Microbiota. Wie Darmbakterien Krankheiten beeinflussen

Nach einer kurzen Pause im Zusammenhang mit dem Maiwochenende setzen wir eine Reihe von Artikeln über die Darmmikrobiota fort. Atlas und ich haben Ihnen bereits erzählt, wie die Mikrobiota funktioniert und welche Bakterien im Darm von Russen leben . Heute teilen wir Informationen darüber, wie einige Krankheiten eng mit der Darmgesundheit zusammenhängen.


Illustration von Rentonorama

Bakterien um uns herum

Die Praxis, die Sauberkeit des Körpers und des Hauses aufrechtzuerhalten, gab es fast immer (die Ausnahme ist das Mittelalter, aber wir erinnern uns, wozu die unhygienischen Bedingungen dieser Zeit letztendlich geführt haben). Und das war kein Zufall. In vielen Kulturen ist das Konzept der physischen Reinheit mit Gesundheit und Schönheit verbunden, obwohl die Existenz von Mikroorganismen erst im 17. Jahrhundert gelernt wurde und das Wort Bakterium im 19. Jahrhundert auftauchte. Es scheint, dass die Leute intuitiv verstanden haben, dass eine Person auf Sauberkeit achten muss, nur nicht wussten, welcher Mechanismus dahinter steckt.

Heute wissen wir, dass wir uns vor dem Essen die Hände waschen müssen, um pathogene Organismen loszuwerden und die Wahrscheinlichkeit von Krankheiten zu verringern. Wir duschen, putzen unsere Zähne, spülen Geschirr und Fußböden - all dies, um die schädlichen Auswirkungen von Bakterien zu vermeiden, sei es ein unangenehmer Geruch oder die Entwicklung einer Infektion.

Vor nicht allzu langer Zeit wurde jedoch klar, dass übermäßige Reinheit auch schadet: Das Immunsystem wird schwächer, wenn es weniger wahrscheinlich auf verschiedene Arten von Bakterien trifft, und heißes Wasser zerstört die schützende Fettschicht der Haut und ihrer Mikrobiome, weshalb es mit seinen Funktionen schlechter zurechtkommt. Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass Bakterien ein wichtiger Teil unseres Lebens sind. Sie unterstützen die Funktionen unserer Organe, können aber gleichzeitig viel Schaden anrichten.

Jetzt gibt es genug Forschung, um zu bewerten, wie intestinale Mikrobiota mit Typ-2-Diabetes, Atherosklerose, Fettleibigkeit, Colitis ulcerosa und Morbus Crohn assoziiert sind. Wir werden jetzt darüber sprechen.

Fettleibigkeit

Fettleibigkeit ist ein Zustand, bei dem die Menge an Fettgewebe im menschlichen Körper die Norm überschreitet. Schätzen Sie die Menge an Übergewicht auf den Body-Mass-Index einer Person. Anzeichen für Übergewicht sind Index 25 und Fettleibigkeit - 30. Sie können Ihren BMI mit einem Taschenrechner überprüfen. BMI ist nicht jedermanns Sache. Zum Beispiel wird er mit einem muskulösen Körper auch groß sein, daher können sie zusätzlich die Taille messen, um das Gesamtbild zu beurteilen.

Übergewicht kann zu metabolischem Syndrom, Arteriosklerose, Typ-2-Diabetes, Bluthochdruck, einigen Krebsarten und anderen gefährlichen Krankheiten und Zuständen führen. Der Hauptgrund für die Gewichtszunahme ist der Verbrauch von Kalorien, die nicht vom Körper aufgenommen werden, sondern in Form von Fettgewebe gespeichert werden.

Mikrobiota ist am Stoffwechsel von Substanzen beteiligt. Dies ergab sich aus mehreren Beobachtungen. Erstens unterscheidet sich die Mikrobiota dünner Menschen von übergewichtigen Menschen. Zweitens, wenn Sie die Mikrobiota einer großen Maus in eine andere transplantieren, die in einer sterilen Umgebung ohne Bakterien gewachsen ist, nimmt die zweite schnell an Gewicht zu. Wenn die Mikrobiota einer vollständigen Person in eine sterile Maus transplantiert wird, nimmt sie ebenfalls zu.



Es gibt Hinweise darauf, dass eine kohlenhydratreiche Ernährung zur Entwicklung dieser Art von Mikrobiom beiträgt, bei dem der Körper mehr Energie aus der Nahrung erhält, was das Risiko für Fettleibigkeit und Stoffwechselstörungen erhöht. Die Bakterien der Firmicutes-Abteilung helfen uns wahrscheinlich dabei.

Sie bauen Ballaststoffe ab und produzieren mehr Energie aus Lebensmitteln als andere, was das Risiko von Fettleibigkeit erhöhen kann. Wie wir bereits in einem früheren Artikel geschrieben haben, liefert die Forschung jedoch gemischte Ergebnisse. Manchmal haben Menschen mit Adipositas eine höhere Vertretung einer anderen Abteilung, was mit der westlichen Art der Ernährung verbunden ist.

Bei fettreichen Diäten wird angenommen, dass sich Bakterienzellen zersetzen und eine große Menge Lipopolysaccharide (die Überreste toter Bakterien) in den Blutkreislauf gelangen, was zu leichten Entzündungen und einem erhöhten Risiko für Fettleibigkeit führt .

Eine Studie mit Zwillingen zeigte, dass ein weniger vielfältiges Mikrobiom mit Gewichtszunahme verbunden ist, und umgekehrt verringert eine vielfältige Bakterienzusammensetzung die Wahrscheinlichkeit von Fettleibigkeit. Darüber hinaus korrelierte die Diversität positiv mit der Ballaststoffaufnahme in der Nahrung.

