(Aus der Heidelberger Kinderkl/n/k.)
Uber Darmbakterien.
VI. Zur Biologie der Darmflora des ~eugeborenen.
(Erniihrungsphysiologie der K~pfchenbakterien.)
YonA. Adam.
(~ingeganger~ am 1. Ju[i 1922.)
Am Beispiele des Bacillus Bifidus 1) habe ich bereits gezeigt, dab der Verwendungsstoffwechsel der Bakterienzelle gewisse Riickschliisse auf die efforderliehen Lebensbedingungen im Darmkanale erm6glicht.
Es war erwiesen, dal~ der Bifidus, um sich in der Wuchsform und t~ppig- keit wie im Darm des gesunden Brustmilchkindes zu entwicke]n, un- bedingt g a n z bestimm~e N~hrstoffe erhalten muff. E r braueh~ Zucker, besonders gut gedeiht er bei Lactosezufuhr, ferner Casein und Alkali- seifen. E r entartet, wenn er niedere Eiweil3k6rper oder Albumin erh~lt, u n d e r geht zugrunde, wenn der Zucker fehlt oder wenn, selbst bei Zuckergegenwart, Kalkseifen vorhanden sind. Die Befunde stimmen insofem gut mit der Zusammensetzung des Frauenmilchstuhles fiber- ein, als darin Alkaliseifen und u. U. aueh Zucker n a e h w e i s b a r sind, wahrend Kalkseifen so gut wie vollkommen fehlen.
Das Meeonium des Neugeborenen zeigt chemisch eine ganz andere Zusammensetzung und seine Bakterienflora ist in der t t a u p t s a e h e ebenfalls eine q u a n t i t a t i v v611ig andere. Besonders charakteristisch ist beztiglich N~hrstoffen, die ffir ein Bakterienwaehstum in Frage kommen, der Zuckermange[ und der geringe Fett- und Seifengehalt.
t~ber den Gehalt an Eiwei~k6rpern bestehen keine bestimmten An- gaben2). Der Stickstoff der Trockensubstanz betr~gt 2 , 5 % - - 5 % , das Vorkommen yon Leucin und Tryosin ist nieht sicher erwiesen. Da.
gegen enth~lt es ein Gelatine verflfissigendes :FermentS).
Von den Bakterienarten, welehe in Meeonium fast k o n s t a n t zur Entwicklung gelangen, interessiert eine Art besonders, da sie fast regel.
m~l~ig mehr oder weniger reichlieh naehweisbar ist, wenn ein nieht 1) Adam, Zeitsehr. f. Kinderheflk. 31, 1922.
2) Czerny-Keller, Des
Kindes Ern~hrung, Kap. 6; Reuss, Krankheitendes Neugeborenen.
~) ~child, Zeitsehr. f. Hyg. 19, 1895.
A. Adam: l)lJer Darmbakterien. VL Zur Biologie der Darmflora usw. 309 z u rascher ~ b e r g a n g zum Frauenmilchstuhl stattfindet. Es handelt sich u m die y o n Escherich beschriebenen KSpfchenbakterien. Sie t r e t e n im Meconiumausstrich als lange, sehlanke, mehr oder weniger aus- sprochen grampositive St~behen auf, die zum grSBeren Teil an einem Ende eine groBe, ovale Spore tragen. Mit dem Auftreten der Bifidus- flora verschwinden sie anscheinend m i t einem Schlage. Es miissen also ungiinstige Lebensbedingungen zustandekommen.
In einer friiheren Mitteilung 1) habe ich bereits nachgewiesen, dab die Reaktionsi~nderung des Milieus zum Teil dafiir in Frage kommt.
Denn die K. B. haben eine EigenwassGrstoffzahl (H-Ionenoptimum) y o n TH 6,9--8,2, d, h. sie gedeihen am best~n auf alkalisehem Medium, w~hrend sie auf dem sauren des Brustmilchstuhles, ungefi~hr TH 5,5, sofort z u g r u n d e gehen. Dieter saute Reaktionsgrad ist abGr gerade
~iir den Bifidus o p t i m a l
Die .EWZ i s t aber n u t eine der Grundbedingungen fiir das Gedeihen der Bakterien. Eine andere wiehtige betrifft die A r t dGr Ni~hrstoffe, dig sie zum Aufbau brauchen. Jede Bakterienart h a t ihrGn spezifischen Stoffweehsel. D i e Entwicklung bestimmter Wuehsformen und Funk- tionen ist y o n der Ern~hrungsweise abh~ngig.
