Wir können bis zu 2 kg Mikroben in unserem Darm tragen. Innerhalb der Billionen von Mikroorganismen, die dort leben, gibt es mindestens 1.000 Bakterienarten, die aus mehr als 3 Millionen Genen bestehen. Darüber hinaus sind zwei Drittel des Darmmikrobioms – die Population von Mikroben im Darm – für jedes Individuum einzigartig. Aber wissen Sie, wie Ihre Darmmikrobiota Ihre Gesundheit beeinflussen könnte?
Die meisten von uns wissen, dass die Bakterien in unserem Darm eine wichtige Rolle bei der Verdauung spielen. Wenn der Magen und der Dünndarm nicht in der Lage sind, bestimmte Nahrungsmittel, die wir essen, zu verdauen, springen die Darmmikroben ein und bieten eine helfende Hand, um sicherzustellen, dass wir die Nährstoffe bekommen, die wir brauchen.
Darüber hinaus ist bekannt, dass Darmbakterien die Produktion bestimmter Vitamine – wie Vitamin B und K – unterstützen und eine wichtige Rolle bei der Immunfunktion spielen.
Forscher arbeiten jedoch zunehmend daran, herauszufinden, wie Darmbakterien – insbesondere die für uns individuellen Bakterien – unsere Gesundheit und das Krankheitsrisiko beeinflussen.
Vielleicht am meisten untersucht ist, wie Darm-Mikrobiota das Risiko einer Person für Fettleibigkeit und andere metabolische Bedingungen beeinflusst. Im November 2014 berichteten wir beispielsweise über eine Studie, in der behauptet wird, dass unser genetisches Make-up die Art von Bakterien in unserem Darm prägt, die unser Gewicht beeinflussen können.
In diesem Spotlight werfen wir einen Blick auf die Fettleibigkeit und einige andere – vielleicht überraschende – Gesundheitszustände, die möglicherweise von unserer Darm-Mikrobiota verursacht werden.
Die Entwicklung von Darm-Mikrobiota
Der Glaube hat lange gegolten, dass die Entwicklung von Darm-Mikrobiota nicht vor der Geburt beginnt, wobei der Magen-Darm-Trakt eines Fötus als sterile Umgebung betrachtet wird.
Laut Gut Microbiota Worldwatch – einem Informationsdienst, der von der Abteilung "Gut Microbiota and Health" der Europäischen Gesellschaft für Neurogastroenterologie und Motilität, einem Mitglied der Vereinigten Europäischen Gastroenterologie (UEG) geschaffen wurde, wird der Verdauungstrakt eines Neugeborenen schnell mit Mikroorganismen besiedelt von der Mutter und der Umgebung.
Die Darm-Mikrobiota eines Säuglings kann zum Beispiel durch Stillen beeinflusst werden. Gut Microbiota Worldwatch erklären, dass der Darm von gestillten Babys in erster Linie besteht aus – als eine "freundliche" Bakterien, die den Darm zugute kommt – während Formel gefütterte Babys wahrscheinlich weniger dieser Bakterien haben.
Jedoch haben einige Studien die Annahme in Frage gestellt, dass der Fötus eine sterile Umgebung ist, was darauf hindeutet, dass die Entwicklung von Darm-Mikrobiota vor der Geburt beginnt.
Eine im Jahr 2008 veröffentlichte Studie identifizierte Bakterien, einschließlich und in den frühen Exkrementen von Baby-Mäusen – bekannt als das Mekonium – was darauf hindeutet, dass die Bakterien während der Schwangerschaft aus dem Darm der Mutter auf den Fötus übertragen wurden.
In dieser Studie wurde auch eine Gruppe von trächtigen Mäusen mit dem Bakterium inokuliert, das aus menschlicher Muttermilch isoliert wurde. Die Babymäuse wurden 1 Tag vor dem vorausgesagten Arbeitsdatum durch Kaiserschnitt entlassen und ihr Mekonium wurde getestet. Die Forscher identifizierten in ihren Fäkalien, aber im Mekonium einer Kontrollgruppe wurde keine Spur gefunden.
"Basierend auf der Summe der Beweise ist es an der Zeit, das sterile Gebärmutterparadigma umzukehren und zu erkennen, dass das ungeborene Kind zuerst im Mutterleib kolonisiert wird", sagte Seth Bordenstein, Biologe an der Vanderbilt Universität in Nashville, TN, letztes Jahr.
