Antibiotika stören Darmbakterien und beeinträchtigen die Knochengesundheit
Eine neue Studie über die Nebenwirkungen einer Antibiotikabehandlung zeigt, dass sie die postpubertäre Skelettentwicklung durch Eingriffe in Darmbakterien beeinträchtigen kann.
Die Billionen von Bakterien, die in unserem Körper leben, sind entscheidend für unsere Gesundheit.
Sie unterstützen das Magen-Darm- und Immunsystem.
Sie helfen dem Körper auch, Nährstoffe aus Nahrungsmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln aufzunehmen.
Menschen nennen die „guten“ Bakterien in uns oft „Kommensal“, weil sie in Harmonie zusammenleben, ohne Schaden zu verursachen.
Wir behandeln jedoch häufig die „schlechten“ Mikroben, die Krankheiten verursachen, mit Antibiotika.
Verbindung von Darmmikroben und Skelettgesundheit
Einige Forscher der Medizinischen Universität von South Carolina (MUSC) in Charleston sind auf Osteoimmunologie spezialisiert, die „Schnittstelle zwischen Skelett- und Immunsystem“. Die Wissenschaftler analysierten die Auswirkungen von Antibiotika auf die postpubertäre Skelettentwicklung und veröffentlichten ihre Ergebnisse in Das amerikanische Journal of Pathology.
Die Studie zeigte, dass eine Störung der Darmmikrobiota durch Antibiotika eine entzündungsfördernde Reaktion hervorruft, die zu einer geringeren Knochenresorption führen kann. Dabei setzen Osteoklasten oder große Knochenzellen die Mineralien frei und übertragen sie auf das Blut.
Laut Chad M. Novince, Ph.D. - der den Zusammenhang zwischen Mikrobiom und Skelettgesundheit untersucht - die Studie "führt Antibiotika als kritischen exogenen Modulator der Osteoimmunreaktion von Darmmikrobiota während der postpubertären Skelettentwicklung ein".
Die postpubertäre Entwicklungsphase unterstützt die Akkumulation von etwa 40 Prozent der maximalen Knochenmasse. Frühere Untersuchungen von Novince und seinem Team hatten bereits gezeigt, dass die Darmmikrobiota zur Gesundheit des Skeletts beiträgt.
Um den Einfluss von Antibiotika auf die Darmmikrobiota bei der postpubertären Skelettentwicklung zu bestimmen, führte Novince eine neue Studie durch. Er tat dies in Zusammenarbeit mit dem Mikrobiomwissenschaftler Alexander V. Alekseyenko, Ph.D., Gründungsdirektor des MUSC-Programms für humane Mikrobiomforschung.
Wie Antibiotika Zellen im Knochenmark beeinflussen
Die Wissenschaftler behandelten Mäuse mit einem Cocktail aus drei Antibiotika. Ihre Ergebnisse zeigten, dass eine Antibiotikabehandlung eine Störung der Darmmikrobiota verursachte. Nach diesen Ergebnissen zeigte Novince, dass es auch signifikante Veränderungen am Trabekelknochen gab. Dies ist der schwammige Teil, der für den Stoffwechsel entscheidend ist.
Das empfindliche Gleichgewicht zwischen Knochenresorption durch Osteoklasten und Knochenaufbau durch Osteoblasten steuert den Knochenstoffwechsel.
Das Team stellte fest, dass die Osteoblastenzellen zwar nicht verändert wurden, die Anzahl der Osteoklastenzellen sowie ihre Größe und Aktivität jedoch erhöht waren. Dies beeinflusst den Prozess der Knochenresorption.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Spiegel osteoklastischer Signalmoleküle im Kreislauf der Tiere, die sie mit Antibiotika behandelt hatten, erhöht waren. Diese Ergebnisse führten zu der Annahme, dass eine erhöhte Osteoklastenaktivität das Ergebnis einer spezifischen Immunantwort auf Veränderungen der Mikrobiota sein könnte.
Eine weitere Analyse der Immunzellen im Knochenmark bestätigte diese Theorie und ergab einen signifikanten Anstieg der von Myeloid abgeleiteten Suppressorzellen (MDSCs) von mit Antibiotika behandelten Tieren. MDSCs sind Zellen, die die Immunantwort im Verlauf verschiedener Zustände regulieren.
"Unsere Studie ist tatsächlich in der Lage, spezifische adaptive und angeborene Immunzellmechanismen in der Knochenmarkumgebung zu untersuchen, um zu zeigen, dass es eine Wirkung auf die Knochenzellen gibt."
Studienmitautorin Jessica D. Hathaway-Schrader, Ph.D.
Diese Studie zeigte, dass eine Störung der Darmmikrobiota durch Antibiotika einen signifikanten Einfluss auf die Kommunikation zwischen dem Immunsystem und den Knochenzellen hat. Seine Ergebnisse könnten zu klinischen Studien führen, „die darauf abzielen, die Auswirkungen spezifischer Antibiotika auf das Darmmikrobiom zu bestimmen“.
Ziel der Forschung ist es, die Entwicklung nichtinvasiver therapeutischer Interventionen im Mikrobiom zur Vorbeugung und Behandlung von Skelettverschlechterungen zu unterstützen.
