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Darm-Leber-Achse – wie der Darm die Leber krank macht

The gut–liver axis: how the gut promotes liver disease

  • Schwerpunkt: Mikrobiom
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Die Innere Medizin Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Die Forschung der letzten zwei Jahrzehnte hat die wichtige Rolle der Darmmikrobiota für Gesundheit und Krankheit, einschließlich chronischer Lebererkrankungen, deutlich gemacht. Darm und Leber kommunizieren über die Pfortader, das biliäre System und Mediatoren im Blutkreislauf („Darm-Leber-Achse“). Die Mikroben im Darm sind an der Aufrechterhaltung der Homöostase in der Leber beteiligt. Andererseits können Veränderungen in der normalen Zusammensetzung oder Vielfalt des Darmmikrobioms – die sogenannte Dysbiose – auch als Quelle für Krankheitserreger und Moleküle dienen, die zum Auftreten oder Fortschreiten chronischer Lebererkrankungen wie der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung beitragen. Durch eine erhöhte Produktion von bakteriellem Ethanol, einen veränderten Gallensäurestoffwechsel, eine veränderte Produktion kurzkettiger Fettsäuren, eine gesteigerte Anzahl von endotoxinhaltigen gramnegativen Bakterien sowie eine erhöhte intestinale Permeabilität beeinflusst eine Dysbiose Stoffwechsel- und Entzündungsprozesse. Die klinische Bedeutung spezifischer Veränderungen des Darmmikrobioms im Zusammenhang mit chronischen Lebererkrankungen ist noch unklar. In dieser Übersichtsarbeit wird erörtert, wie die Darmmikrobiota und ihre Produkte zur Pathogenese von Lebererkrankungen beitragen und wie eine gezielte Manipulation der Darmmikrobiota für therapeutische Ansätze genutzt werden könnte.

Abstract

Research over the last two decades has highlighted the major role played by the gut microbiota in health and disease, including chronic liver diseases. The liver and intestine communicate via the portal vein, biliary system, and mediators in the circulation (gut–liver axis). Microbes in the intestine are involved in the maintenance of liver homeostasis. Conversely, alterations in the normal composition or diversity of the gut microbiome—a condition called dysbiosis—can also serve as a source of pathogens and molecules that contribute to the onset or progression of chronic liver diseases, like non-alcoholic fatty liver disease. Through the increased production of bacteria-derived ethanol, altered bile acid metabolism, altered production of short-chain fatty acids, greater abundance of lipopolysaccharide (LPS) containing Gram-negative bacteria and an increased intestinal permeability, dysbiosis impacts metabolic pathways and inflammatory processes. However, the clinical relevance of specific gut microbial alterations associated with chronic liver diseases remains unclear. This review discusses how microbes and their products contribute to liver disease pathogenesis and how targeting the microbiota might be used for therapeutic approaches.

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Abb. 1
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Literatur

  1. Lang S, Martin A, Zhang X, Farowski F, Wisplinghoff H, Vehreschild MJGT et al (2021) Combined analysis of gut microbiota, diet and PNPLA3 polymorphism in biopsy-proven non-alcoholic fatty liver disease. Liver Int 41(7):1576–1591

    Article  CAS  Google Scholar 

  2. Schnabl B, Brenner DA (2014) Interactions between the intestinal microbiome and liver diseases. Gastroenterology 146(6):1513–1524

    Article  CAS  Google Scholar 

  3. Demir M, Lang S, Martin A, Farowski F, Wisplinghoff H, Vehreschild M et al (2020) Phenotyping non-alcoholic fatty liver disease by the gut microbiota: ready for prime time? J Gastroenterol Hepatol 35(11):1969–1977

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. Aron-Wisnewsky J, Vigliotti C, Witjes J, Le P, Holleboom AG, Verheij J et al (2020) Gut microbiota and human NAFLD: disentangling microbial signatures from metabolic disorders. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 17(5):279–297

    Article  Google Scholar 

  5. Duan Y, Llorente C, Lang S, Brandl K, Chu H, Jiang L et al (2019) Bacteriophage targeting of gut bacterium attenuates alcoholic liver disease. Nature 575(7783):505–511

    Article  CAS  Google Scholar 

  6. Lang S, Duan Y, Liu J, Torralba MG, Kuelbs C, Ventura-Cots M et al (2020) Intestinal fungal dysbiosis and systemic immune response to fungi in patients with alcoholic hepatitis. Hepatology 71(2):522–538

    Article  CAS  Google Scholar 

  7. Demir M, Lang S, Hartmann P, Duan Y, Martin A, Miyamoto Y et al (2022) The fecal mycobiome in non-alcoholic fatty liver disease. J Hepatol 76(4):788–799

    Article  CAS  Google Scholar 

  8. Lang S, Demir M, Martin A, Jiang L, Zhang X, Duan Y et al (2020) Intestinal virome signature associated with severity of nonalcoholic fatty liver disease. Gastroenterology 159(5):1839–1852

