Leseprobe: DHZ 03/2019
Immunbiologie des Stillens

»Lehrplan« für das Immunsystem

Aus der Muttermilch und durch den Hautkontakt beim Stillen bekommt der Säugling Immunzellen von der Mutter, deren Milch sich immer den aktuellen Herausforderungen anpasst. Die Entwicklung des kindlichen Darms beeinflusst auch die Gehirnreifung und die Gesundheit fürs spätere Leben. Wie wirken diese Schutz- und Steuerungsmechanismen? Erika Nehlsen, Insa Schulz-Ruhtenberg
  • » Viele der Immunhelfer aus der Muttermilch schützen nicht nur, während sie aktuell im kindlichen Körper wirken, sondern sie stellen auch einen Lehrplan dar, an dem sich das Immunsystem weiterentwickelt. «

Das unreife, unerfahrene Immunsystem des Kindes ist ab der Geburt allen gefährlichen Keimen des Umfeldes ausgesetzt. Es bekommt Unterstützung von vielen aktiven Immunzellen durch das Kolostrum, das bereits ab dem zweiten Trimenon der Schwangerschaft gebildet wird. Kolostrum gibt dem Neugeborenen eine Grundimmunisierung auf alle Keime aus dem Umfeld der Mutter, mit denen diese im Verlauf der Schwangerschaft und teilweise noch davor in Kontakt gekommen ist. 70 % des gesamten Zellanteils von 10.000 bis 13 Millionen Zellen in jedem Milliliter Kolostrum sind Immunzellen (IZ).

Außerdem werden über die Gedächtniszellen »Anleitungen« zur gezielten Bekämpfung schädlicher Keime geliefert. Dieser Schutz des Kindes beginnt direkt mit dem ersten Anlegen. Gleichzeitig werden dem Kind zusätzliche nützliche Keime über die Milch und die Haut von Mamille und Areola mitgeliefert. Verschiedene Inhaltsstoffe der Muttermilch unterstützen die Besiedelung, das Wachstum und die Ausbreitung dieser nützlichen Keime.

Dadurch wird pathogenen Keimen kein Raum gelassen und der Darm des Neugeborenen vor Infektionen geschützt. Die unreife kindliche Darmbarriere wird durch Auskleidung des Darms mit mütterlichen Immunzellen, Antikörpern und Reifungsstoffen in ihrer Funktion und Reifung gefördert.

 

Immunzellen in der Muttermilch

 

  • Im Kolostrum kommen Immunzellen (IZ) in anderen Mengenverhältnissen vor als im Blut der Mutter – eine spezielle Auswahl der IZ geht in die Milch (Makrophagen 40–50 %, Granulozyten 40–50 %), Lymphozyten 5–10 %, davon 83 % T-Zellen, 4–6 % B-Zellen).
  • Bei gesunder Mutter-Kind-Dyade gelangen bei reifen Kindern nach der zweiten Woche post partum kaum noch IZ in die Muttermilch
  • Ausschließlich gestillte Kinder trinken durchschnittlich 760 ml/Tag, das sind Tausende bis Millionen IZ.
  • Der Basislevel der IZ/ml Milch ist höher bei ausschließlichem

 

Kritisches Zeitfenster rund um die Geburt

 

Die Muttermilch-vermittelte Reifung des Neugeborenen-Immunsystems wird indirekt durch den Einfluss auf die Darm-Microbiota-Zusammensetzung und direkt durch die Auswirkungen der Muttermilchinhaltsstoffe auf die Darmepithelzellen und die dendritischen Zellfunktionen bewirkt.

Der Darm, das »zweite Gehirn«, ist wichtig für die Gesundheit. Die physiologische Entwicklung der Darmwand (Diffusionsbarriere) und die Besiedelung des Darms mit einem günstigen Mikrobiom sind sehr störungsanfällig.

Mikrobielle DNA stellt über 90 % des genetischen Materials im Körper und beeinflusst die Gesundheit. Diese Mikroorganismen leben mit uns in Symbiose und helfen zum Beispiel, Schwermetalle zu binden, oder hindern Parasiten daran, sich auszubreiten. Die Microbiota nimmt Einfluss darauf, wie sich das Immunsystem des Körpers langfristig entwickelt, mit welchen Viren und Pilzen wir gesundheitsneutral in Symbiose leben, ob wir orale Toleranz für unsere Nahrungsmittel entwickeln können (Ipci 2016) und wie die Reifung des Gehirns verläuft (Hoban 2016). Stillen beeinflusst die Immunantwort noch lange nach dem Abstillen.

Die Erstbesiedelung des kindlichen Körpers sollte mit Keimen aus dem mütterlichen Spektrum sein. Ein besonders kritisches Zeitfenster liegt rund um die Geburt. Eine vaginale Geburt mit ausreichend ungestörtem Bonding im Haut-zu-Haut-Kontakt und anschließendem Stillen nach Bedarf ist daher Voraussetzung für die optimale Entwicklung des kindlichen Immunsystems. Zu dieser Zeit werden die Weichen für die gesundheitliche Zukunft des Kindes gestellt.

