Gut Microbiome: The Good, The Bad, and The Ugly

Darmmikrobiom: Das Gute, das Schlechte und das Hässliche

Im Streben nach einem gesünderen Leben ist das Darmmikrobiom zu einer Priorität geworden. Wir haben eine komplexe Beziehung zu unseren Darmmikroben. Zu wissen, wie man sie ins Gleichgewicht bringt, kann der Schlüssel zu einem gesünderen Lebensstil sein. Vielleicht haben Sie durch einen Blick in unseren Mikrobiom-Blog vom menschlichen Mikrobiom gehört und sich so mit den Mikroorganismen vertraut gemacht, die in Ihrer Darmflora leben. Aber wussten Sie, dass sie ein Mitspracherecht darüber haben, wie wohl Sie sich fühlen und wie gesund Sie sind? Während einige Mikroben, die die Darmmikrobiota bevölkern, gesund und nützlich für uns sind, werden andere Bakterienpopulationen mit verschiedenen gesundheitlichen Folgen in Verbindung gebracht. Was sind also die Vorteile und Risiken der Mitglieder des Darmmikrobioms? Hängen diese mit einzelnen Bakterien zusammen, die in der Darmflora leben? Einige Bakterien wurden im Hinblick auf ihre gesundheitlichen Vorteile (gut) untersucht und umfassend erforscht, während andere auf die gesundheitlichen Folgen, die sie verursachen könnten (schlecht), und auf ihren Zusammenhang bei der Auslösung sowohl gesundheitlicher Vorteile als auch gesundheitlicher Schäden (hässlich) untersucht wurden. In diesem Artikel haben wir einige dieser Bakterien in „gut“, „schlecht“ und „hässlich“ eingeteilt.


Das gute

Gute Bakterien sind für uns essentiell. Sie erfüllen viele Gesundheitsfunktionen, wie z. B. den Abbau unverdaulicher Nahrung und die Aufnahme ihrer Nährstoffe. Darüber hinaus konkurrieren gute Bakterien mit Krankheitserregern um deren Ansiedlung im Darmtrakt zu verhindern indem sie gleichzeitig ihr Wachstum und ihre Virulenz durch die Produktion verschiedener Metaboliten, einschließlich bestimmter Vitamine produzieren.

Obwohl die Forschung mehrere gute Bakterien entdeckt hat, konzentrieren wir uns auf unsere Top vier,  und stellen Ihnen das Bifidobakterium, das Lactobacillus, das Akkermansia und das Faecalibakterium vor.


Bifidobakterium

Einige Bifidobakterium-Stämme gelten als wichtige Probiotika (Mikroben, die, wenn sie in ausreichenden Mengen aufgenommen werden, positive Auswirkungen auf den Wirt zu haben) und werden in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Verschiedene Arten und/oder Stämme von Bifidobakterien können eine Reihe positiver Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Dazu zählen die Regulierung der mikrobiellen Homöostase im Darm, die Hemmung von Krankheitserregern und schädlichen Bakterien, die den Darm besiedeln und/oder infizieren, die Modulation lokaler und systemischer Immunantworten, die Unterdrückung krebserregender Aktivitäten innerhalb des Mikrobioms, die Produktion von Vitamine und die Umwandlung von Nahrungsbestandteilen in biologisch aktive Moleküle. Bifidobakterien sind im Darm des Säuglings weit verbreitet. Der Darm des menschlichen Säuglings ist bis zur Geburt relativ steril. Bei der Geburt nimmt er Bakterien aus seiner Umgebung und seiner Mutter auf. Es gibt Unterschiede im Mikrobiom zwischen dem Darm eines Säuglings und dem Darm eines Erwachsenen. Ein Säugling erreicht das Erwachsenenstadium seines Mikrobioms im Alter von etwa 3 Jahren, wenn seine Mikrobiomvielfalt zunimmt, sich stabilisiert und der Säugling beginnt, feste Nahrung zu sich zu nehmen. Bifidobakterium ist das am häufigsten vorkommende Bakterium im Darmmikrobiom eines Babys. Gestillte Säuglinge werden früher von Bifidobakterium besiedelt als, die, die hauptsächlich mit Säuglingsnahrung (Formula-Nahrung) ernährt werden. Dies liegt daran, dass Muttermilch hohe Konzentrationen an Laktose und sogenannten „humane Milch-Oligosacchariden“ (HMOs) enthält. HMOs sind bevorzugte Substrate für Bifidobakterien, und bei der Fermentation dieser HMOs wird der pH-Wert im Darm des Säuglings gesenkt. Dadurch wird es für schlechte Bakterien schwieriger, sich zu vermehren.


