Neue Hinweise: Wie Lipidemulsionen Leberschäden bei Frühgeborenen verhindern

Frühgeborene müssen unter Umständen parenterale oder intravenös ernährt werden, da ihr gastrointestinales Symstem noch nicht ausgereift ist. Dabei ist aber eine längere parenterale Ernährung mit Komplikationen verbunden: Es kann zur Cholestase und dadurch wiederum zu Leberschäden kommen.

Neue klinische Studien haben gezeigt, dass eine Cholestase bei Frühgeborenen mit einer parenteralen Gabe von Lipidemulsionen verhindert werden kann, also Mischungen aus mehreren Lipidkomponenten. Durch welchen Mechanismus dieser Effekt entsteht, war jedoch bislang unklar.

Eine internationale Arbeitsgruppe hat nun bei zu früh geborenen Ferkeln Hinweise darauf gefunden, dass die Schutzwirkung parenteraler Lipidinfusionen von Veränderungen der Gallensäurespiegel im Darm und des Darmmikrobioms einhergeht. Damit sei diese Studie die erste, die parenterale Lipidinfusionen, das Mikrobiom, den Stoffwechsel und die Gesundheit miteinander verbindet, betonen die Autoren.

„Das Ferkelmodell erlaubt es uns, Lebererkrankungen zu untersuchen, die mit einer parenteralen Ernährung assoziiert sind, wie beispielsweise die Cholestase – und das auf eine klinisch relevante Art und Weise“, erklärt Seniorautor Dr. Douglas Burrin, Professor für Pädiatrie am Baylor College of Medicine. „Wir behandeln zu früh geborenen Ferkel ähnlich wie frühgeborene Kinder im Krankenhaus. Wir untersuchen die Leberfunktion und die Genexpression bei den Ferkeln, um die Physiologie besser zu verstehen.“

Die ursprüngliche Lipidemulsion, die für die parenterale Ernährung von Säuglingen entwickelt wurde, basierte auf einer Komponente: Sojaöl. Sie war rund 45 Jahre lang die einzige parenterale Lipidoption, die für Frühgeborenen verwendet wurde. Obwohl diese Emulsion das Wachstum von Säuglingen unterstützt, waren Ärzte aber besorgt, dass sie an der Entwicklung verschiedener Erkrankungen, einschließlich Lebererkrankungen, beteiligt sein könnte. Dies führte zur Entwicklung neuer Lipidemulsionen mit mehreren Komponenten zur Vorbeugung oder Behandlung von Lebererkrankungen, die mit der parenteralen Ernährung verbunden sind.

Als die ersten Fischöl- und Mehrkomponenten-Lipidemulsionen verfügbar wurden, untersuchten Burrin und seine Kollegen als erste Gruppe ihre metabolischen Wirkungen bei parenteral ernährten Frühgeborenen. Sie veröffentlichten ihre ersten Ergebnisse im Jahr 2014. Die Baylor-Forscher und andere haben gezeigt, dass reines Fischöl und Mehrkomponenten-Lipidformulierungen die Cholestase reduzieren können, die mit einer langfristigen parenteralen Ernährung verbunden ist. Wie dies geschieht, ist jedoch noch nicht vollständig geklärt.

In der aktuellen Studie erweiterten die Forscher ihre ursprünglichen Untersuchungen um den Vergleich zweier zuvor untersuchter Lipidemulsionen: ausschließlich Sojaöl (Intralipid) und eine Kombination aus Soja-, Oliven-, Kokos- und Fischöl (SMOFlipid) sowie eine neue experimentelle Formulierung (EXP). EXP ist SMOFlipid ähnlich, hat als Bestandteile aber auch Docosahexaensäure und Arachidonsäure.

Eine zusätzliche Versuchsgruppe (ENT), die als Referenz verwendet wurde, bestand aus Ferkeln, die mittels einer Sonde mit Säuglingsnahrung gefüttert wurden. Das Experiment dauerte 22 Tage.

Die Forscher bewerteten die Auswirkungen der verschiedenen Lipidemulsionen bei den frühgeborenen Ferkeln durch Messung der Cholestase, der Gallensäurepools im Darm und der Zusammensetzung der Mikrobengemeinschaften im Kolon sowie der Profile der Stoffwechselprodukte oder Metaboliten der Mikroben.

Die Ergebnisse bestätigten, dass Mehrkomponenten-Lipidemulsionen (SMOF und EXP), jedoch nicht Intralipid, eine Cholestase verhindern und den Gallenfluss bei Frühgeborenen wie in der ENT-Gruppe beobachtet wiederherstellen können.

„Einer der wichtigen Befunde ist, dass die Prävention der Cholestase mit der Aufrechterhaltung normaler Gallensäurepools im Darm einherging. Sie waren bei den mit Intralipid behandelten Ferkeln am niedrigsten, nahmen jedoch in den SMOF- und EXP-Gruppen zu und waren mit ENT vergleichbar“, sagte Burrin.

Ein besonders interessanter neuer Befund war, dass eine Cholestase mit Veränderungen des Darmmikrobioms und des Metabolitenprofils verbunden war. „Es ist aufregend, einen so direkten Zusammenhang zwischen Darmbakterien und der Lipidzusammensetzung der parenteralen Ernährung zu sehen“, unterstreicht Erstautor Dr. Lee Call, während der Arbeit an der Studie Doktorand für Translationale Biologie und Molekulare Medizin im Labor von Burrin.

„Zunächst scheint es nicht wahrscheinlich, dass intravenöse Lipide einen großen Einfluss auf das Bakterienwachstum im Darm haben, aber tatsächlich sehen wir, dass eine starke Korrelation zwischen der Art der parenteral verabreichten Lipide und der relativen Häufigkeit bestimmter Gruppen von Darmbakterien besteht. Und es scheint, dass Galle das Verbindungsglied ist“, sagt Call. „Diese Ergebnisse helfen uns, die Auswirkungen der parenteralen Ernährung besser zu verstehen, die häufig eine lebensrettende Behandlung für Frühgeborene darstellt.“ (ac)