Mikroorganismen im menschlichen Körper
Mikroorganismen bevölkern verschiedene Stellen des menschlichen Körpers, darunter Haut, Nase, Mund und Darm. Besonders der menschliche Darm beherbergt eine enorme Zahl von Mikroorganismen, etwa 100 Billionen Bakterienzellen, was die Zahl der menschlichen Zellen um schätzungsweise das 10-fache übersteigt.1 Die im Darm vorkommenden Mikroorganismen sind hauptsächlich Bakterien und gehören mehr als 1.000 Arten an, 90% davon gehören zu Firmicutes und Bacteroidetes.2,3 Jeder Mensch hat eine individuelle und höchst variable Zusammensetzung von Darmmikroorganismen, obwohl allen Menschen eine Kernkombination von Mikroorganismen gemeinsam ist.2,4 Die Zusammensetzung der Darmmikroorganismen wird als Darm-„Mikrobiota“ [mikrobielle Flora] bezeichnet, die Gesamtheit der Gene der mikrobiellen Flora als „Mikrobiom“. Die Zahl der Gene der Darm-Mikrobiome übersteigt die Zahl der Gene des menschlichen Körpers um etwa das 150-fache.1
Was beeinflusst die Darm-Mikrobiota?
Die menschliche Mikrobiota wird im frühen Leben festgelegt – der Fötus im Mutterleib ist steril, die Konfrontation mit Mikroorganismen beginnt mit der Geburt, z.B. beim Passieren des Geburtskanals und/oder durch die in der Umwelt vorhandenen Mikroben. Die durch Kaiserschnitt entbundenen Babys haben im Vergleich zu vaginal geborenen eine andere Darm-Mikrobiota, die angeblich weniger günstig und angeblich stärker krankheitsanfällig sein soll, mit erhöhtem Risiko für Übergewicht und Adipositas im späteren Leben.5 Zwar wird die Mikrobiota in einem frühen Stadium des Lebens festgelegt, sie kann sich aber im Lauf des Lebens mit dem Alter, der Ernährung, dem geografischen Standort, der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln und Medikamenten sowie durch andere Umwelteinflüsse verändern.6 Überschüssiges Körperfett und Krankheiten stehen ebenfalls im Zusammenhang mit einer Veränderung der Darm-Mikrobiota.
Es ist bekannt, dass die Ernährung vom frühen Lebensalter an – einschließlich der Frage, ob das Kind gestillt oder durch industriell gefertigte Säuglingsnahrung ernährt wird – die Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota beim Menschen beeinflusst, und es wird vermutet, dass langfristige Ernährungsgewohnheiten eine beträchtliche Auswirkung haben, was einige geografische Unterschiede erklärt.2 Das liegt daran, weil Bestandteile der Ernährung, beispielsweise Ballaststoffe, durch bakterielle Fermentation zersetzt und als Brennstoff verwendet werden. Das Essen erhöhter Mengen bestimmter Nahrungsbestandteile kann die Zahl der Bakterien, die diese bestimmten Bestandteile als Brennstoff verwenden, in die Höhe schnellen lassen, was bedeutet, dass Änderungen in der Zusammensetzung der Ernährung zu Änderungen in der Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota führen können. Die Zusammensetzung der Hauptnährstoffe (das sind die Anteile von Proteinen, Kohlenhydraten und Fett) scheint einen Einfluss zu haben und jede Änderung in der Ernährung führt wahrscheinlich zu einer Verschiebung in der Darm-Mikrobiota.2 Die Zusammenhänge zwischen Ernährung und Mikrobiota werden zunehmend erforscht.
Mikroorganismen bevölkern verschiedene Stellen des menschlichen Körpers, darunter Haut, Nase, Mund und Darm. Besonders der menschliche Darm beherbergt eine enorme Zahl von Mikroorganismen, etwa 100 Billionen Bakterienzellen, was die Zahl der menschlichen Zellen um schätzungsweise das 10-fache übersteigt.1 Die im Darm vorkommenden Mikroorganismen sind hauptsächlich Bakterien und gehören mehr als 1.000 Arten an, 90% davon gehören zu Firmicutes und Bacteroidetes.2,3 Jeder Mensch hat eine individuelle und höchst variable Zusammensetzung von Darmmikroorganismen, obwohl allen Menschen eine Kernkombination von Mikroorganismen gemeinsam ist.2,4 Die Zusammensetzung der Darmmikroorganismen wird als Darm-„Mikrobiota“ [mikrobielle Flora] bezeichnet, die Gesamtheit der Gene der mikrobiellen Flora als „Mikrobiom“. Die Zahl der Gene der Darm-Mikrobiome übersteigt die Zahl der Gene des menschlichen Körpers um etwa das 150-fache.1
Was beeinflusst die Darm-Mikrobiota?
