Sporenbildende Bakterien und sporenbasierte Probiotika

Einige Bakterien können eine sogenannte Endospore um sich herum bilden, eine besondere Schutzhülle. In der Spore können die Bakterien für lange Zeit in lebensfeindlichen Umgebungen überleben. Manche dieser sporenbildenden Bakterien sind weit verbreitete Krankheitserreger, die zum Beispiel Tetanus und Lebensmittelvergiftungen verursachen können. Andere sind ein gesundheitsfördernder Teil der Darmflora oder kommen sogar in probiotischen Nahrungsergänzungsmitteln vor.

Sporenbildende Bakterien im Überblick

• Sporenbildende Bakterien sind in der Lage, eine schützende Hülle um sich herum zu bilden, eine sogenannte Endospore.
• Wenn sie sich in der Endospore befinden, sind die Bakterien inaktiv und können in lebensfeindlichen Umgebungen sehr lange überleben.
• Gesundheitsförderliche sporenbildende Bakterien werden in Probiotika genutzt. Dank Ihrer Sporen gelangen sie unbeschadet durch die Magensäure und werden in der Darmflora aktiv.
• Manche sporenbildenden Bakterien lösen Krankheiten aus, zum Beispiel Tetanus, Gasbrand, Botulismus und Lebensmittelvergiftungen.

Was sind sporenbildende Bakterien?

Einige Bakterien können eine schützende Hülle um sich herum bilden, eine sogenannte Endospore. In den Endosporen gehen die Bakterien in einen inaktiven Zustand über, eine Art Schlafzustand. Erst wenn die Bedingungen um das Bakterium herum wieder lebensfreundlicher sind, baut sich die Hülle ab und das Bakterium wird wieder aktiv ^[1].

Auf diese Weise sind die sporenbildenden Bakterien in der Lage, in lebensfeindlichen Umgebungen zu überleben. Sie überstehen extreme Temperaturen, Trockenheit, Nährstoffmangel und auch das saure Milieu des Magens.

Welche Bakterien können Sporen bilden?

Es gibt viele verschiedene Arten von Bakterien, die Sporen bilden. Viele von ihnen gehören einer der beiden Gattungen Bacillus und Clostridium an.

Dass ein Bakterium sporenbildend ist, ist für uns Menschen erst einmal weder gut noch schlecht. Es gibt sporenbildende Bakterien, die Krankheiten verursachen, aber auch solche, die einen gesundheitsförderlichen Teil der Darmflora darstellen.

Sporenbasierte Probiotika

Sporenbildende Bakterien werden seit kurzem auch in probiotischen Präparaten genutzt, also in Nahrungsergänzungsmitteln, die lebende Bakterienkulturen enthalten. Die Idee hinter diesen sporenbasierte Probiotika: Die Endosporen, die die Bakterien umgeben, helfen ihnen dabei, sicher durch die Magensäure zu gelangen. So kommen mehr Bakterien lebend im Darm an und können dort aktiv werden.

Generell sollen Probiotika und probiotische Lebensmittel das Mikrobiom im Darm mit zusätzlichen Darmbakterien unterstützen, die wiederum das Wachstum anderer gesundheitsförderlicher Bakterien fördern. Probiotika werden zum Beispiel oft empfohlen, um nach einer Antibiotika-Therapie die Darmflora wieder aufzubauen.

Wie genau sich die sporenbildenden Bakterien auswirken, wird noch erforscht. Eine Studie zeigte, dass die Behandlung mit sporenbildenden Probiotika die Vielfalt der Darmflora erhöhen kann, was als förderlich für die Darmgesundheit gilt ^[2]. In einer anderen Untersuchung halfen sporenbildende Bakterien der Gattung Bacillus bei Dyspepsie, also bei funktionellen chronischen Beschwerden im Oberbauch ^[3].

Zum Stand der Forschung: Die Forschung zu den probiotischen sporenbildenden Bakterien ist noch recht am Anfang. Die Quellen, die wir hier angeben, sind meistens zwar qualitativ hochwertige, aber recht kleine Studien. Systematische Reviews oder Metaanalysen – also Übersichtsstudien, die den Stand der Forschung zusammenfassen – haben wir zum Thema nicht gefunden.

Arten von probiotischen sporenbildende Bakterien

Einige Arten von probiotischen sporenbildenden Bakterien wurden auch bereits näher untersucht. Hier finden Sie Beispiele dafür, was erste Studien ergeben haben:

Bacillus clausii ist mit am besten untersucht. Studien legen zum Beispiel nahe, dass Präparate mit dem sporenbildenden Bakterium gegen Durchfall helfen und das Immunsystem im Darm stärken könnten ^[4], ^[5].

Bacillus coagulans war in einer Studie wirksam bei Blähungen und vermehrter Gasbildung im Darm ^[6].

