Besiedelung hatte in Studien leider nicht den gewünschten therapeutischen Erfolg.

Adjuvante Therapie

Diätetisch ist eine laktosefreie und evtl. mit mittelkettigen Fettsäuren (MCT) angereicherte Kost hilfreich. Fettlösliche Vitamine und Vitamin B12 müssen parenteral zugeführt werden.

Therapiekonzepte der Zukunft

Langfristige Studien zum Vergleich von Antibiotika, Probiotika und Kombinationen von Antibiotika und Probiotika sind dringend nötig. Vorstellbar ist auch eine gerichtete antibiotische wie probiotische Therapie nach qualitativer und quantitativer bakterieller Speziesidentifizierung im Dünndarm z. B. mittels umfassender molekulargenetischer Analyse der bakteriellen 16S-ribosomalen DNA.
Weiterführende Literatur
Bures J, Cyrany J, Kohoutova D, Förstl M, Rejchrt S, Kvetina J, Vorisek V, Kopacova M (2010) Small intestinal bacterial overgrowth syndrome. World J Gastroenterol 16:2978–2990CrossRefPubMedCentralPubMed
Collins BS, Lin HC (2011) Double-blind, placebo-controlled antibiotic treatment study of small intestinal bacterial overgrowth in children with chronic abdominal pain. J Pediatr Gastroenterol Nutr 52:382–386CrossRefPubMed
Dominguez-Bello MG, Costello EK, Contreras M, Magris M, Hidalgo G, Fierer N, Knight R (2010) Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. Proc Natl Acad Sci U S A 107:11971–11975CrossRefPubMedCentralPubMed
Dominguez-Bello MG, Blaser MJ, Ley RE, Knight R (2011) Development of the human gastrointestinal microbiota and insights from high-throughput sequencing. Gastroenterology 140:1713–1719CrossRefPubMed
Peralta S, Cottone C, Doveri T, Almasio PL, Craxi A (2009) Small intestine bacterial overgrowth and irritable bowel syndrome-related symptoms: experience with Rifaximin. World J Gastroenterol 15:2628–2631CrossRefPubMedCentralPubMed
Rosania R, Giorgio F, Principi M, Amoruso A, Monno R, Di Leo A, Ierardi E (2010) Effect of probiotic or prebiotic supplementation to antibiotic therapy in the small intestinal bacterial overgrowth: a comparative evaluation. Curr Clin Pharmacol. (Epub vor Druck)
Toskes PP (1993) Bacterial overgrowth of the gastrointestinal tract. Adv Intern Med 38:387–407PubMed
Internetadressen
www.​dgvs.​de/​media/​S3_​Leitlinie_​Intestinale_​Motilitaetsstoer​ungen.​pdf (S3-Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Verdauungs- und Stoffwechselkrankheiten, DGVS)