Die menschliche Mikrobiota wird im frühen Leben festgelegt – der Fötus im Mutterleib ist steril, die Konfrontation mit Mikroorganismen beginnt mit der Geburt, z.B. beim Passieren des Geburtskanals und/oder durch die in der Umwelt vorhandenen Mikroben. Die durch Kaiserschnitt entbundenen Babys haben im Vergleich zu vaginal geborenen eine andere Darm-Mikrobiota, die angeblich weniger günstig und angeblich stärker krankheitsanfällig sein soll, mit erhöhtem Risiko für Übergewicht und Adipositas im späteren Leben.5 Zwar wird die Mikrobiota in einem frühen Stadium des Lebens festgelegt, sie kann sich aber im Lauf des Lebens mit dem Alter, der Ernährung, dem geografischen Standort, der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln und Medikamenten sowie durch andere Umwelteinflüsse verändern.6 Überschüssiges Körperfett und Krankheiten stehen ebenfalls im Zusammenhang mit einer Veränderung der Darm-Mikrobiota.
Es ist bekannt, dass die Ernährung vom frühen Lebensalter an – einschließlich der Frage, ob das Kind gestillt oder durch industriell gefertigte Säuglingsnahrung ernährt wird – die Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota beim Menschen beeinflusst, und es wird vermutet, dass langfristige Ernährungsgewohnheiten eine beträchtliche Auswirkung haben, was einige geografische Unterschiede erklärt.2 Das liegt daran, weil Bestandteile der Ernährung, beispielsweise Ballaststoffe, durch bakterielle Fermentation zersetzt und als Brennstoff verwendet werden. Das Essen erhöhter Mengen bestimmter Nahrungsbestandteile kann die Zahl der Bakterien, die diese bestimmten Bestandteile als Brennstoff verwenden, in die Höhe schnellen lassen, was bedeutet, dass Änderungen in der Zusammensetzung der Ernährung zu Änderungen in der Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota führen können. Die Zusammensetzung der Hauptnährstoffe (das sind die Anteile von Proteinen, Kohlenhydraten und Fett) scheint einen Einfluss zu haben und jede Änderung in der Ernährung führt wahrscheinlich zu einer Verschiebung in der Darm-Mikrobiota.2 Die Zusammenhänge zwischen Ernährung und Mikrobiota werden zunehmend erforscht.
Die Darm-Mikrobiota und die Gesundheit
Die Erforschung der Mikrobiota des Menschen konzentriert sich hauptsächlich auf die Mikroorganismen im Darm, weil davon ausgegangen wird, dass sie in verschiedener Weise die Gesundheit beeinflussen. Es ist nachgewiesen, dass Menschen, die an bestimmten Krankheiten (z. B. entzündlicher Darmerkrankung, Reizdarmsyndrom, Allergie) leiden, eine Mikrobiota haben, die sich von der gesunder Probanden unterscheidet, obwohl es in den meisten Fällen unmöglich ist zu sagen, ob die geänderte Mikrobiota eine Ursache oder eine Folge der Krankheit ist. Die Muster einer Darm-Mikrobiota, die mit Gesundheit assoziiert werden, sind jedoch schwieriger zu bestimmen.6 Die Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota gesunder Menschen kann sehr unterschiedlich sein. Forscher haben herausgefunden, dass unterschiedliche Zusammensetzungen der Darmflora gleiche Funktionen haben können (beispielsweise wie Mikroorganismen bestimmte Bestandteile der Nahrung zersetzen oder wie sie sich auf das Immunsystem des Körpers auswirken). Es wird deshalb angenommen, dass das Funktionieren der Darm-Mikrobiota für die Gesundheit wichtiger ist als deren Zusammensetzung.6
Die im Darm vorhandenen Mikroorganismen spielen eine entscheidende Rolle für eine gesunde Verdauung, beeinflussen aber auch das Immunsystem. Immungewebe im Magen-Darm-Trakt bilden den größten und komplexesten Teil des menschlichen Immunsystems. Die Darmschleimhaut bildet eine große Oberfläche, die den Darm auskleidet, und ist pathogenen (Krankheiten verursachenden) und nicht-pathogenen Antigenen der Umwelt (Substanzen, die das Immunsystem veranlassen, Antikörper zu bilden) ausgesetzt. Im Darmlumen spielen Mikroorganismen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung eines robusten und ausgewogenen Immunsystems.3 Veränderungen in der Darm-Mikrobiota eines Menschen, zu denen es beispielsweise bei Einnahme bestimmter Antibiotika kommen kann, können das Infektionsrisiko mit opportunistischen Krankheitserregen, beispielsweise Clostridium difficile, erhöhen.6
