In der Medizin besagt die Hygienehypothese, dass die frühkindliche Exposition gegenüber bestimmten Mikroorganismen (wie der Darmflora und Helminthenparasiten) vor allergischen Erkrankungen schützt, indem sie zur Entwicklung des Immunsystems beitragen. Insbesondere wird angenommen, dass eine mangelnde Exposition zu Defekten bei der Etablierung der Immuntoleranz führt. Der Zeitraum für die Exposition beginnt im Uterus und endet im Schulalter.
Während sich frühe Versionen der Hypothese auf die Exposition gegenüber Mikroben im Allgemeinen bezogen, gelten aktualisierte Versionen für eine bestimmte Gruppe mikrobieller Arten, die sich gemeinsam mit dem Menschen entwickelt haben. Die Aktualisierungen wurden mit verschiedenen Namen versehen, darunter die Hypothese des Mikrobiommangels, die Mikroflora-Hypothese und die Hypothese der „alten Freunde“. Eine beträchtliche Menge an Beweisen stützen die Idee, dass die mangelnde Exposition gegenüber diesen Mikroben mit Allergien oder anderen Erkrankungen zusammenhängt. Wissenschaftliche Meinungsverschiedenheiten bleiben bestehen.
Der Begriff Hygienehypothese wurde als falsche Bezeichnung beschrieben, weil die Leute ihn fälschlicherweise so interpretieren, dass er sich auf persönliche Sauberkeit bezieht. Es wird erwartet, dass die Reduzierung der persönlichen Hygiene, wie z. B. das Nichtwaschen der Hände vor dem Essen, einfach das Infektionsrisiko erhöht, ohne Auswirkungen auf Allergien oder Immunstörungen zu haben. Hygiene ist unerlässlich, um gefährdete Bevölkerungsgruppen wie ältere Menschen vor Infektionen zu schützen, die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen zu verhindern und neu auftretende Infektionskrankheiten wie Ebola oder COVID-19 zu bekämpfen. Die Hygienehypothese deutet nicht darauf hin, dass mehr Infektionen während der Kindheit ein Gesamtnutzen wären.
Überblick Die Idee eines Zusammenhangs zwischen Parasiteninfektionen und Immunstörungen wurde erstmals 1968 vorgeschlagen. Die ursprüngliche Formulierung der Hygienehypothese stammt aus dem Jahr 1989, als David Strachan vorschlug, dass eine geringere Infektionsinzidenz in der frühen Kindheit eine Erklärung für den Anstieg allergischer Erkrankungen wie Asthma und Heuschnupfen im 20. Jahrhundert sein könnte.
Die Hygienehypothese wurde auch über Allergien hinaus erweitert und wird auch im Zusammenhang mit einer breiteren Palette von Erkrankungen untersucht, die vom Immunsystem betroffen sind, insbesondere entzündliche Erkrankungen. Dazu gehören Typ-1-Diabetes, Multiple Sklerose sowie einige Arten von Depressionen und Krebs. Zum Beispiel korreliert die globale Verteilung der Multiplen Sklerose negativ mit der des Helminthen Trichuris trichiura und ihre Inzidenz korreliert negativ mit der Helicobacter pylori Infektion. Strachans ursprüngliche Hypothese konnte nicht erklären, wie verschiedene allergische Erkrankungen zu verschiedenen Zeiten anstiegen oder zunahmen, z. B. warum Atemwegsallergien viel früher zunahmen als Nahrungsmittelallergien, die erst gegen Ende des 20. Jahrhunderts häufiger wurden.
Im Jahr 2003 schlug Graham Rook die „Hypothese alter Freunde“ vor, die als rationalere Erklärung für den Zusammenhang zwischen mikrobieller Exposition und entzündlichen Störungen beschrieben wurde. Die Hypothese besagt, dass es sich bei den lebenswichtigen mikrobiellen Expositionen nicht um Erkältungen, Influenza, Masern und andere häufige Infektionen im Kindesalter handelt, die sich in den letzten 10.000 Jahren relativ kurzer Zeit entwickelt haben, sondern um die Mikroben, die bereits während der Evolution von Säugetieren und Menschen vorhanden waren. Er schlug vor, dass die Koevolution mit diesen Arten dazu geführt hat, dass sie eine Rolle bei der Entwicklung des Immunsystems gewonnen haben.