Lactobacillus

Zusammen mit dem Bifidobakterium ist das Lactobacillus eine der am häufigsten als Probiotika verwendeten Arten. Bis März 2020 umfasste die Gattung Lactobacillus über 260 verschiedene Arten. Bei einer Überarbeitung der Gattungsklassifikation im Jahr 2020 wurden Laktobazillen jedoch 25 verschiedenen Gattungen zugeordnet. Der Einfachheit halber werden wir diese weiterhin unter der Gattung Laktobazillus belassen, da die meisten wissenschaftlichen Datenbanken noch nicht aktualisiert wurden. Deshalb werden wir z.B. eine Gattung die als Lactiplantibacillus benannt wurde, immer noch als Lactobacillus bezeichnen.

Lactobacillus-Arten stellen einen wesentlichen Bestandteil des menschlichen Darmmikrobioms dar, bewohnen aber auch verschiedene Körperstellen, beispielsweise die weibliche Vagina. Lactobacillus weist eine wechselseitige Beziehung zum menschlichen Körper auf (eine Beziehung, die beiden zugute kommt). Der Wirt wird z.B. vor dem möglichen Eindringen von Krankheitserregern geschützt, und im Gegenzug stellt er ihm wiederum Nährstoffquellen zur Verfügung. Laktobazillen gehören zu den am häufigsten vorkommenden Probiotika in Lebensmitteln wie Joghurt, können aber auch in Form von Tabletten, Kapseln und Pulver gekauft werden. Lactobacillus kann auf vielfältiger weise zur Aufrechterhaltung des menschlichen Wohlbefindens behilflich sein, da bestimmte Stämme bei der Behandlung von Durchfall, Vaginalinfektionen und Hauterkrankungen wie Ekzemen helfen können. Einige Laktobazillen haben sich auch bei hirnbezogenen Störungen wie Angstzuständen und Stress als vorteilhaft erwiesen. Alle diese Effekte sind jedoch stammabhängig, was bedeutet, dass Lactobacillus kein Allheilmittel ist; Bei Ekzemen bräuchte man einen anderen Lactobacillus als beispielsweise bei Durchfall.


Akkermansia

Lange Zeit gab es in dieser Gattung eine einzige bekannte Art, nämlich Akkermansia muciniphila, was übersetzt „liebt Schleim“ bedeutet. Warum? fragen Sie sich vielleicht. Es wird angenommen, dass Schleim, der vom Wirt (uns) produziert und in den Magen-Darm-Trakt abgesondert wird, das wichtigste Wachstumssubstrat für Akkermansia ist. Die Gattung wurde bei zahlreichen Säugetieren und anderen schleimproduzierenden Tieren gefunden. Obwohl es bei Erwachsenen nur 1 bis 4 % der Darmbakterien ausmacht haben kürzlich durchgeführte Studien gezeigt, dass Akkermansia muciniphila Fettleibigkeit, Diabetes und Entzündungen reduzieren kann.


Faecalibacterium

Faecalibacterium ist eines der am häufigsten vorkommenden und wichtigsten Bakterien im menschlichen Darmmikrobiom. Bei gesunden Erwachsenen macht Faecalibacterium prausnitzii (eine Art von Faecalibacterium) durchschnittlich mehr als 5 % der Bakterien im Darm aus. Damit gehört es zu den häufigsten Darmbakterien, doch manchen Menschen fehlt diese wichtige Spezies. Ihre Aufgabe im Körper besteht darin, unser Immunsystem zu stärken. Studien konnten zeigen, dass Personen mit Morbus Crohn, Fettleibigkeit, Asthma und schweren Depressionen eine geringere Konzentration dieser Bakterien aufwiesen. Eine vorteilhafte Funktion von Faecalibacterium prausnitzii besteht darin, dass es die Barrierefunktion des Darms verbessern kann. Dies liegt daran, dass es Butyrat produziert, eine kurzkettige Fettsäure und ein wichtiger Metabolit, der vom Darmmikrobiom durch die Fermentation von Ballaststoffen produziert wird.


Das Schlechte

Das Darmökosystem wird von billionen Bakterien bevölkert und einige von ihnen werden mit der Entstehung von Krankheiten in Verbindung gebracht. Daher haben diese Bakterien einen schlechten Ruf erlangt. Von Darm- und Verdauungsbeschwerden bis hin zu komplexeren Krankheiten können schlechte Bakterien das Wohlbefinden der Menschen beeinträchtigen und ihre allgemeine Gesundheit gefährden.

Fusobacterium und einige Clostridium-Arten werden aufgrund ihres Zusammenhangs mit verschiedenen Krankheiten wie Darmkrebs, Morbus Crohn und Herz-Kreislauf-Erkrankungen am häufigsten untersucht.


Fusobacterium

Fusobacterium hat mehrere pathogene (krankheitsverursachende) Arten. Das Merkmal, das diese Arten zu so effizienten Krankheitserregern macht, ist ihre Fähigkeit, sich an eine große Auswahl anderer Mikroben in einem Biofilm (Schleimschichten die von Bakterien gebildet werden und selbst darin eingebettet sind) anzuheften und so auf früheren Schäden, die diese Mikroorganismen verursacht haben, aufzubauen. Im Jahr 2011 entdeckten Forscher, dass Fusobacterium in Darmkrebszellen gedeiht und oft auch mit Colitis ulcerosa in Verbindung gebracht wird.