In den letzten Jahren haben Forscher einen Zusammenhang zwischen Darm-Mikrobiota und Körpergewicht festgestellt. Obwohl sich die meisten Forschungsvorhaben noch in einem Frühstadium befinden, haben Studien ergeben, dass übergewichtige Menschen dazu tendieren, eine etwas andere Zusammensetzung der Darmbakterien als schlanke Menschen zu haben.7,8,4Ob die veränderte Zusammensetzung der Mikrobiota eine Ursache oder eine Folge der Adipositas ist, ist derzeit noch unbekannt. Studien haben gezeigt, dass sich die Zusammensetzung der Mikrobiota mit einer Gewichtsabnahme und/oder Gewichtszunahme verschiebt; über die Bedeutung solcher Veränderungen für die menschliche Gesundheit gehen die Meinungen noch auseinander.8 Einige Forscher sind der Meinung, dass die Mikrobiota adipöser Menschen dem Körper helfen kann, die aus der Nahrung „geerntete“ Energiemenge zu erhöhen, was bedeutet, dass bestimmte Strukturen von Darm-Mikrobiota die Wahrscheinlichkeit erhöhen, adipös zu werden.2,4 Diese Theorie ist jedoch noch umstritten, es wird weiterer Studien bedürfen, um herauszufinden, ob sich diese Hypothese bewahrheitet. Die meisten Nachweise über den Zusammenhang zwischen Darmflora und dem Risiko von Fettleibigkeit stammen bisher aus Tierversuchen. Ergebnisse aus Tierversuchen deuten darauf hin, dass eine „fettleibige“ Mikrobiota (also bestimmte Zusammensetzungen der Mikrobiota bei Adipositas) zu erhöhter Fettleibigkeit und ungünstigen Stoffwechselveränderungen führen können, wenn sie auf eine sterile schlanke Maus übertragen werden.2,4 Tiermodelle bieten zwar interessante Einsichten, es dürfen aber keine direkten Schlussfolgerungen auf solche Zusammenhänge beim Menschen gezogen werden. Dieser Forschungsbereich ist noch recht neu, und es werden weitere Studien erforderlich sein, insbesondere beim Menschen, um zu verstehen, wie und in welchem Umfang die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Darm sich auf die verschiedenen Stoffwechselfunktionen im Körper auswirkt.
Die Erforschung der Mikrobiota des Menschen konzentriert sich hauptsächlich auf die Mikroorganismen im Darm, weil davon ausgegangen wird, dass sie in verschiedener Weise die Gesundheit beeinflussen. Es ist nachgewiesen, dass Menschen, die an bestimmten Krankheiten (z. B. entzündlicher Darmerkrankung, Reizdarmsyndrom, Allergie) leiden, eine Mikrobiota haben, die sich von der gesunder Probanden unterscheidet, obwohl es in den meisten Fällen unmöglich ist zu sagen, ob die geänderte Mikrobiota eine Ursache oder eine Folge der Krankheit ist. Die Muster einer Darm-Mikrobiota, die mit Gesundheit assoziiert werden, sind jedoch schwieriger zu bestimmen.6 Die Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota gesunder Menschen kann sehr unterschiedlich sein. Forscher haben herausgefunden, dass unterschiedliche Zusammensetzungen der Darmflora gleiche Funktionen haben können (beispielsweise wie Mikroorganismen bestimmte Bestandteile der Nahrung zersetzen oder wie sie sich auf das Immunsystem des Körpers auswirken). Es wird deshalb angenommen, dass das Funktionieren der Darm-Mikrobiota für die Gesundheit wichtiger ist als deren Zusammensetzung.6
Die im Darm vorhandenen Mikroorganismen spielen eine entscheidende Rolle für eine gesunde Verdauung, beeinflussen aber auch das Immunsystem. Immungewebe im Magen-Darm-Trakt bilden den größten und komplexesten Teil des menschlichen Immunsystems. Die Darmschleimhaut bildet eine große Oberfläche, die den Darm auskleidet, und ist pathogenen (Krankheiten verursachenden) und nicht-pathogenen Antigenen der Umwelt (Substanzen, die das Immunsystem veranlassen, Antikörper zu bilden) ausgesetzt. Im Darmlumen spielen Mikroorganismen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung eines robusten und ausgewogenen Immunsystems.3 Veränderungen in der Darm-Mikrobiota eines Menschen, zu denen es beispielsweise bei Einnahme bestimmter Antibiotika kommen kann, können das Infektionsrisiko mit opportunistischen Krankheitserregen, beispielsweise Clostridium difficile, erhöhen.6