Je vielfältiger unsere Darmbakterien, desto besser
Während sich die Debatte darüber, ob Kinder mit Darmbakterien geboren werden, fortsetzt, scheinen sich die Wissenschaftler über eines einig zu sein: Von der Geburt bis ins hohe Alter entwickeln sich unsere Darmbakterien ständig weiter.
Wie bereits erwähnt, sind zwei Drittel des Darmmikrobioms für jede Person einzigartig, und was dies einzigartig macht, ist die Nahrung, die wir essen, die Luft, die wir atmen und andere Umweltfaktoren. Einige Studien haben sogar vorgeschlagen, dass die Zusammensetzung des Darmmikrobioms durch Gene beeinflusst wird.
Aber wie beeinflusst dieses einzigartige Darmbakterium unsere Gesundheit? Diese Frage haben Forscher zunehmend beantwortet.
Frühere Forschungen haben gezeigt, dass eine breitere Vielfalt von Bakterien im Darm für die menschliche Gesundheit besser ist. Eine kürzlich veröffentlichte Studie ergab beispielsweise, dass Säuglinge mit weniger verschiedenen Darmbakterien im Alter von 3 Monaten mit höherer Wahrscheinlichkeit im Alter von 1 Jahr auf bestimmte Lebensmittel – einschließlich Ei, Milch und Erdnuss – sensibilisiert wurden, was auf einen Mangel hinweist Die Diversität der Darmbakterien im frühen Leben kann ein Auslöser für Nahrungsmittelallergien sein.
Aber die Implikationen eines Darmmikrobioms mit geringer Diversität hören hier nicht auf. Sie werden überrascht sein zu erfahren, wie sich das Fehlen oder die Überbevölkerung bestimmter Bakterien auf Ihre Gesundheit auswirken kann.
Fettleibigkeit
Immer mehr Studien befassen sich mit dem Zusammenhang zwischen dem Darm-Mikrobiom und der Gewichtszunahme, wobei einige Wissenschaftler vermuten, dass die Zusammensetzung von Bakterien im Darm die Anfälligkeit eines Individuums für Gewichtszunahme beeinflussen kann.
Oben im Artikel erwähnten wir eine Studie von 2014, in der behauptet wird, dass unsere Gene bestimmen könnten, was Bakterien in unserem Darm leben und dass diese Bakterien beeinflussen können, wie schwer wir sind.
Im Detail fand die Studie – durchgeführt von Forschern der Cornell Universität in Ithaca, NY, und King's College London in Großbritannien – dass eine bestimmte Bakterienstamm – häufiger bei Menschen mit einem niedrigen Körpergewicht vorkam, und dass die Anwesenheit von Dieser besondere Stamm wird stark von Genen beeinflusst.
Darüber hinaus führte die Einführung dieser Bakterien in die Eingeweide der Mäuse zu einem geringeren Gewicht der Tiere, was darauf hindeutet, dass die Bakterien Adipositas reduzieren oder verhindern können.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass bestimmte Gruppen von Mikroben, die in unserem Darm leben, vor Fettleibigkeit schützen könnten – und dass ihre Häufigkeit durch unsere Gene beeinflusst wird", sagte Studienautor Prof. Tim Spector vom King's College in London."Das menschliche Mikrobiom stellt ein aufregendes neues Ziel für Ernährungsumstellungen und Behandlungen zur Bekämpfung von Fettleibigkeit dar."
Im Jahr 2012 veröffentlichte eine andere Studie in der vorgeschlagen, dass ein Mangel an Bakterien im Dickdarm Fettleibigkeit durch die Verlangsamung der Aktivität von braunem Fett, die gegen Gewichtszunahme schützt, wenn sie durch die Verbrennung von Kalorien und weißem Fett stimuliert wird.
Eine neuere Studie liefert weitere Beweise, dass Darmbakterien die Gewichtszunahme beeinflussen können. Ein in der Zeitschrift veröffentlichter Fallbericht zeigte, dass Frauen, die sich einer fäkalen Mikrobiota-Transplantation (FMT) unter Verwendung einer übergewichtigen Spenderin unterzogen, nach dem Verfahren schnell selbst fettleibig wurden.