Es gibt ein ganzes Arsenal an Schutzmechanismen in der Muttermilch. Viele dieser Immunhelfer schützen nicht nur, während sie aktuell im kindlichen Körper wirken, sondern sie stellen auch einen Lehrplan dar, an dem sich das Immunsystem weiterentwickelt. Die Konzentration der meisten Immunfaktoren ist am höchsten im Kolostrum. Sie nimmt ab während der etablierten Laktation. So sind etliche Cytokine, Chemokine, Wachstumsfaktoren und Immunglobuline mit anti-infektiöser, entzündungshemmender und immunmodulierender Wirkung im Kolostrum deutlich höher als in reifer Milch. Während immunmodulierende Kaseine im Verlauf der Stillzeit zunehmen. Etliche Abwehrstoffe in der Muttermilch steigen ab dem sechsten Lebensmonat wieder an und erreichen in der Entwöhnungsphase gegen Ende des zweiten Lebensjahres teilweise Werte wie im Kolostrum (Lawrence 2016).

Schutzmechanismen in der Muttermilch (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

  • Immunzellen der Muttermilch: Übertragung von direktem Schutz und Programmierung des Immunsystems.
  • Makrophagen, Monozyten, Neutrophile sowie B- und T-Lymphozyten behindern und/oder zerstören Bakterien und Viren.
  • Makrophagen im Muttermilch-Milieu haben außerdem Cortison-ähnliche Wirkung und verhüten Entzündungsreaktionen.
  • ILCs (Innate Lymphoid Cells) beeinflussen Darmreife, Immunentwicklung, Autoimmunität, Aufrechterhaltung des balancierten Funktionszustandes lebenswichtiger Organe und Homöostase (Klose 2014).
  • a-Lactalbumin und Fragmente davon senken den Blutdruck, reifen die Lungenzellen, modulieren die Immunreaktion: direkter Einfluss auf die B-Lymphozytenfunktion, unterdrückt T-Zell-abhängige und T-Zell-unabhängige Reaktionen.
  • HAMLET (Human a-Lactalbumin Made Lethal to Tumourcells) wirkt gegen Infektionen, vernichtet Krebszellen, lässt resistente Keime wieder auf gängige Antibiotika reagieren
  • Lactoferrin entzieht pathogenen Bakterien und Pilzen das nötige Eisen zum Wachstum und setzt ein bakterizides Peptid frei, zudem fördert es Wachstum und Reifung von Erythrozyten wenn es mit Eisen gesättigt ist und von Lymphozyten, wenn es nicht mit Eisen gesättigt ist, erkennt und vernichtet Krebszellen, verhütet Metastasen (siehe Seite 14ff.).
  • sIgA (sekretorisches Immunglobulin A) wirkt gegen Bakterien, Viren, Toxine, aktiviert die Komplement-Reaktion, trägt zur oralen Toleranz bei.
  • Nukleotide sind erforderlich für den schnellen Aufbau des kindlichen Immunsystems direkt nach der Geburt, ausgelöst durch den Kontakt mit Mikroben unter der Geburt.
  • Haptocorrin (Vitamin B12-Bindungsprotein) macht Vitamin B12 für schädliche Organismen unzugänglich.
  • Lysozyme sind aktiv gegen bestimmte Gram-negative und Gram-positive Bakterien.
  • Prolaktin moduliert die Reifung des Immunsystems, unterstützt die Entwicklung und Differenzierung von B- und T-Lymphozyten und beeinflusst die Entwicklung des GALT (Darm-assoziiertes Lymphgewebe).
  • Oxytocin wirkt als Immunmodulator für die gesunde Hirnentwicklung.
  • Wachstumsfaktoren regeln die gesunde Organentwicklung, unterstützen die Regeneration nach Erkrankungen.
  • Viele weitere Molkeneiweiße und Kaseine haben antimikrobielle und immunmodulatorische Funktionen.
  • Die Fetttröpfchen in der Muttermilch bringen eine Spezialausrüstung mit: Spezielle Human-Milchfettglobulin-Antikörper auf ihrer Oberfläche binden Rota- und andere Viren, und verhindern so ihre Ausbreitung.
  • Die kurzkettigen Fette aus dem Inneren des Tröpfchens aktivieren die Rezeptoren der T-reg Zellen und Gene der symbiotischen Bakterien, die dann die Tight Junctions (Diffusionsbarriere) der Darmzellen regeln und so entzündungshemmend wirken. Das ist der Mechanismus, der das Leaky Gut Syndrom mit all seinen Folgen verhindert.
  • Viele der freien Fettsäuren in der Muttermilch sind antimikrobiell aktiv und zerstören Parasiten wie Lamblien und Viren mit Hülle.
  • Micro-RNA sind reichlich in den Exosomen der Muttermilch enthalten, können kindliche RNA überschreiben, modulieren das Immunsystem.
  • HMO (Human Milk Oligosaccharide) ernähren eine Auswahl gezielter Bakterien, die sogenannte Bifidusflora für die Besiedelung des Darms und aller sekretorischen Organe (gesunde Funktionalität). HMO sind hochindividuell in Abhängigkeit von Blutgruppenfaktoren und Lebensumfeld der Mutter, strukturell einzigartig in ihrer Vielfalt (bis zu 200 verschiedene). Sie bilden in Zusammenarbeit mit der »richtigen« Microbiota Bausteine für gesunden Hirnaufbau und -reifung, Darm, Immunsystem (einige sind antibiotisch).
  • Microbiom: Bakterien werden gezielt in den Immunzellen der Muttermilch transportiert und interagieren im Organismus des Kindes mit anderen Immunkomponenten der Milch und den Darmzellen des Kindes bei der Herstellung von Botenstoffen und der Programmierung des Immunsystems.