Bacillus subtilis konnte in kleinen Studien Magen-Darm-Beschwerden besser lindern als ein Placebo ^[7]. Eine andere Untersuchung legt nahe, dass B. subtilis entzündungshemmend wirken und das Immunsystem unterstützen kann ^[8].

Clostridium butyricum wurde in einer Studie an Menschen betrachtet, die nach einer Therapie mit Antibiotika oder Protonenpumpenhemmern eine Dysbiose der Darmflora entwickelt hatten. C. butyricum konnte dieses Ungleichgewicht der Darmbakterien teilweise wieder ausgleichen ^[9].

Sporenbildende Bakterien als Krankheitserreger

Neben Viren und Parasiten gehören Bakterien zu den typischen Krankheitserregern. Darunter finden sich auch sporenbildende Bakterien. In einigen Fällen lösen die Bakterien selbst Krankheiten aus und vermehren sich im Darm. Manchmal sind es aber auch die abgestoßenen Endosporen, die giftig sind und für Beschwerden sorgen.

Zu den Krankheiten, die von sporenbildenden Bakterien oder ihren Sporen verursacht werden, gehören Wundinfektionen wie Tetanus und Gasbrand sowie Botulismus und andere Lebensmittelvergiftungen. Außerdem gibt es Bakterien wie Clostridium difficile, die sich oft nach einer Antibiotika-Therapie stark im Darm ausbreiten und Durchfall verursachen.

Im nächsten Abschnitt stellen wir einige der Infektionen näher vor und erklären, wie Sie ihnen vorbeugen können ^[1].

Tetanus

Tetanus, auch Wundstarrkrampf genannt, wird durch das sporenbildende Bakterium Clostridium tetani verursacht. Aufgrund seiner Endosporen überlebt C. tetani lange im Erdreich oder im Kot von Tieren. Wenn Menschen sich Verletzungen zufügen, können die Bakterien in die Wunden gelangen und dort aktiv werden. Der Wundstarrkrampf, der dadurch entsteht, ist ein medizinischer Notfall, der tödlich enden kann.

Tetanus verhindern: Der beste Schutz vor Tetanus ist die passende Impfung. Der Impfschutz gegen Tetanus hält lange, er muss nur rund alle zehn Jahre erneuert werden. Wenn Sie nicht wissen, wie Ihr Impfstatus ist, empfiehlt es sich, sich nach bestimmten Verletzungen schnell impfen zu lassen, um eine Infektion der Wunde zu vermeiden.

Gasbrand

Clostridium prefringens kann, ähnlich wie Tetanus, Wunden infizieren und so Gasbrand auslösen. Das geschieht vor allem bei tiefen, stark verschmutzten Wunden. In der Wunde entsteht viel Gas, sie schwillt an, verfärbt sich und gibt ein übelriechendes Sekret ab. Es kann auch vorkommen, dass Druck auf die Wunde zu knisternden Geräuschen führt. Außerdem nimmt der Schmerz an der betroffenen Stelle meist plötzlich zu.

Gasbrand ist heute sehr selten. Die Infektion kann zu Organversagen führen und verläuft in 50 Prozent der Fälle tödlich, wenn sie nicht ärztlich behandelt wird.

Gasbrand verhindern: Größere Wunden sollten Sie immer ärztlich versorgen lassen. Reinigen und desinfizieren Sie auch kleinere Wunden und gehen Sie zum Arzt, wenn eine Wunde sich verfärbt, anschwillt, auffällig riecht oder Sekret abgibt.

Botulismus

Wenn sich das sporenbildende Bakterium Clostridium botulinum stark vermehrt, entstehen dabei starke Giftstoffe, sogenannte Botulinum-Neurotoxine. Das passiert nur unter bestimmten Bedingungen, zum Beispiel, wenn Lebensmittel konserviert und dabei nicht ausreichend erhitzt werden. C. botulinum kann sich zum Beispiel in Gemüse- und Fleischkonserven vermehren oder auch in Gemüse, das in Öl eingelegt wird. Das gilt in der Regel nur für Fälle, in denen Privatleute Lebensmittel konservieren – in der Lebensmittelindustrie müssen die Speisen entsprechend erhitzt werden.

Botulismus kann Beschwerden wie Sehstörungen, Sprech- und Schluckstörungen sowie Lähmungen der Atemmuskulatur auslösen. Die Vergiftung kann tödlich sein, bei verdächtigen Symptomen sollten Sie sich in die Notaufnahme begeben ^[10].

Botulismus verhindern: Achten Sie beim Konservieren von Lebensmitteln besonders auf die Hygiene und erhitzen Sie die Lebensmittel ausreichend vor dem Einwecken. Wenn sich in Konservendosen der Deckel wölbt, schmeißen Sie sie weg und verzehren Sie sie auf keinen Fall. Säuglinge sollten keinen Honig verzehren, da sich darin kleine Mengen von Botulinumtoxinen befinden können, die für Erwachsene harmlos sind.