Ob die Darmbakterien direkt mit Fettleibigkeit in Verbindung gebracht werden, ist zwar noch nicht entschieden, aber es ist ein Bereich, der weitere Untersuchungen erfordert.
Krebs
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler zunehmend den Zusammenhang zwischen Darmbakterien und Krebs untersucht.
In einer 2013 veröffentlichten Studie behaupteten US-Forscher, dass sie bestimmte Bakterien im Darm entdecken würden – das könnte bei der Entwicklung von Lymphomen, einem Krebs der weißen Blutkörperchen, eine Rolle spielen.
Eine weitere Studie von britischen Forschern aus dem Jahr 2013 ergab, dass ein gewöhnliches Darmbakterium Magenkrebs und Zwölffingerdarmgeschwüre verursachen kann, indem es einen Teil des Immunsystems deaktiviert, der an der Regulierung der Entzündung beteiligt ist.
Und im Jahr 2014 berichtete über die Forschung von der Icahn School of Medicine am Mount Sinai, New York, NY, in dem Ermittler eine spezifische Kombination von Darmbakterien mit der Entwicklung von Darmkrebs in Verbindung gebracht.
Für diese Studie gab das Team Mäusen Antibiotika, die Genmutationen aufwiesen, von denen bekannt ist, dass sie kolorektale Polypen verursachen, die sich zu Krebs entwickeln können. Die Antibiotika wurden verabreicht, um die Darmbakterien der Mäuse zu stören. Die Forscher fanden heraus, dass diese Mäuse keine Polypen entwickelten, was darauf hindeutet, dass Darmmikroben an ihrer Entwicklung beteiligt sein könnten.
Die Forschung hat jedoch nicht nur mit der Krebsentwicklung in Verbindung gebracht, sondern auch herausgefunden, dass Darmbakterien für die Verbesserung der Wirksamkeit der Krebsbehandlung wichtig sein können.
Im Jahr 2013 fand eine Studie von Forschern des National Cancer Institute heraus, dass Immuntherapie und Chemotherapie bei Mäusen, denen Darmbakterien fehlten, weniger wirksam waren, wobei solche Behandlungen bei Mäusen mit einem normalen Darmmikrobiom signifikant besser funktionierten.
Ähnliche Ergebnisse wurden in einer Studie aus dem Jahr 2013 von französischen Forschern gefunden. Ein Antitumorwirkstoff – Cyclophosphamid – erwies sich bei Mäusen mit begrenzten Darmbakterien im Vergleich zu Mäusen mit normalen Darmbakterien als viel weniger wirksam.
"Beide Studien sind sehr aufregend, da sie erste Verbindungen zwischen Darm-Mikrobiota und [Reaktion auf] Therapien zeigen", sagte Peter Turnbaugh von der Harvard University. "Die Papiere unterstreichen die Wichtigkeit von Mikroben, nicht nur unsere anfängliche Prädisposition für Krankheiten zu gestalten, sondern auch unsere Erholung von ihr."
Psychische Gesundheit
Nicht viele von uns werden wahrscheinlich darüber nachdenken, wie Darmbakterien den mentalen Zustand beeinflussen, aber sie spielen tatsächlich eine sehr wichtige Rolle.
Laut der American Psychological Association (APA) produzieren Darmbakterien eine Reihe von Neurochemikalien, die das Gehirn für die Regulierung von physiologischen und mentalen Prozessen verwendet, einschließlich Gedächtnis, Lernen und Stimmung. In der Tat werden 95% der körpereigenen Versorgung mit Serotonin von Darmbakterien produziert, nach der APA.
In Anbetracht dessen ist es vielleicht nicht überraschend, dass Darmbakterien mit einer Reihe von psychischen Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht werden, einschließlich Angststörungen und Depressionen.
Im Jahr 2014 wurde beispielsweise in einer im Journal veröffentlichten Studie festgestellt, dass Präbiotika – Kohlenhydrate, die gesunde Bakterien im Darm anreichern – wirksam sein können, um Stress und Angstzustände zu reduzieren.
Für die Studie wurden 45 gesunde Erwachsene randomisiert, um das Präbiotikum oder ein Placebo einmal am Tag für 3 Wochen zu erhalten. Alle Teilnehmer wurden dann sowohl negativen als auch positiven Reizen ausgesetzt.