DiG FeststeUung der wachstumsfSrdernden u n d ~ e r waehstums- hemmenden Wirku-ng bestimmter Bausteine ermSglieht demnaeh einen Einbliek in die W e r k s t a t t der Zelle. Werden z, B. hSher EiweiBkSrper dureh die eine A r t bevorzugt (wig Casein durch den Bifidus), wi~hrend eine andere, wig B. co[i, niedere Aminos~uren liebt, wenn ferner eine Art unbedingt Zueker (Bifidus) braueht, w~hrend eine andere (Coli) sieh ausgezeiehnGt ohne diesen vermehren kann, so ist man berGchtigt anzunehmen, dab im Darmkanale auch kein prinzipiell anderer St~ff- wechsel stattfindet, wenn m a n dort dieselben Wuchsformen wie u n t e r den genannten Bedingungen in vitro erseheinen sieht.
Die Flora im Stuhlo ist abh~ngig yon der Art der Ern~hrung, d . h . das Angebot bzw. die Entstehung ganz bestimmter Bausteine veran- laBt das Auftreten einer bestimmten Bak~erienart in dem an sich n~hr- stoffreichen Chymus. Aus diesem Grunde habe ich auch den wachs- tumsf6rdernden oder wachstumshemmenden :EinfluB bestimmter Nah- rungsstoffe in einer an sieh sehon das W a c h s t u m in mittleren Grenzen erm6gllchenden Stamml6sung untersueht.
B e t r a c h t e t m a n die Ern~hrungsphysiologie der K. B. u n t e r diesen Gesiehtspunkten, so ergebGn sieh ganz bestimmte Charakterziige.
DiG betreffenden Nahrstoffe wurden i n 1~ ' 2~/o, 4~ Konzentra- tion einer zuekerfreien Fleisehbouillon mit Kokszusatz zugefiig~. ])as Waehstum w u r d e 2 - - 4 und 6 - - 8 Tage sparer auf Menge, F o r m und Gramfi~rbbarkeit in d e r s e l b e n Weise wie beim Bifklus untersucht.
1) Adam, Zeitschr. f. Kinderheilk. ~0, 1921.
Zeitschrift ftlr Kinderheilkunde. X X X I I I . 2].
310 A. Adam:
Uber teehnisehe Einzelheiten und Schwierigkeiten ist an jener Stelle berichtet wordenl).
Als Norm gall fiir die Beurteilung die im Mekonium vorkommende, vorher besehriebene Wuchsform.
l:Eiweifl. Ohne EinfluB auf die Vermehrung zeigte sieh Harn ~- sto/[, GlykokoU, Alanln, Leucin und Tyrosin.
Eine geringe VermehrungsfSrderung und Ausbildung langer Sporen- stibchen, mit jenem grampositiv gek6mten Leibe, wie sie 5fters im Meconium vorkommen, VeranlaBte Asparaginzusatz.
Die beste Entwicklung ergab abiurete8 Pepton, bei dem zwar etwas kurze, aber ziemlich reichlich sporentragende, mehr odor weniger voll- stindig grampositive Stabehen entstanden. Dabei wurde deutlich etwas Gas entwiekelt. Indolbildung konnte nicht naehgewiesen werden.
Von hSheren Eiweil~k6rpern erwies sich Albulaktin ohne EinfluB, nur bei 4% K0nzentration erfolgte eine geringe F6rderung der Vet.
mehrung sehr zarter, sporenarmer Individuen. Caselnnatrium bzw.
Nutrose waren ohne Bedeutung fiir die Entwieklung.