In den letzten Jahren haben Forscher einen Zusammenhang zwischen Darm-Mikrobiota und Körpergewicht festgestellt. Obwohl sich die meisten Forschungsvorhaben noch in einem Frühstadium befinden, haben Studien ergeben, dass übergewichtige Menschen dazu tendieren, eine etwas andere Zusammensetzung der Darmbakterien als schlanke Menschen zu haben.7,8,4Ob die veränderte Zusammensetzung der Mikrobiota eine Ursache oder eine Folge der Adipositas ist, ist derzeit noch unbekannt. Studien haben gezeigt, dass sich die Zusammensetzung der Mikrobiota mit einer Gewichtsabnahme und/oder Gewichtszunahme verschiebt; über die Bedeutung solcher Veränderungen für die menschliche Gesundheit gehen die Meinungen noch auseinander.8 Einige Forscher sind der Meinung, dass die Mikrobiota adipöser Menschen dem Körper helfen kann, die aus der Nahrung „geerntete“ Energiemenge zu erhöhen, was bedeutet, dass bestimmte Strukturen von Darm-Mikrobiota die Wahrscheinlichkeit erhöhen, adipös zu werden.2,4 Diese Theorie ist jedoch noch umstritten, es wird weiterer Studien bedürfen, um herauszufinden, ob sich diese Hypothese bewahrheitet. Die meisten Nachweise über den Zusammenhang zwischen Darmflora und dem Risiko von Fettleibigkeit stammen bisher aus Tierversuchen. Ergebnisse aus Tierversuchen deuten darauf hin, dass eine „fettleibige“ Mikrobiota (also bestimmte Zusammensetzungen der Mikrobiota bei Adipositas) zu erhöhter Fettleibigkeit und ungünstigen Stoffwechselveränderungen führen können, wenn sie auf eine sterile schlanke Maus übertragen werden.2,4 Tiermodelle bieten zwar interessante Einsichten, es dürfen aber keine direkten Schlussfolgerungen auf solche Zusammenhänge beim Menschen gezogen werden. Dieser Forschungsbereich ist noch recht neu, und es werden weitere Studien erforderlich sein, insbesondere beim Menschen, um zu verstehen, wie und in welchem Umfang die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Darm sich auf die verschiedenen Stoffwechselfunktionen im Körper auswirkt.
Probiotika und Präbiotika
Probiotika sind als lebende Mikroorganismen definiert, die, wenn in angemessenen Mengen verabreicht, einen gesundheitlichen Nutzen bringen können. Zahlreiche Arten von Probiotika wurden untersucht. Es gibt erste Nachweise, dass bestimmte Probiotika wirkungsvoll zu Verbesserungen bei Symptomen von Reizdarmsyndrom, Colitis ulcerosa (einer Form einer entzündlichen Darmerkrankung) und Infektionskrankheiten führen sowie das Risiko der Entwicklung von Ekzemen und anderer allergischer Erkrankungen reduzieren können.9,10
Auch gesunden Menschen kann die Einnahme von Probiotika nutzen – es gibt einige Nachweise dafür, dass Probiotika bei ihnen das Risiko von Infektionserkrankungen, darunter Infektionen der oberen Atemwege, verringern kann.9 Jede Wirkung eines Probiotikums ist grundsätzlich spezifisch für den jeweils verwendeten Stamm der probiotischen Bakterien. Das bedeutet, wenn eine Wirkung eines probiotischen Stamms entdeckt wird, daraus keine Schlüsse auf die möglichen Wirkungen anderer probiotischer Stämme gezogen werden dürfen.10 Zwar liegt eine beachtliche Menge an Nachweisen vor, dass es eine positive Auswirkung bestimmter probiotischer Stämme bei bestimmten Krankheiten - wie Clostridium difficile-Infektionen und Colitis ulcerosa - gibt, für andere Gesundheitsprobleme jedoch ist die Beweislage noch nicht schlüssig, und es wird weiterer Studien bedürfen, um den Nutzen von Probiotika für gesunde Menschen nachzuweisen. Die European Food Safety Authority (EFSA) [Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit], die die Europäische Kommission wissenschaftlich berät, hat bisher jegliche gesundheitsbezogenen Angaben bei Lebensmittelprodukten abgelehnt, die behaupten, die Einnahme von Probiotika nutze gesunden Menschen. Weitere Forschungen sind auf dem Wege, dabei werden neuere Technologien eingesetzt sowie spezifische Biomarker, die helfen können zu verstehen, ob und wie Menschen aus der Verwendung von Probiotika Nutzen ziehen können.
