Journal Club 11.02.2020

Topinambur und das Mikrobiom im Magen-Darm-Trakt

Supplemente zur Beeinflussung des Mikrobioms wirken auf den gesamten Darmkanal – und das nicht immer positiv.

Die Studie
Ziel eines Fütterungsversuchs mit zwölf ausgewachsenen Pferden war es, den Einfluss von Topinambur auf die Zusammensetzung des Mikrobioms in den verschiedenen Abschnitten des Magen-Darm-Kanals zu untersuchen. Hierzu wurden die Tiere in zwei gleichgroße Gruppen aufgeteilt, von denen die eine zusätzlich zu Heu und Hafer ein Topinambur-Mehl erhielt (0,15 g/kg Körpergewicht pro Tag). Topinambur ist für seinen hohen Gehalt an Fructooligosacchariden und Inulin bekannt. Die Pferde wurden über drei Wochen gefüttert, dann euthanasiert. Das Mikrobiom wurde aus dem Inhalt der verschiedenen Darmabschnitte mittels Amplifikation der V2-V2-Region der 16S rRNA analysiert.

Deutliche Verschiebungen
Durch die Topinambur-Supplementierung stieg der relative Anteil an Laktobazillen auf Kosten der Streptokokken vor allem im Magen der Tiere an. In den hinteren Darmabschnitten kam es ebenfalls zu einem Anstieg der Laktobazillen, aber auch zu einem Rückgang der faserabbauenden Bakterien, insbesondere der Familien Lachnospiraceae und Ruminococcaceae. Lediglich im Blinddarm und im Colon transversum wurde eine Zunahme von Ruminococcus verzeichnet. In der Gesamtschau wurde eine Zunahme der Speziesdiversität in fast allen Abschnitten des Darmkanals nachgewiesen.

Fazit
Die Studie zeigt eindeutig, dass eine Supplementierung mit Topinambur-Mehl das Mikrobiom im gesamten Magen- Darm-Trakt beeinflusst. Unerwartet für die Autoren war, dass der Einfluss auf die vorderen Darmabschnitte größer war als auf die hinteren. Gerade die Verschiebung im Magen hin zu Laktobazillen könnte schädlich sein, da diese die Produktion kurzkettiger Fettsäuren ankurbeln und damit den pH-Wert senken können. Bei den Topinambur-gefütterten Pferden dieser Studie, die über drei Wochen supplementiert wurden, traten keine klinischen gastrointestinalen Störungen oder pathologischen Veränderungen auf. Doch wird eindeutig nachgewiesen, dass Topinambur in der Lage ist, ein gesundes Mikrobiom aus dem Gleichgewicht zu bringen. Um negative und positive Effekte eines veränderten Gleichgewichts weiter evidenzbasiert zu belegen, werden Studien mit Pferden unterschiedlichen Alters und Rassen unter diversen physiologischen Stressfaktoren benötigt. Versuche mit dafür benötigter invasiver Probennahme aus der Schleimhaut des Magen-Darm-Trakts (Kotproben sind hier weitestgehend ungeeignet) sind oft ethisch limitiert.
CHRISTIANE FETZER

Originalpublikation: Glatter M, Borewicz K, van den Bogert B, Wensch-Dorendorf M, Bochnia M, Greef JM et al. (2019): Modification of the equine gastrointestinal microbiota by Jerusalem artichoke meal supplementation. PLoS One 14(8): e0220553.
DOI 10.1371/journal.pone.0220553.

Präbiotika für Pferde
Der Praktische Tierarzt hat Autorin Annette Zeyner sowie Gerald Fritz Schusser, dessen Arbeiten zum Präbiotikum Topinambur auch in Der Praktische Tierarzt veröffentlicht wurden, um eine Einordnung der Studie gebeten.

Welche Wirkung hat Topinambur im Magen-Darm-Trakt?
»»Zeyner, Schusser: Der positiven Wirkung präbiotischer Dosierungen von Fructooligosacchariden und Inulin auf die Mikrobiota im Dickdarm von Pferden – wie einer Erhöhung der bakteriellen Diversität (Glatter et al. 2019; doi.org/10.1371/journal. pone.0220553) – stehen bei Einsatz des Präbiotikums in ungeschützter Form kritische Aspekte gegenüber, nämlich dass vor allem im Magen bereits ein teilweiser Abbau (Bachmann et al. 2019; doi: 10.1016/j. livesci.2019.02.015) und eine verstärkte Bildung organischer Säuren stattfindet (Glatter et al. 2016; ISSN: 2572-5459; http://www.imedpub.com) mit möglichen negativen Folgen für die Integrität der Magenschleimhaut (Cehak et al. 2019; doi.org/10.1016/j. rvsc.2019.04.008).

In der Studie wurde Topinambur- Mehl verwendet. Welche Rolle spielt die Galenik?
»»Zeyner, Schusser: Eine galenische Behandlung des Präbiotikums könnte die wichtigen Inhaltsstoffe des beschriebenen Präbiotikums während der Passage durch den vorderen Verdauungstrakt schützen, damit diese wirksamen Inhaltsstoffe des Präbiotikums im Dickdarm die dortige intestinale Mikrobiota noch besser unterstützen.

In welchen Fällen empfehlen Sie ein Präbiotikum?
»»Schusser: Die Indikation der Verabreichung eines Präbiotikums ist bei Pferden mit Durchfall, der kurz nach einer Applikation eines Antibiotikums oder Sulfonamids entstanden ist. Pferde mit einer akuten Kolitis, sofern diese keine sekundäre Magendilatation infolge paralytischen Ileus haben, sollten ebenfalls das Präbiotikum bekommen, da nach den Untersuchungen von Graneß et al. (2018; doi: 10.2376/0005-9366-17051) nach 24 Stunden post applicationem die Konsistenz des Kotes schon zugenommen hat. Gemäß internationaler Literatur besteht eine Indikation einer Verabreichung eines Präbiotikums während jeder Antibiotika- oder Sulfonamidgabe, damit die intestinale Mikrobiota nicht beeinträchtigt wird. Grundsätzlich ist das Präbiotikum während oder am Beginn der Fütterung zu verabreichen!