 

Dynamischer Schutz

 

Dynamischer Schutz bedeutet: Anpassung an die aktuelle Gesundheitssituation von Mutter und Kind. Stillen verlängert den Nestschutz und bietet zusätzlich einen Vorteil, der vielleicht noch nicht so bekannt ist: In der Realität des Lebens bleibt es nicht aus, dass Mutter und Kind auch mal getrennt sind, etwa wenn ein Frühgeborenes auf die Neonatologie muss oder ein reifes Stillkind in die Kita. In dem Fall kommt das unreife Abwehrsystem des Kindes zwangsläufig mit einem fremden Keimspektrum in Kontakt. Wenn Mutter und Kind sich zum Stillen wiedertreffen (auch ohne Milchübertragung bei Frühgeborenen!), »impft« das Kind seine Mutter mit den ihr fremden Keimen. Die Keime gelangen direkt in die Brust. Das mütterliche System reagiert schneller und erfahrener als das kindliche und gibt mit der Milch die Reaktion in Form von gezielten Immunzellen und Abwehrstoffen weiter. Dabei steigt die Menge an IZ in der Milch rapide an, auch Makrophagen, TNF, Lactoferrin, sIgA. Voraussetzung für diesen Vorgang ist direkter Mund-Brust-Kontakt! Mechanische Barrieren wie Stillhütchen oder ausschließliches Pumpen ohne Mund-Brust-Kontakt verhindern den Keimaustausch.

Die Mutter-Kind-Interaktion des Stillens steuert die Zusammensetzung der Muttermilch in Anpassung an die aktuelle Situation. Wenn ein Kind erkrankt ist, wird es von der Mutter vermehrt gestillt, um es zu trösten, zur Schmerzlinderung und bei Fieber auch, um den Durst zu stillen. Dabei überträgt es die Flora, Körpertemperatur und wahrscheinlich auch chemische Botenstoffe aus dem Mund-Nasen-Rachenraum auf die Brust, die als aktives immunologisches Organ bei den nächsten Stillmahlzeiten vermehrt Abwehrstoffe mit der Milch an das Kind abgibt. Wenn die Mutter krank wird, erhöhen sich ebenfalls die Abwehrstoffe der Milch, um das stillende Kind zu schützen.

Der aktuelle Forschungsstand geht davon aus, dass die Inhaltsstoffe der Muttermilch mit den kindlichen Zellen in Interaktion treten und so langfristig die Gesundheit beeinflussen. Die Ausprägung des genetischen Potenzials des Kindes hängt davon ab, dass bestimmte Triggerfaktoren eine Entwicklung anstoßen. Die Inhaltsstoffe der Muttermilch lenken die Entwicklung in physiologische Bahnen. Fehlfunktionen und Autoimmungeschehen, auch im späteren Leben, nehmen hier ihren Anfang.

Für einige Immunsystem-abhängige Erkrankungen ist bekannt, dass die initiale, durch Stillen unterstützte, physiologische Microbiota epigenetisch die Krankheitsentstehung unterdrückt. Das gilt etwa für Allergien, Asthma, chronisch entzündliche Darmerkrankungen, Diabetes mellitus I und Adipositas. Dieser Prozess ist Dosis-abhängig. Längeres und möglichst ausschließliches Stillen reduziert das Risiko der Erkrankungen. Die Gesundheit des ganzen späteren Lebens wird also durch die initiale Manifestation der Immunreaktion mitbestimmt.