Strachans ursprüngliche Formulierung der Hygienehypothese konzentrierte sich auch auf die Idee, dass kleinere Familien eine unzureichende mikrobielle Exposition boten, teilweise wegen einer geringeren Ausbreitung von Infektionen von Mensch zu Mensch, aber auch wegen „verbesserter Haushaltsausstattung und höherer Standards der persönlichen Sauberkeit“. Es scheint wahrscheinlich, dass dies der Grund war, warum er es als Hygienehypothese bezeichnete. Obwohl die Hygienerevolution des neunzehnten und zwanzigsten Jahrhunderts ein wichtiger Faktor gewesen sein mag, scheint es jetzt wahrscheinlicher, dass, obwohl Maßnahmen der öffentlichen Gesundheit wie sanitäre Einrichtungen, Trinkwasser und Müllabfuhr entscheidend dazu beigetragen haben, unsere Exposition gegenüber Cholera, Typhus usw. zu verringern, sie die Menschen auch ihrer Exposition gegenüber den „alten Freunden“ beraubt haben, die die gleichen ökologischen Lebensräume besetzen.
Der Anstieg von Autoimmunerkrankungen und akuter lymphoblastischer Leukämie bei jungen Menschen in den Industrieländern war mit der Hygienehypothese verbunden. Autismus kann mit Veränderungen des Darmmikrobioms und frühen Infektionen verbunden sein. Das Risiko chronisch entzündlicher Erkrankungen hängt auch von Faktoren wie Ernährung, Umweltverschmutzung, körperlicher Aktivität, Fettleibigkeit, sozioökonomischen Faktoren und Stress ab. Genetische Veranlagung ist ebenfalls ein Faktor.
Geschichte Da Allergien und andere chronisch entzündliche Erkrankungen weitgehend Krankheiten der letzten 100 Jahre sind, wurde die Hygienerevolution der letzten 200 Jahre als mögliche Ursache unter die Lupe genommen. In den 1800er Jahren kam es in Europa und Nordamerika zu radikalen Verbesserungen der Abwasserentsorgung und der Wasserqualität. Die Einführung von Toiletten und Abwassersystemen und die Reinigung der Straßen der Stadt sowie sauberere Lebensmittel waren Teil dieses Programms. Dies wiederum führte zu einem raschen Rückgang der Infektionskrankheiten, insbesondere im Zeitraum 1900–1950, durch eine geringere Exposition gegenüber Infektionserregern.
Obwohl die Idee, dass die Exposition gegenüber bestimmten Infektionen das Allergierisiko verringern könnte, nicht neu ist, war Strachan einer der ersten, der dies in einem 1989 im British Medical Journal veröffentlichten Artikel offiziell vorschlug. Dieser Artikel schlug vor, die Beobachtung zu erklären, dass Heuschnupfen und Ekzem, beide allergische Erkrankungen, bei Kindern aus größeren Familien, die vermutlich durch ihre Geschwister mehr Infektionserregern ausgesetzt waren, seltener waren als bei Kindern aus Familien mit nur einem Kind. Das erhöhte Auftreten von Allergien war zuvor als Folge der zunehmenden Verschmutzung angesehen worden. Die Hypothese wurde von Immunologen und Epidemiologen umfassend untersucht und ist zu einem wichtigen theoretischen Rahmen für die Untersuchung chronisch entzündlicher Erkrankungen geworden.
Die 2003 vorgeschlagene "Hypothese alter Freunde" könnte eine bessere Erklärung für den Zusammenhang zwischen mikrobieller Exposition und entzündlichen Erkrankungen bieten. Diese Hypothese argumentiert, dass die lebenswichtigen Expositionen keine Erkältungen und andere kürzlich entwickelte Infektionen sind, die nicht älter als 10.000 Jahre sind, sondern Mikroben, die bereits in Jäger-Sammler-Zeiten vorhanden sind, als sich das menschliche Immunsystem entwickelte. Herkömmliche Infektionen im Kindesalter sind meist Zäheninfektionen, die töten oder immunisieren und daher in isolierten Jäger-Sammler-Gruppen nicht bestehen können. Masseninfektionen begannen nach der neolithischen landwirtschaftlichen Revolution aufzutauchen, als die menschliche Bevölkerung an Größe und Nähe zunahm. Die Mikroben, die sich mit dem Immunsystem von Säugetieren entwickelt haben, sind deutlich älter. Nach dieser Hypothese wurden die Menschen so abhängig von ihnen, dass sich ihr Immunsystem ohne sie weder entwickeln noch richtig funktionieren konnte.