Allerdings haben die Forscher nicht feststellen können, ob der Organismus diese Krankheiten tatsächlich verursacht oder ob er einfach in der Umgebung, die diese Krankheiten schaffen, gedeiht. Viele Studien haben inzwischen darauf hingewiesen, dass die Art Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum) in engem Zusammenhang mit der kolorektalen Karzinogenese (Darmkrebs-Entstehung) steht. Darmkrebs (CRC) ist eine häufige Krebsart, von der Menschen weltweit betroffen sind. Analysen haben eine Anreicherung von F. nucleatum im kolorektalen Karzinomgewebe zeigen können. Der molekulare Mechanismus wurde entschlüsselt und beinhaltet Immunsuppression, Stimulierung des Fortschreitens von Darmkrebs und Resistenz gegen Krebsmedikamente.


Bestimmte Clostridium-Arten

Clostridium sensu stricto wurde bei Patienten mit Reizdarmsyndrom mit viszeraler Überempfindlichkeit (Darmschmerzen) in Verbindung gebracht. Es wurde auch gezeigt, dass es Trimethylamin-N-Oxid produziert, das ein Fermentationsmetabolit von Nahrungscholin oder Carnitin darstellt. Trimethylamin-N-Oxid wurde mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht. Darüber hinaus ist es auch bei Kolitis (Entzündung der inneren Auskleidung des Dickdarms) erhöht und korreliert mit dem Körpergewicht, sodass es möglicherweise eine Rolle bei Fettleibigkeit spielt. Clostridium difficle kann in großen Mengen tödlich sein und kommt nach einer Antibiotikabehandlung vermehrt vor, da es resistent gegenüber Antibiotika ist. Normalerweise kann nur eine Kottransplantation (FMT) Menschen mit einer Clostridium difficile Infektion helfen.


Das hässliche

Einige Bakterien können sowohl gesundheitliche Vorteile als auch negative gesundheitliche Folgen hervorrufen. Dieser Bakterien bezeichnen wir hier als hässlich.

Darunter sind einige Bakterien wie Alistipes und Parabacteroides, bei denen kürzlich festgestellt wurde, dass sie einen stärkeren Zusammenhang mit Gesundheit und Krankheit haben.


Alistipes

Eine relativ neu entdeckte Bakteriengattung ist Alistipes. Es gibt gegensätzliche Belege für deren Einfluss auf verschiedenen Krankheiten. Einerseits weist die Forschung darauf hin, dass Alistipes möglicherweise eine schützende Wirkung gegen einige Krankheiten wie Leberfibrose, Kolitis, Krebsimmuntherapie und Herz-Kreislauf-Erkrankungen hat. Andererseits deuten andere Studien darauf hin, dass Alistipes eine Rolle bei der Entstehung von Darmkrebs spielen und mit den psychischen Anzeichen einer Depression verbunden sind.


Parabacteroides

Die Gattung Parabacteroides wurde sowohl mit positive als auch pathogene Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit in Verbindung gebracht. Es ist eine der vielen Gattungen, die Lipopolysaccharide produzieren, die systemische Entzündungen verursachen, wenn sie den Magen-Darm-Trakt passieren. Obwohl Parabacteroides Teil des normalen Magen-Darm-Mikrobioms ist, wird es auch mit Krankheiten in Verbindung gebracht. Es konnte bereits aus Bauchinfektionen und Abszessen beim Menschen isoliert werden. In jüngster Vergangenheit wurde gezeigt, dass Parabacteroides unklare und nicht schlüssige Auswirkungen auf Modelle entzündlicher Darmerkrankungen (IBD) haben, wobei Studien sowohl entzündungsfördernde (pathogene) als auch entzündungshemmende (nützliche) Wirkungen beschreiben.


Mittlerweile wissen Sie, dass nicht alle Bakterien gesundheitsfördernde Eigenschaften haben. Einige können auch gesundheitliche Folgen nach sich ziehen. Zu wissen, welche Bakterien unsere Darmflora besiedeln, kann uns einen wichtige Erkenntnisse liefern. Wenn wir die Bakterien die in uns wohnen kennen, können wir darauf reagieren und den Wandel hin zu einem günstigeren Ökosystem vorantreiben.


Wenn Sie sich jetzt fragen, welche Bakterien sich in Ihrem Darm befinden, dann warten Sie nicht länger und lernen Sie Ihre InnerBuddies noch heute kennen.

 

Literatur

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  2. Farrugia, C. (2022). Das menschliche Mikrobiom: das Gute, das Schlechte und das Hässliche . Zeiten von Malta. https://timesofmalta.com/articles/view/the-human-microbiome-the-good-the-bad-and-the-ugly.933538 
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