Der Einfluss des Probiotikums Enterococcus faecium NCIMB 10415 auf die absorptiven und sekretorischen Eigenschaften des Jejunumepithels beim Schwein

Was sind `Probiotika´? Laut Fuller (1992) versteht man darunter „lebende Mikroorganismen, die beim Wirt nach der Aufnahme die mikrobielle Darmflora positiv beeinflussen“. Eine Schlüsselrolle des derzeit auch in der Humanernährung sehr erfolgreichen Einsatzes probiotischer Keime spielt der russische Bakteriologe und Nobelpreisträger Ilja (Elie) Metschnikoff. Er vermutete bereits zu Beginn des Zwanzigsten Jahrhunderts einen Zusammenhang zwischen dem Konsum fermentierter Milchprodukte und den hohen Lebenserwartungen bulgarischer Bürger (Fuller, 1992), und machte dafür eine Verdrängung pathogener Keime durch die zugeführten probiotischen Mikroorganismen als Wirkmechanismus verantwortlich (Davidson und Hirsh, 1976). Aufbauend auf diesen Ansatz werden bis zum heutigen Tag zunehmend die positiven Effekte probiotischer Keime auf den menschlichen und tierischen Organismus untersucht.
Durch das seit dem 01. Januar 2006 geltende Verbot der Verwendung von Antibiotika als Leistungsförderer werden neben z.B. organischen Säuren und Prebiotika zunehmend Probiotika als potentieller Ersatz im Großtierbereich diskutiert. Die in der Humanernährung seit längerem eingesetzten probiotischen Keime zeigen bereits positive Effekte hinsichtlich ihrer Wirksamkeit, unter anderem bei Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes (Heyman, 2000; Marteau et al., 2001; Ouwehand et al., 2002; Resta-Lenert und Barrett, 2003).
Um die möglichen positiven Effekte zu objektivieren, ist es essentiell, die genauen Wirkmechanismen der probiotischen Mikroorganismen zu untersuchen. Ist es beispielsweise beim Schwein durch die Supplementierung von Probiotika möglich, das Auftreten von Durchfallerkrankungen bei Absatzferkeln zu reduzieren oder eine Steigerung der Aufnahme an Nährstoffen aus dem Darm zu bewirken? Kann die mikrobielle Darmflora beeinflusst werden? Zeigen sich durch die Supplementierung mit Probiotika immunologische Veränderungen des darmeigenen Immunsystems?
Mit diesen Fragen befasst sich zurzeit ein interdisziplinäres Projekt, welches die veterinärmedizinischen Institute Physiologie, Anatomie, Biochemie, Tierernährung, Mikrobiologie und Immunologie der Freien Universität Berlin im Rahmen der DFG Forschergruppe (FOR) 438 einbezieht. Der Fokus liegt dabei auf den möglichen Auswirkungen, die durch eine Supplementierung mit Enterococcus (E.) faecium NCIMB 10415 bei Ferkeln unterschiedlicher Lebenstage beobachtet werden können (siehe Kapitel 5.3 Überblick über die Ergebnisse der Forschergruppe FOR 438). Die einzelnen beteiligten Institute untersuchen dabei die Einflussnahme des Probiotikums auf die Stoffwechselaktivität gastrointestinaler Mikrobiota sowie auf die epitheliale Oberflächenintegrität des Darmes (Sharbati, 2010). Darüber hinaus sind die möglichen Veränderungen der immunologischen Verhältnisse (Scharek-Tedin, 2009) sowie der mikrobiellen Besiedlung des Dünndarmes (Klär 2008; Schierack et al., 2007) von Interesse.
Schwerpunkt der eigenen Arbeit als Teilprojekt im Rahmen der DFG Forschergruppe 438 ist die Untersuchung möglicher Effekte des Probiotikums E. faecium NCIMB 10415 auf absorptive und sekretorische Eigenschaften des mittleren Dünndarmes. Konkret steht im Fokus der Untersuchungen, ob E. faecium NCIMB 10415 einen positiven Einfluss auf die Chloridsekretion (als möglicher Parameter der sekretorischen Diarrhöe) haben könnte. Des Weiteren ist von Interesse, ob durch Einsatz des Probiotikums eine Steigerung der Glucoseund Glutaminabsorption und damit eine Erhöhung der Nährstoffaufnahme erreicht werden kann. Darüber hinaus wird die Wirkung des proinflammatorischen Zytokins Interleukin-1 α auf den Natriumabhängigen Glucosetransporter SGLT-1 von Ferkeln untersucht. Dazu werden Ferkel des 14., 28., 31., 35. und 56. Lebenstages mit E. faecium NCIMB 10415 supplementiert (Probiotika-Gruppe) und mit unsupplementierten Tieren (Kontroll-Gruppe) gleichen Alters verglichen. Die beiden unterschiedlich supplementierten Gruppen werden nachfolgend als Fütterungsgruppen bezeichnet. Alle genannten Untersuchungen werden dabei mit der von Ussing und Zerahn (1951) entwickelten Ussing-Kammer-Methode durchgeführt.