Das Team fand heraus, dass die Teilnehmer, die das Präbiotikum erhielten, weniger auf die negativen Reize achteten als diejenigen, die das Placebo erhielten – was auf eine geringere Angst in negativen Situationen hindeutet. Sie hatten auch niedrigere Niveaus des "Stresshormons" Cortisol.
"Immer wieder hören wir von Patienten, dass sie sich nie deprimiert oder ängstlich gefühlt haben, bis sie Probleme mit ihrem Darm bekommen", sagte die Hauptautorin der Studie, Dr. Kirsten Tillisch, die Hauptautorin der Studie. "Unsere Studie zeigt, dass die Darm-Gehirn-Verbindung eine Einbahnstraße ist."
Autismus
Autismus wird schätzungsweise 1 von 68 Kindern in den USA betreffen. Während Studien Umweltfaktoren – wie Umweltverschmutzung – und Genetik als mögliche Ursachen für die Störung in Verbindung bringen, beschäftigen sich Forscher zunehmend mit der Rolle von Darmbakterien in ihrer Entwicklung.
Im Jahr 2013, eine Studie von Forschern der Arizona State University festgestellt, dass Kinder mit Autismus besaßen niedrigere Ebenen von drei Arten von Darmbakterien – und – im Vergleich zu Kindern ohne Bedingung.
Eine neuere Studie des Teams ergab, dass Konzentrationen von bestimmten Chemikalien, die von Darmbakterien – so genannten Metaboliten – in Stuhlproben von Kindern mit Autismus produziert werden, sich von den Konzentrationen in den Stuhlproben von Kindern ohne Störung unterscheiden.
Dies veranlasste die Forscher zu der Hypothese, dass Darmbakterien die Metaboliten verändern, die mit der Kommunikation zwischen dem Darm und dem Gehirn in Verbindung stehen und die Gehirnfunktion stören.
Weitere Stärkung der Verbindung zwischen Darmbakterien und Autismus ist eine Studie aus dem Jahr 2013 veröffentlicht, dass das Bakterium reduziert Autismus-ähnliche Symptome bei Mäusen gefunden.
Können wir unsere Darmbakterien verändern?
Da das Darmmikrobiom durch die Nahrung, die wir essen, und die Umwelt um uns herum beeinflusst, macht es Sinn, dass es Wege gibt, es gesünder zu machen.
Laut der Mayo Clinic kann eine gesunde Ernährung das Vorhandensein von guten Darmbakterien fördern. Sie stellen fest, dass der Verzehr von fermentierten Lebensmitteln – wie Miso und Sauerkraut – das Niveau der fermentierenden Bakterien im Darm erhöht. Darüber hinaus enthalten Obst und Gemüse Fasern und Zucker, die die Gesundheit von Darmbakterien fördern können.
Laut einer Studie, die im Juni 2014 veröffentlicht wurde, könnte Bewegung auch für die Verbesserung der Darmbakterienvielfalt von entscheidender Bedeutung sein.
Die in der Zeitschrift veröffentlichte Studie verglich die Darmbakterien von 40 professionellen Rugbyspielern mit denen von zwei Kontrollgruppen. Sie fanden heraus, dass die Rugbyspieler viel mehr im Darm hatten – ein Bakterium, das mit einem reduzierten Risiko von Fettleibigkeit in Verbindung gebracht wurde.
Dr. Georgina Hold vom Institut für medizinische Wissenschaften der schottischen Universität Aberdeen stellte in einem Leitartikel der Studie fest, dass ein besseres Verständnis der Möglichkeiten zur Verbesserung der Gesundheit durch Darmbakterien von entscheidender Bedeutung ist:
"Da die Lebenserwartung weiter steigt, ist es wichtig, dass wir verstehen, wie wir am besten eine gute Gesundheit erhalten. Nie war dies relevanter als in Bezug auf unsere ansässigen Mikrobiota. Verstehen der komplexen Beziehung zwischen dem, was wir essen zu essen, Aktivität und Darm Mikrobiota Reichtum ist von wesentlicher Bedeutung.
Es sollte das Ziel sein, neue Wege zu entwickeln, um die positiven Eigenschaften unserer Mikrobiota zu manipulieren, indem Wege gefunden werden, gesundheitsfördernde Eigenschaften in ein modernes Leben zu integrieren. "