    Article  CAS  Google Scholar 

  9. Leclercq S, Matamoros S, Cani PD, Neyrinck AM, Jamar F, Starkel P et al (2014) Intestinal permeability, gut-bacterial dysbiosis, and behavioral markers of alcohol-dependence severity. Proc Natl Acad Sci U S A 111(42):E4485–93

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. Yuan J, Chen C, Cui J, Lu J, Yan C, Wei X et al (2019) Fatty liver disease caused by high-alcohol-producing Klebsiella pneumoniae. Cell Metab 30(4):675–688

    Article  CAS  Google Scholar 

  11. Zhu L, Baker SS, Gill C, Liu W, Alkhouri R, Baker RD et al (2013) Characterization of gut microbiomes in nonalcoholic steatohepatitis (NASH) patients: a connection between endogenous alcohol and NASH. Hepatology 57(2):601–609

    Article  CAS  Google Scholar 

  12. De Filippis F, Pellegrini N, Vannini L, Jeffery IB, La Storia A, Laghi L et al (2016) High-level adherence to a Mediterranean diet beneficially impacts the gut microbiota and associated metabolome. Gut 65(11):1812–1821

    Article  CAS  Google Scholar 

  13. Simpson HL, Campbell BJ (2015) Review article: dietary fibre-microbiota interactions. Aliment Pharmacol Ther 42(2):158–179

    Article  CAS  Google Scholar 

  14. den Besten G, van Eunen K, Groen AK, Venema K, Reijngoud DJ, Bakker BM (2013) The role of short-chain fatty acids in the interplay between diet, gut microbiota, and host energy metabolism. J Lipid Res 54(9):2325–2340

    Article  Google Scholar 

  15. den Besten G, Bleeker A, Gerding A, van Eunen K, Havinga R, van Dijk TH et al (2015) Short-chain fatty acids protect against high-fat diet-induced obesity via a PPARgamma-dependent switch from lipogenesis to fat oxidation. Diabetes 64(7):2398–2408

    Article  Google Scholar 

  16. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI (2006) An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature 444(7122):1027–1031

    Article  Google Scholar 

  17. Porez G, Prawitt J, Gross B, Staels B (2012) Bile acid receptors as targets for the treatment of dyslipidemia and cardiovascular disease. J Lipid Res 53(9):1723–1737

    Article  CAS  Google Scholar 

  18. Guzior DV, Quinn RA (2021) Review: microbial transformations of human bile acids. Microbiome 9(1):140

    Article  CAS  Google Scholar 

  19. Qi X, Yang M, Stenberg J, Dey R, Fogwe L, Alam MS et al (2020) Gut microbiota mediated molecular events and therapy in liver diseases. World J Gastroenterol 26(48):7603–7618

    Article  CAS  Google Scholar 

  20. Bajaj JS, Salzman NH, Acharya C, Sterling RK, White MB, Gavis EA et al (2019) Fecal microbial transplant capsules are safe in hepatic encephalopathy: a phase 1, randomized, placebo-controlled trial. Hepatology 70(5):1690–1703

    Article  CAS  Google Scholar 

  21. Philips CA, Phadke N, Ganesan K, Ranade S, Augustine P (2018) Corticosteroids, nutrition, pentoxifylline, or fecal microbiota transplantation for severe alcoholic hepatitis. Indian J Gastroenterol 37(3):215–225

    Article  Google Scholar 

  22. DeFilipp Z, Bloom PP, Torres Soto M, Mansour MK, Sater MRA, Huntley MH et al (2019) Drug-resistant E. coli bacteremia transmitted by fecal microbiota transplant. N Engl J Med 381(21):2043–2050

    Article  Google Scholar 

  23. Ramirez J, Guarner F, Bustos Fernandez L, Maruy A, Sdepanian VL, Cohen H (2020) Antibiotics as major disruptors of gut microbiota. Front Cell Infect Microbiol 10:572912

    Article  CAS  Google Scholar 

  24. European Association for the Study of the Liver (2022) EASL Clinical Practice Guidelines on the management of hepatic encephalopathy. J Hepatol. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2022.06.001

    Article  Google Scholar 

  25. Schwenger KJ, Clermont-Dejean N, Allard JP (2019) The role of the gut microbiome in chronic liver disease: the clinical evidence revised. JHEP Rep 1(3):214–226

    Article  Google Scholar 

  26. Sharpton SR, Maraj B, Harding-Theobald E, Vittinghoff E, Terrault NA (2019) Gut microbiome-targeted therapies in nonalcoholic fatty liver disease: a systematic review, meta-analysis, and meta-regression. Am J Clin Nutr 110(1):139–149

    Article  Google Scholar 

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M. Demir und F. Tacke geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autor/-innen keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

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Fabian Frost, Greifswald

Markus M. Lerch, München

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Demir, M., Tacke, F. Darm-Leber-Achse – wie der Darm die Leber krank macht. Innere Medizin 63, 1028–1035 (2022). https://doi.org/10.1007/s00108-022-01398-6

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