Rook schlug vor, dass diese Mikroben höchstwahrscheinlich Folgendes umfassen:
Umgebungsarten, die in der gleichen Umgebung wie Menschen existieren,
Arten, die die menschliche Haut, den Darm und die Atemwege bewohnen, und die der Tiere, mit denen wir leben und
Organismen wie Viren und Helminthen (Würmer), die chronische Infektionen oder Trägerzustände herstellen, die der Mensch vertragen kann und daher eine spezifische immunregulatorische Beziehung zum Immunsystem mitentwickelt.
Die modifizierte Hypothese erweiterte sich später auf die Exposition gegenüber symbiotischen Bakterien und Parasiten.
„Evolution verwandelt das Unvermeidliche in eine Notwendigkeit“. Dies bedeutet, dass der Großteil der Säugetierentwicklung in Schlamm und verrottender Vegetation stattfand und mehr als 90 Prozent der menschlichen Evolution in isolierten Jäger-Sammler-Gemeinschaften und Bauerngemeinschaften stattfanden. Daher hat sich das menschliche Immunsystem weiterentwickelt, um bestimmte Arten von mikrobiellen Input zu antizipieren, was die unvermeidliche Exposition zu einer Notwendigkeit macht. Es ist nicht erwiesen, dass die Organismen, die an der Hygienehypothese beteiligt sind, die Prävalenz der Krankheit verursachen, es liegen jedoch ausreichende Daten zu Laktobazillen, Mykobakterien der saprophytischen Umgebung und Helminthen und deren Assoziation vor. Diese Bakterien und Parasiten wurden während der Evolution häufig in Vegetation, Schlamm und Wasser gefunden.
Es wurden mehrere mögliche Mechanismen vorgeschlagen, wie die Mikroorganismen der „Alten Freunde“ Autoimmunerkrankungen und Asthma verhindern. Dazu gehören:
Gegenseitige Hemmung zwischen Immunantworten gegen verschiedene Antigene der Old Friends-Mikroben, die stärkere Immunreaktionen hervorrufen als die schwächeren Autoantigene bzw. Allergene der Autoimmunerkrankung bzw. Allergie. Wettbewerb um Zytokine, MHC-Rezeptoren und Wachstumsfaktoren, die vom Immunsystem benötigt werden, um eine Immunantwort aufzubauen. Immunregulatorische Wechselwirkungen mit Host-TLRs.
Die Hypothese der „mikrobiellen Vielfalt“, die von Paolo Matricardi vorgeschlagen und von Hertzen entwickelt wurde besagt, dass die Vielfalt der Mikroben im Darm und an anderen Stellen eher ein Schlüsselfaktor für die Grundierung des Immunsystems als eine stabile Kolonisierung mit einer bestimmten Art ist. Die Exposition gegenüber verschiedenen Organismen in der frühen Entwicklung baut eine „Datenbank“ auf, die es dem Immunsystem ermöglicht, schädliche Erreger zu identifizieren und zu normalisieren, sobald die Gefahr beseitigt ist.
Bei allergischen Erkrankungen sind die wichtigsten Zeiten für die Exposition früh in der Entwicklung, später während der Schwangerschaft und die ersten Tage oder Monate der Kindheit. Die Exposition muss über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden. Dies passt zu den Beweisen, dass die Geburt durch Kaiserschnitt mit erhöhten Allergien verbunden sein kann, während Stillen schützend sein kann.
Evolution des adaptiven Immunsystems Die Menschen und die Mikroben, die sie beherbergen, haben sich seit Tausenden von Jahrhunderten weiterentwickelt; es wird jedoch angenommen, dass die menschliche Spezies zahlreiche Phasen in der Geschichte durchlaufen hat, die durch unterschiedliche Expositionen von Krankheitserregern gekennzeichnet sind. Zum Beispiel hat in sehr frühen menschlichen Gesellschaften eine kleine Interaktion zwischen ihren Mitgliedern einer relativ begrenzten Gruppe von Krankheitserregern, die hohe Übertragungsraten hatten, eine besondere Auswahl gegeben. Es wird davon ausgegangen, dass das menschliche Immunsystem wahrscheinlich einem selektiven Druck von Krankheitserregern ausgesetzt ist, die für die Downregulation bestimmter Allele und damit Phänotypen beim Menschen verantwortlich sind. Die Thalassämie, die von den Plasmodium-Arten geformt werden, die den Selektionsdruck exprimieren, könnten ein Modell für diese Theorie sein, werden aber nicht in-vivo gezeigt.