2. Felt. Von den Neutraffetten war Triolein ohne Einflu~, Tri~
bulyrin wirkte hemmend, Von den Spaltprodukten war Glycerin ohne EinfluB, und Oisdure hemmte die Entwieklung. Die Seifen verhielten sieh insofern eindeutig~ als sowohl Natriumoleinat wie Calciumoleinat die Vermehrung hemmten, nut wirkte das letzte stirker als das erste.
Bei Zusatz yon ~atriumoleinat traten dabei gramnegative lange, ver~ ~ sehlungene :F~den auf, wie man sie gelegentlich im l~bergangsstuhle:
zu Gesieht bek0mmt. Auch bei Zuekergegenwart trat der st6rende EinfluB der Natronseife in Erseheinung.
3. Zuc]cer. V0n Abbauprodukten der Hexosen blieben Natrium- und Calciumlaktat, das im Darmkanale entsteht, in 2% Konzentration ohne Bedeutung. Von m6glicherweise beim Zuckerabbau entstehem den Sp~ltprodukten wirkte Acetaldehyd, Brenztraubens~iure und brenz- traubensaures Calcium schadigend, wahrend brenztraubensaures Na, trium deutliehe Waehstumsf6rderung zeigte. Es entstanden abet groBe, plumpe, gramnegative St~behen,
~berhaupg UnCerscheidet sieh die: Formentwickelung bei Gegen- wart yon Zueker in ganz ungewShnlieher Weise yon der auf reinem Eiweil~nihrboden. Bilden die K. B. ohne Zueker vorwiegend gram- positive, sporentragende Stibehen, so entstehen bei Vorhandensein verg~rbaren Zuekers :tiberwiegend gramnegative Formen yon ver- sehiedener L~nge und Dicke. Diese sind zwar auch in den jungen Kul- tureh !ebhaft :beweglieh, Sterben aber infolge der Sguerung sehr baId ab u n d zerfallen. /~u~erdem bilden sie nieht s o reichliclm Sporen. Es handelt Sioh um :zwei verschiedene Erscheinungsformen, die sieher nieh~
l) Adam, 1. 0.
Uber Darmbakterien. VI. Zur Biolo~e der Darmflora bei Neugebm~nen. 311 auf Mischkulturen beruhen, da man nach AbtSten der vegetativen Stab'chen dutch Erhitzen auf 70--80 ~ aus den iibrigbleibenden Spored jed'esmal dieselben Formen ziichten kann und auch von einem zucker.
freien auf dem zuekerhaltigen N~hrboden und umgekehrt dieselben Bilder erhalt.
Sgmtliche untersuehten Mono- und Disaeeharide
(.Dextrose, Ga.
laktose, Laevulose, Saecharose, Maltose, Lactose)
lassen reiehliehe Ver- mehrung unter krgftiger Gasbildung und Entstehung eines s~uer.lichen, aber nieht butters~ureartigen Geruches zustandekommen. Da~
bei entstehen bei Dextrose mittellange, zarte, bei Galaktose kurze plumpe, bei Laevulose lange fadenf6rmige, bei Saccharose lange sehlanke bzw: plumpe, bei M_~ltose, in an sieh geringerer l~enge, kurze' relativ sporenreiehe u n d bei Lactose kurze, zarte Formen.
Dextrin
liefert, etwas vermehrt gegeniiber de r Kon~roUe, sehr kurze, gramnegative St~behen.Stgrke
kann dagegen nieht angegriffen werden.Von sonstigen :N~hrsubstraten wurde noch der H~matinzusa~z untersueht, d e r sieh besonders waehstumsfSrdernd fiir die Kultur des Bifidus erwiesen hattel). Es konn~e keine entspreehende Vermehrung festgestellt werden.
Be~raehtet man diesen unter dem EinfluB der versehiedensten Nahrstoffe auftretenden Formenkreis mit Riicksieht auf den im Me- konium vorkommenden, so l~Bt sieh eine spezifisehe Art des Verwen- dungsstoffweehsels feststellen.
Nut EiweiBkSrper yon Peptoneharakter und in geringerem Grade noch Asparagin ermSglichen d a s Zustandekommen der ,,normalen"
Form. Niedere Spaltprodukte wirken hemmend und hShere EiweiB- k6rper (Casein, Albumin) k6nnen nicht zum Aufbau verwertet werden.