Krebs im Kindesalter ist bei gestillten Kindern seltener, besonders Leukämien und Lymphome. Das hat auch mit den Inhaltsstoffen der Muttermilch zu tun. Zum einen sind in der Milch pluripotente Stammzellen enthalten, die die richtige Entwicklung der Gewebe steuern und mögliche Verletzungen reparieren. Zum anderen gibt es Mechanismen, die Krebszellen direkt bekämpfen.

Der Darm mit Microbiota und das Gehirn stehen in ständigem Austausch. Mit der gesunden Entwicklung des Gehirns eng verbunden sind der spätere IQ und auch die neurologischen Regelkreise, das persönliche Temperament und soziale Fähigkeiten. Durch nützliche Bakterien im Gehirn und vermehrte Oxytocin-Freisetzung beim Kind durch Stillen können Erkrankungen wie Depressionen, Autismus, Schizophrenie und ADHS reduziert werden. Einige dieser Effekte können sogar epigenetisch an die nächsten Generationen weitergegeben werden.

Das Immunsystem des Neugeborenen funktioniert nur dann richtig, wenn es mit den durch Stillen gesteuerten Komponenten der Muttermilch interagieren kann und komplettiert wird. Immunmodulierende Faktoren, diätetische Komponenten und Immunglobuline der Muttermilch stimulieren die Reifung des kindlichen Immunsystems, das dann nach dem Abstillen autonom funktionieren kann.

 

Wie ein Schutzanstrich

 

Der Darm ist das empfindlichste Organ des Neugeborenen, er ist für Mikro­organismen und Fremdeiweiße leicht durchdringlich. In der Zeit ungenügender eigenständiger Immunreaktion geben IZ und weitere Inhaltsstoffe der Muttermilch direkten Schutz vor Infektionen. Kolostrum und Muttermilch kleiden den Darm aus wie eine Tapete oder ein Schutzanstrich. Wachstums- und Reifungsfaktoren sowie sIgA in Zusammenarbeit mit der Microbiota »erziehen« den Darm. Sie steuern die Nährstoffaufnahme, induzieren die orale Toleranz, unterstützen das Wachstum des Bürstensaumes und festigen die Darmbarriere. So lernt der Darm, nützliche Bakterien und Fremdstoffe entzündungsfrei zu tolerieren und schädliche Erreger und Stoffe abzuwehren

Muttermilch stellt nicht nur einen individuell angepassten Akut-Infektionsschutz, sondern auch eine Entwicklungssteuerung dar: Alle Inhaltstoffe haben spezielle Funktionen zur Unterstützung oder Reifung der Organentwicklung des Kindes. Geburt und frühe Ernährung sind wichtige Zeitfenster genetischer und funktionaler Entwicklung der menschlichen Evolution. Durch Eingriffe provozieren wir epigenetische Entwicklungsänderungen. Veränderte Gen-Expressionen erhöhen das Risiko für die Kinder, an Infektionen, metabolischen, neurologischen, psychischen und/oder Autoimmunerkrankungen zu leiden.

 

Abbildung 3: Die Mutter-Kind-Interaktion des Stillens steuert die Zusammensetzung der Muttermilch und umgekehrt.

 

Preterm-Milch

 

Besonderheiten der Milch von Frauen, deren Baby vor der 32. Schwanger­schaftswoche zur Welt gekommen ist:

  • Immunstoffe sind überproportional vorhanden: Lactoferrin, IL-6, TGFb1, TGFb2.
  • Der Eiweißanteil wandelt sich nach rund vier Wochen langsam in reife Muttermilch und ist mit fünf bis sieben Wochen post partum erreicht.
  • Lymphozyten bleiben vermehrt für einige Zeit darüber hinaus.
  • Kolostrum nach extremer Frühgeburt hat noch höhere Konzentrationen relevanter Immunstoffe wie IgA, IL-6, TNF-a, IL-4, IL-17, MCP-1, MIP-1b, IL-5, IL-7, G-CSF (Moles 2015).
  • Stammzellen der Muttermilch, Lactoferrin, Nervenwachstumsfaktoren sowie Erythropoietin unterstützen die Rege­neration des kindlichen Gehirns nach Hirnblutungen (Keller 2019).

Rubrik: 1. Lebensjahr | DHZ 03/2019

Literatur

Allen-Blevins CR, Sela DA, Hinde K: Milk bioactives may manipulate microbes to mediate parent-offspring conflict. Evol Med Public Health 2015. Apr 2; (1): 106–21. doi: 10.1093/emph/eov007

Bode L: Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama. Glycobiology 2012. Sep; 22(9): 1147–1162. Published online 2012 Apr 18. doi: 10.1093/glycob/cws074

Borre YE, O'Keeffe GW, Clarke G, Stanton C, Dinan TG, Cryan JF: Microbiota and neurodevelopmental windows: implications for brain disorders. Trends Mol Med 2014. Sep;20(9):509–18. doi: 10.1016/j.molmed.2014.05.002. Epub 2014 Jun 20
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