Wie häufig ist Botulismus? Die Infektion ist in Europa sehr selten geworden. In Deutschland werden jährlich weniger als zehn Fälle von Botulismus gemeldet. ^[10].

Lebensmittelvergiftungen

Lebensmittelvergiftungen können von vielen verschiedenen Erregern ausgelöst werden, zu denen neben Bakterien auch Viren, Parasiten und Schimmelpilze gehören.

Das sporenbildende Bakterium Bacillus cereus ist einer der häufigsten Auslöser von Lebensmittelvergiftungen. Es kann in verunreinigtem Fleisch, Milchprodukten und Gemüse stecken und verursacht Übelkeit, Erbrechen und teilweise blutigen oder schleimigen Durchfall.

Clostridium perfringens wiederum ist Teil der gesunden Darmflora. Wenn Sie aber mit dem Bakterium verunreinigte Lebensmittel zu sich nehmen, kann es zu einer Überbesiedlung mit C. perfringens im Darm kommen. Die Folge: Bauchkrämpfe und wässriger Durchfall ^[1].

Lebensmittelvergiftungen verhindern: Um vorzubeugen, achten Sie beim Kochen und Essen auf Hygiene. Waschen Sie Obst und Gemüse. Achten Sie bei leicht verderblichen Lebensmitteln wie Eiern, Hackfleisch und Geflügel auf das Verfallsdatum. Essen Sie generell nichts, was seltsam riecht, aussieht oder schmeckt.

Quellen

^[1] M. Basta und P. Annamaraju, „Bacterial Spores“, in StatPearls, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2024. Zugegriffen: 25. Januar 2024. ^[Online]. Verfügbar unter: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK556071/

^[2] M. Marzorati, P. Van den Abbeele, S. Bubeck, T. Bayne, K. Krishnan, und A. Young, „Treatment with a spore-based probiotic containing five strains of Bacillus induced changes in the metabolic activity and community composition of the gut microbiota in a SHIME® model of the human gastrointestinal system“, Food Res Int, Bd. 149, S. 110676, Nov. 2021, doi: 10.1016/j.foodres.2021.110676.

^[3] L. Wauters u. a., „Efficacy and safety of spore-forming probiotics in the treatment of functional dyspepsia: a pilot randomised, double-blind, placebo-controlled trial“, The Lancet Gastroenterology & Hepatology, Bd. 6, Nr. 10, S. 784–792, Okt. 2021, doi: 10.1016/S2468-1253(21)00226-0.

^[4] A. Kharwar, M. R. Bazaz, und M. P. Dandekar, „Quantitative and qualitative characterization of commercially available oral suspension of probiotic products containing Bacillus Clausii spores“, BMC Microbiol, Bd. 22, Nr. 1, S. 217, Sep. 2022, doi: 10.1186/s12866-022-02631-w.

^[5] C. P. Acosta-Rodríguez-Bueno, A. T. Abreu y Abreu, F. Guarner, M. J. V. Guno, E. Pehlivanoğlu, und M. Perez, „Bacillus clausii for Gastrointestinal Disorders: A Narrative Literature Review“, Adv Ther, Bd. 39, Nr. 11, S. 4854–4874, 2022, doi: 10.1007/s12325-022-02285-0.

^[6] M. Majeed, K. Nagabhushanam, S. Paulose, S. Arumugam, und L. Mundkur, „The effects of Bacillus coagulans MTCC 5856 on functional gas and bloating in adults: A randomized, double-blind, placebo-controlled study“, Medicine, Bd. 102, Nr. 9, S. e33109, März 2023, doi: 10.1097/MD.0000000000033109.

^[7] S. M. Garvey, E. Mah, T. M. Blonquist, V. N. Kaden, und J. L. Spears, „The probiotic Bacillus subtilis BS50 decreases gastrointestinal symptoms in healthy adults: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial“, Gut Microbes, Bd. 14, Nr. 1, S. 2122668, 2022, doi: 10.1080/19490976.2022.2122668.

^[8] K. E. Freedman u. a., „Examining the Gastrointestinal and Immunomodulatory Effects of the Novel Probiotic Bacillus subtilis DE111“, International Journal of Molecular Sciences, Bd. 22, Nr. 5, Art. Nr. 5, Jan. 2021, doi: 10.3390/ijms22052453.

^[9] Y. Tomita u. a., „Clostridium butyricum therapy restores the decreased efficacy of immune checkpoint blockade in lung cancer patients receiving proton pump inhibitors“, Oncoimmunology, Bd. 11, Nr. 1, S. 2081010, 2022, doi: 10.1080/2162402X.2022.2081010.

^[10] „Selten, aber vermeidbar: Fragen und Antworten zum Botulismus - BfR“. Zugegriffen: 1. Februar 2024. ^[Online]. Verfügbar unter: https://www.bfr.bund.de/de/selten__aber_vermeidbar__fragen_und_antworten_zum_botulismus-70355.html