Obwohl es weiterhin unklar ist, auf welche Weise genau sich Probiotika auf die Gesundheit auswirken, wird die Meinung vertreten, dass Probiotika das Potenzial haben, sich auf die Funktion, mehr als auf die Zusammensetzung, der Mikrobiota auszuwirken.6,9 Wenn das zutrifft, könnte sich der Konsum von Probiotika auf die Gesundheit auswirken, selbst wenn dadurch keine Veränderung der Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota bewirkt wird.6
Präbiotika
Präbiotika sind unverdauliche Nahrungsbestandteile, die von Darmbakterien selektiv zur Fermentation verwendet werden. Das bedeutet, dass Bakterien, die mit positiven Auswirkungen auf die Gesundheit in Zusammenhang gebracht werden, gezielt angesprochen werden.. Es gibt brauchbare Nachweise, dass Präbiotika Veränderungen in der Darm-Mikrobiota bewirken, es ist aber immer noch unklar, auf welche Weise genau die Verwendung von Präbiotika die Zusammensetzung und Funktion der Darmflora verändern kann, wie stabil solche Veränderungen sind und was das für die menschliche Gesundheit bedeutet - dafür sind weitere Untersuchungen erforderlich.6
Probiotika sind als lebende Mikroorganismen definiert, die, wenn in angemessenen Mengen verabreicht, einen gesundheitlichen Nutzen bringen können. Zahlreiche Arten von Probiotika wurden untersucht. Es gibt erste Nachweise, dass bestimmte Probiotika wirkungsvoll zu Verbesserungen bei Symptomen von Reizdarmsyndrom, Colitis ulcerosa (einer Form einer entzündlichen Darmerkrankung) und Infektionskrankheiten führen sowie das Risiko der Entwicklung von Ekzemen und anderer allergischer Erkrankungen reduzieren können.9,10
Auch gesunden Menschen kann die Einnahme von Probiotika nutzen – es gibt einige Nachweise dafür, dass Probiotika bei ihnen das Risiko von Infektionserkrankungen, darunter Infektionen der oberen Atemwege, verringern kann.9 Jede Wirkung eines Probiotikums ist grundsätzlich spezifisch für den jeweils verwendeten Stamm der probiotischen Bakterien. Das bedeutet, wenn eine Wirkung eines probiotischen Stamms entdeckt wird, daraus keine Schlüsse auf die möglichen Wirkungen anderer probiotischer Stämme gezogen werden dürfen.10 Zwar liegt eine beachtliche Menge an Nachweisen vor, dass es eine positive Auswirkung bestimmter probiotischer Stämme bei bestimmten Krankheiten - wie Clostridium difficile-Infektionen und Colitis ulcerosa - gibt, für andere Gesundheitsprobleme jedoch ist die Beweislage noch nicht schlüssig, und es wird weiterer Studien bedürfen, um den Nutzen von Probiotika für gesunde Menschen nachzuweisen. Die European Food Safety Authority (EFSA) [Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit], die die Europäische Kommission wissenschaftlich berät, hat bisher jegliche gesundheitsbezogenen Angaben bei Lebensmittelprodukten abgelehnt, die behaupten, die Einnahme von Probiotika nutze gesunden Menschen. Weitere Forschungen sind auf dem Wege, dabei werden neuere Technologien eingesetzt sowie spezifische Biomarker, die helfen können zu verstehen, ob und wie Menschen aus der Verwendung von Probiotika Nutzen ziehen können.