Zucker und Zuckerabbauprodukte kommen fiir ihre Ausbildung im Meconium iiberhaupt nicht in Betracht, da eine ganz andere Form, die gramnegative, sporenarme, in Erseheinung tritt, wie ich sie zwar 6fters im ~bergang zum Brustmilchstuhl gesehen zu haben glaube, wie sie aber dem 'bekannten Bride im einfaehen Meeonium nicht ent- sprieht.
Fette und Fettderivate sind entweder ohne Ein/luB auf die Ver- mehrung oder hemmen die Entwieklung.
Die K. B. dfirften demnaeh im Meeonium gfinstige Lebensbedin- gungen voffinden, wenn ihnen EiweiB in Form peptonar~iger KSrper zur Verffigung steht. Woher diese stammen, muB ich unerSrtert lassen.
Da aber im Meeonium 2,5~o--5~o N in der Trockensubstanz vorhanden sind, diifften die EiweiBbestandtei]e der Darmepithelien und der Se- krete dafiir in Frage kommen. Das Vorkommen eines pepto]ytisehen
x) .Adam,
Zeitschr. f. Kinderheilk. 2~, 1921.21"
312 A; Adam: Uber Darmbakterien. VI. Zur Biologie der Darmflora usw.
Fermentes u n d die geringe Resorptionsfhhigkeit des fStalen Darmes, die sieh aus dem reichen Gehalt an 15sliehen Alkalisalzen schlieBen l~.6t, diirf~e das Vorkommen 15slieher EiweiBkSrper als mSglich erseheinerL ]assen. Da Fe~te und Fettstiuren nur in geringer Menge darin ent- halten sind, kSnnen sie ihre hemmende Wirkung nicht entfalten. Die alkalisehe Reak~ion is~ endlieh der En~wicklung der K. B, giinstig.
Anders liegen die Verhi~ltnisse, sobald Zucker oder Zuckerrabbau- produkte auftreten, wie es bei der Erni~hrung mit Frauenmileh der Fall is~. Die eharak~eristischen grampositiven Sporenformen mfissen mit einem Schlage verschwinden. Es ist zwar eine iippige Vermehrung mSglieh, da die K. B. Gt~rangserreger sind, ja bei Zuekerzusatz sieh sogar viel lebhafter en~wlckeln als attf reinen EiweiBn~hrb6den. Abet die Form wird gramnegativ, wobei es ziemlieh gleiehgfiltig ist, ob Mono- oder Disaeeharide angeboten warden. Nur die GrSi~e der Sti~behen differiert betri~ehtlieh je nach der Zuekerart.
Es ist demnaeh durehaus mSglich, ja sehr wahrseheinlieh, dab im
~ e r g a n g s s t u h l e mehr odor weniger ausgesproehen gramnegative und sporenfreie Entwicklungsfomen der K. B. in Erseheinung: treten.
Im reinen Brastmflehstuhle dagegen ist aueh in dieser leicht vom gramposi~iven Bifidus und den kurzen, plumpen, gramnegativen Coli zu unterseheidenden Form ein Gedeihen ausgeschlossen. Das lt~Bt sieh ohne weiteres bereits auf Grand der bisherigen Untersuehungen ableiten. Einm~l wirken Natronseifen, wie sie ziemlieh reichlieh im Bmstmilehstuble vorkommen, waehstumshemmend, und - - d a s diirfte woM die wesentliehst~ Ursaehe sein -- die K. B. sind nich~ in der Lage die hohen Sauregrade zu ertragen, die im Diekdarm bei Frauenmileh:
ern~hrung ents~ehen und vom D a r m e a u f r e e h t erhalSen werden.
Die Analyse des Stoffweehsels der KSpfehenbakterien erlaubt so- mit auf Grtm4 ihrer: Artspezifitat aufklarende Sehlfisse fiber die Ent- stehung der Darmflora des Neugeborenen und die Abh~ngigkei~ des Floraweehsels yon der Ar~ tier Em~hrung des Kindes.
Heidelberg, Kinderklinik.