Obwohl es weiterhin unklar ist, auf welche Weise genau sich Probiotika auf die Gesundheit auswirken, wird die Meinung vertreten, dass Probiotika das Potenzial haben, sich auf die Funktion, mehr als auf die Zusammensetzung, der Mikrobiota auszuwirken.6,9 Wenn das zutrifft, könnte sich der Konsum von Probiotika auf die Gesundheit auswirken, selbst wenn dadurch keine Veränderung der Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota bewirkt wird.6
Präbiotika
Präbiotika sind unverdauliche Nahrungsbestandteile, die von Darmbakterien selektiv zur Fermentation verwendet werden. Das bedeutet, dass Bakterien, die mit positiven Auswirkungen auf die Gesundheit in Zusammenhang gebracht werden, gezielt angesprochen werden.. Es gibt brauchbare Nachweise, dass Präbiotika Veränderungen in der Darm-Mikrobiota bewirken, es ist aber immer noch unklar, auf welche Weise genau die Verwendung von Präbiotika die Zusammensetzung und Funktion der Darmflora verändern kann, wie stabil solche Veränderungen sind und was das für die menschliche Gesundheit bedeutet - dafür sind weitere Untersuchungen erforderlich.6
Auswirkungen von Antibiotika auf die Darm-Mikrobiota
Die Einnahme von Antibiotika kann zu Störungen der Darm-Mikorbiota führen. Der Grund dafür ist, dass sie sich auf verschiedene Arten von Darmbakterien unterschiedlich auswirken; bestimmte Bakterien reagieren auf ein in Frage kommendes Antibiotikum besonders anfällig oder resistent.6 Das kann zu einem durch das Antibiotikum bewirkten Durchfall führen und in einem Krankenhausumfeld das Risiko einer schwereren Form von Durchfall - verursacht durch den Krankheitserreger Clostridium difficile - erhöhen. Die Auswirkungen von Antibiotika sind üblicherweise kurzfristig, es sind aber auch Störungen der Darm-Mikrobiota über längere Zeiträume hinweg belegt.6 Es gibt Nachweise dafür, dass die Einnahme von Probiotika während einer Behandlung mit Antibiotika das Risiko, eines dadurch verursachten Durchfalls reduzieren kann.11
Die Einnahme von Antibiotika kann zu Störungen der Darm-Mikorbiota führen. Der Grund dafür ist, dass sie sich auf verschiedene Arten von Darmbakterien unterschiedlich auswirken; bestimmte Bakterien reagieren auf ein in Frage kommendes Antibiotikum besonders anfällig oder resistent.6 Das kann zu einem durch das Antibiotikum bewirkten Durchfall führen und in einem Krankenhausumfeld das Risiko einer schwereren Form von Durchfall - verursacht durch den Krankheitserreger Clostridium difficile - erhöhen. Die Auswirkungen von Antibiotika sind üblicherweise kurzfristig, es sind aber auch Störungen der Darm-Mikrobiota über längere Zeiträume hinweg belegt.6 Es gibt Nachweise dafür, dass die Einnahme von Probiotika während einer Behandlung mit Antibiotika das Risiko, eines dadurch verursachten Durchfalls reduzieren kann.11
Schlussfolgerung
Die im Darm des Menschen vorhandenen Mikroorganismen spielen für die menschliche Gesundheit ohne Zweifel eine entscheidende Rolle. Wie genau, in welchem Umfang und in welchen Bereichen sich unsere “Bewohner” auf die menschliche Gesundheit auswirken, bedarf noch der Klärung; das gilt auch für einen Nachweis dazu, wie die Zusammensetzung und/oder Funktion der Mikrobiota verändert werden könnte, um einen bestimmten gesundheitlichen Nutzen zu erzielen.
Die im Darm des Menschen vorhandenen Mikroorganismen spielen für die menschliche Gesundheit ohne Zweifel eine entscheidende Rolle. Wie genau, in welchem Umfang und in welchen Bereichen sich unsere “Bewohner” auf die menschliche Gesundheit auswirken, bedarf noch der Klärung; das gilt auch für einen Nachweis dazu, wie die Zusammensetzung und/oder Funktion der Mikrobiota verändert werden könnte, um einen bestimmten gesundheitlichen Nutzen zu erzielen.
Literatur
- Wu GD & Lewis JD (2013). Analysis of the human gut microbiome and association with disease. Clinical Gastroenterology Hepatology 11(7):774-777.
- Tremaroli V & Bäckhed F (2012). Functional interactions between the gut microbiota and host metabolism. Nature 489:242-249.
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- Molinaro, Paschetta E, Cassader M, et al. (2012). Probiotics, prebiotics, energy balance, and obesity – mechanistic insights and therapeutic implications. Gastroenterology Clinics of North America 41(4):843-854.
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Darmbakterien schützen vor Übergewicht
Die meisten übergewichtigen Menschen kennen die typischen Sprüche wie: „Mach doch mal mehr Sport“ oder „Iss doch nicht immer so viel“ nur zu gut. Die grundsätzliche Richtigkeit dieser Aussagen steht natürlich nicht zur Debatte, denn verbraucht man mehr Kalorien als man zu sich nimmt, schmelzen die Fettpolster. Jedoch stellt sich die Frage, warum manche Menschen trotz strenger Diät nicht abnehmen und andere trotz scheinbar maßlosem Genuss kein Gramm zunehmen. Die meisten Mediziner sind sich einig, dass Fast Food und wenig Bewegung nicht die einzigen Ursachen für Übergewicht sind, da der menschliche Stoffwechsel dafür viel zu komplex ist. Die Entstehung von Fettreserven hängt von zahlreichen, teils noch unerforschten Faktoren ab, wie beispielsweise der Darmtätigkeit.
Knapp 300 Personen getestet
Laut der Studie von Oluf Pederson, einem Biomediziner der Kopenhagener Universität, ist Übergewicht stark mit der Darmflora verbunden. Personen mit einer reich und vielfältig besiedelten Darmflora, haben ein wesentlich geringeres Risiko dick zu werden. Weitere Studienergebnisse wurden im Nature Magazin veröffentlicht.
Um die Theorie zu beweisen, wurden für die Studie 123 schlanke und mehr als 160 übergewichtige Personen untersucht. Mit Hilfe von Stuhlproben konnten Erbgut-Fragmente der vorkommenden Darmbakterien isoliert werden. Dabei zeigte sich, dass die Menge an Bakterien stark unter den verschiedenen Probanden variierte. Die Proben reichten von etwa 680.000 Bakteriengenen, was für eine gesunde und aktive Darmflora spricht, bis hin zu lediglich 380.000 Genen. Wie zu Beginn von den Wissenschaftlern angenommen, befanden sich unter den Personen mit dünnbesiedeltem Darm hauptsächlich Übergewichtige. Pederson und sein Team sind daher davon überzeugt, dass die Darmbakterien einen wesentlichen Einfluss auf gewisse Stoffwechselvorgänge haben. Bakterienarme Testpersonen wiesen außerdem einen hohen Gehalt des Eiweißes ANGPLT4 auf, welches für die Ausschüttung von freien Fettsäuren verantwortlich ist. Die Forscher halten eine Wechselwirkung zwischen dem Eiweiß und den Darmbakterien für eine mögliche Lösung dieses Problems.
Um die Theorie zu beweisen, wurden für die Studie 123 schlanke und mehr als 160 übergewichtige Personen untersucht. Mit Hilfe von Stuhlproben konnten Erbgut-Fragmente der vorkommenden Darmbakterien isoliert werden. Dabei zeigte sich, dass die Menge an Bakterien stark unter den verschiedenen Probanden variierte. Die Proben reichten von etwa 680.000 Bakteriengenen, was für eine gesunde und aktive Darmflora spricht, bis hin zu lediglich 380.000 Genen. Wie zu Beginn von den Wissenschaftlern angenommen, befanden sich unter den Personen mit dünnbesiedeltem Darm hauptsächlich Übergewichtige. Pederson und sein Team sind daher davon überzeugt, dass die Darmbakterien einen wesentlichen Einfluss auf gewisse Stoffwechselvorgänge haben. Bakterienarme Testpersonen wiesen außerdem einen hohen Gehalt des Eiweißes ANGPLT4 auf, welches für die Ausschüttung von freien Fettsäuren verantwortlich ist. Die Forscher halten eine Wechselwirkung zwischen dem Eiweiß und den Darmbakterien für eine mögliche Lösung dieses Problems.
Darmbakterien schützen vor Übergewicht
Ebenso erstaunlich waren die zum Teil völlig unterschiedlichen Bakterien, die bei den Testpersonen vorkamen. Viele übergewichtige Personen zeigten ein vermehrtes Aufkommen der Spezies Bacteroides. Diese Art ist dafür bekannt, selbst schwer verdauliche Nahrung wie Pflanzenfasern, abzubauen und dabei in energiereichen Zucker umwandelt. Normalerweise werden Ballaststoffe bei den meisten Menschen fast unverdaut wieder ausgeschieden. Für Personen, die eine große Menge dieser Bakterien aufweisen, kann somit auf ein vermeintlich leichter Salat schnell zur Kalorienbombe werden. Auch ein gestörter Fettstoffwechsel sowie Diabetes Typ-2 kam unter den Menschen mit geringer Mikrobenvielfalt häufiger vor. Gewisse Bakterien verursachen leichte Entzündungen an der Darmschleimhaut, wodurch der Fettstoffwechsel gestört wird und die Zellen empfindlicher für Insulin werden. Dieser Vorgang sorgt dafür, dass die Zellen nicht mehr auf das Hormon reagieren und somit mehr Zucker im Blut zurückbleibt. Diese Insulinresistenz ist der erste Vorbote von Diabetes.
Drei unterschiedliche Darmtypen
Auch in Deutschland haben Wissenschaftler des DIFE (Deutsches Institut für Ernährungsforschung) dieses Phänomen untersucht. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass sich die meisten Personen in eine von drei Darmtypgruppen einteilen lassen, welche Bacteroides-Darmtyp 1, Prevotella-Darmtyp 2 und der am häufigsten vertretene Ruminococcus-Darmtyp 3 heißen. Die Forscher haben ebenfalls herausgefunden, dass die Bacteroides- und Ruminococcus-Bakterien besonders viel Energie aus der zu verdauenden Nahrung extrahieren.
Antibiotika maßvoll einsetzen
Nach Auswertung dieser Ergebnisse, ist laut Pederson nicht nur eine kalorienarme Ernährung wichtig um abzunehmen, sondern auch die Gesunderhaltung des Darmtraktes. Vor allem der Einsatz von Antibiotika sollte wohl überlegt sein, denn die Arznei tötet neben den Krankheitserregern auch die für unsere Verdauung wichtigen Bakterien ab. Der Zusammenhang zwischen Übergewicht und Antibiotika wurde bereits in älteren Studien an der New York University belegt. Es hat sich gezeigt, dass Kinder die vor ihrem sechsten Lebensmonat Antibiotika erhalten, im Laufe ihrer Kindheit eher dazu neigen dick zu werden.
Wird die Darmflora bereits im frühen Alter beschädigt, so wirkt sich dies meist auf die viele nachfolgende Jahre aus, denn die Regeneration ist kein plötzlicher Prozess. Auch wenn die Werbung zahlreiche probiotische und darmaufbauende Joghurts oder Drinks anpreist, so ist deren Wirkung keinesfalls wissenschaftlich belegt.
Link Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Wird die Darmflora bereits im frühen Alter beschädigt, so wirkt sich dies meist auf die viele nachfolgende Jahre aus, denn die Regeneration ist kein plötzlicher Prozess. Auch wenn die Werbung zahlreiche probiotische und darmaufbauende Joghurts oder Drinks anpreist, so ist deren Wirkung keinesfalls wissenschaftlich belegt.
Link Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Je mehr Fett, desto weniger Chancen abzunehmen
Ein Protein scheint zu verhindern, dass man abnimmt, wenn bereits besonders viel Körperfett vorhanden ist. Das konnten Wissenschaftler der University of Cambridge (UK) und der Toho University (Japan) laut einem Artikel in "Nature Communications" zeigen. Die Forscher haben in Versuchen mit Mäusen mit sLR11 ein Protein entdeckt, das den Vorgang der Thermogenese, die vom braunen Fettgewebe gesteuert wird, unterdrückt.
Deshalb wurden Mäuse untersucht, denen das Gen für die Produktion des sLR11-Proteins fehlte. Diese Tiere nehmen weniger leicht zu. Alle Mäuse - und auch Menschen - erhöhen ihre Metabolismusrate, wenn sie von einer kalorienarmen auf eine kalorienreichen Ernährung umstellen. Bei Tieren ohne das angesprochene Gen fällt dieser Anstieg jedoch höher aus und sie sind in der Lage, mehr Energie zu verbrennen.
Außerdem zeigte sich, dass bei diesen Mäusen Gene, die eigentlich dem braunen Fettgewebe zugeordnet werden, vermehrt in der weißen Fettmasse aktiv sind. Das deckt sich mit der Beobachtung, dass diese Tiere "thermogenetischer" reagieren und den Energieumsatz bei fettreicher Fütterung erhöhen.
Die Forscher konnten nachweisen, dass sLR11 an spezifische Rezeptoren auf den Fettzellen bindet, um die Fähigkeit zur Thermogenese zu hemmen. Das Protein wirkt wie ein Signal, um Fett zu speichern und Energieverlust durch Thermogenese zu verhindern.
Bei Menschen stellte sich heraus, dass das SLR11 im Blut mit der Gesamtfettmasse korreliert. Bei Patienten nach einem bariatrischen Eingriff fand sich direkt proportional zur Verringerung des Gewichts weniger sLR11. Das zeigt laut den Forschern, dass das Protein von den Fettzellen produziert wird.
Diese Ergebnisse weisen auf Mechanismen hin, die der Körper nutzt, um gespeicherte Energie zu halten und sie nicht durch Thermogenese zu "verschwenden". "Die Entdeckung könnte erklären, warum übergewichtige Menschen es unglaublich schwer finden, Gewicht zu verlieren", meint Ko-Autor Andrew Whittle.
Die Arbeit könnte die Entwicklung neuer Medikamente anstoßen, die entweder dazu beitragen, Übergewicht zu reduzieren, indem sie die Wirkung von SLR11 blockieren oder durch Mimese dieses Vorgangs, meinen die Forscher.
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