Es gibt auch mehrere Bakterien, die den Menschen vor Fettleibigkeit schützen - Akkermansia muciniphila und Christensenella. Wir haben in einem früheren Artikel über das erste geschrieben, und das zweite ist insofern interessant, als es am häufigsten von allen anderen Gattungen geerbt wird.

Zur Bekämpfung von Fettleibigkeit und Übergewicht kann einem Patienten heute eine Mikrobiota-Transplantation angeboten werden. Grundsätzlich wird dieses Verfahren in ausländischen Kliniken durchgeführt, da es in Russland noch im experimentellen Modus durchgeführt wird.

Typ 2 Diabetes

Typ-2-Diabetes ist eine chronische Krankheit, bei der der Körper mit der ankommenden Glukose nicht fertig wird. Wenn Glukose in den Blutkreislauf gelangt, hilft das Hormon Insulin bei der Übertragung auf die Zellen und speichert den Rest in Form von Glykogen. Bei Typ-2-Diabetes mellitus entwickelt sich eine Insulinresistenz: Der Körper reagiert nicht mehr darauf und Glukose erreicht die Zellen nicht, sondern verbleibt im Blutkreislauf.

Übermäßige Glukose im Blut kann zu Schäden an Nerven, Nieren, Augen, Bluthochdruck, Arteriosklerose und anderen Erkrankungen des Herzens und der Blutgefäße führen. Einer der Hauptfaktoren bei der Entwicklung von Typ-2-Diabetes ist Fettleibigkeit. Es wird angenommen, dass Bauchfettzellen entzündungsfördernde Substanzen freisetzen, die den Körper weniger insulinempfindlich machen.

Studien zufolge hat die Mikrobiota von Menschen mit Typ-2-Diabetes eine niedrigere Geburtenrate in der Abteilung Firmicutes. Diese Abteilung ist nur die Hauptabteilung für die Faserverarbeitung und die Herstellung von Buttersäure. Auch in der Mikrobiota von Menschen mit Typ-2-Diabetes wurden pathogenere und opportunistischere Mikroorganismen gefunden, wie Bacteroides caccae, Clostridium hathewayi, Clostridium ramosum, Clostridium symbiosum, Eggerthella lenta und Escherichia coli (Escherichia coli).



Interessanterweise reduzieren nicht alle Arten von Ballaststoffen das Risiko für Typ-2-Diabetes. Eine Metaanalyse von 9 großen Studien ergab, dass das Risiko bei Personen, die sich an eine Vollkorndiät hielten, um 33% niedriger war. Für diejenigen, die hauptsächlich Gemüse und Obst konsumierten, änderte sich das Risiko nicht.

Obst und Gemüse enthalten meist wasserlösliche Ballaststoffe, während Getreide unlöslich ist. Es ist schwer zu erklären, warum unlösliche Ballaststoffe das Risiko für Diabetes senken. Vielleicht liegt das daran, dass Gemüse und Obst viel einfacheren Zucker enthalten als Getreide.

Es gibt noch einen weiteren interessanten Vorschlag. Mehrere Studien haben einen positiven Zusammenhang zwischen einer Proteindiät und dem Risiko für Typ-2-Diabetes gezeigt. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass unlösliche Ballaststoffe die Absorption von Protein im Körper beeinflussen können. Und es scheint so. Eine Studie an übergewichtigen Menschen, bei der verschiedene Biomarker in Kot und Urin gemessen wurden, zeigte, dass tierisches Protein im Dünndarm weniger absorbiert wird, wenn Getreidefasern zur Nahrung hinzugefügt werden.

Atherosklerose

Atherosklerose ist eine Erkrankung, bei der sich in den Gefäßen Cholesterinablagerungen bilden. Diese Plaques stören den normalen Blutfluss zu Gehirn und Herz, was zu koronaren Herzerkrankungen und Schlaganfall führen kann.

Eine der Hauptursachen für Atherosklerose ist der hohe Cholesterin- und Triglyceridspiegel im Blut, der zu einer Ernährung führt, die reich an gesättigten Fetten ist. Mikrobiota können die Spiegel dieser Substanzen beeinflussen und dadurch das Risiko für die Entwicklung von Atherosklerose erhöhen oder verringern.

Die Mechanismen sind wiederum unklar (Sie haben wahrscheinlich erkannt, dass der schwächste Punkt der Forschung darin besteht, einen Kausalzusammenhang zu finden), aber es gibt einige interessante Vorschläge. Einige Bakterien können Gallensäuren synthetisieren, die vom Darm aufgenommen werden und über Rezeptoren den Glukose- und Fettstoffwechsel beeinflussen.

Ein Vergleich des Mikrobioms von gesunden Menschen und Menschen mit Atherosklerose ergab, dass erstere eine höhere Repräsentation der Bakterien Roseburia und Eubacterium aufweisen (weitere Informationen zu Bakterien finden Sie im vorherigen Artikel ) und die Repräsentation von Collinsella geringer ist. Studien zufolge verbessert das Bakterium Akkermansia muciniphila auch die Barrierefunktion des Darms und beeinflusst den Schutz vor Arteriosklerose.

Eine andere Studie stellt fest, dass Menschen mit Atherosklerose häufiger an pathogenen Bakterien wie Escherichia coli, Klebsiella spp. Und Enterobacter aerogenes leiden. Ruminococcus gnavus, ein Bakterium, das mit Darmentzündungen und einer geringen Vielfalt an Mikrobiota assoziiert ist, war bei einer Gruppe von Menschen mit Atherosklerose ebenfalls höher. Es wird angemerkt, dass die Mikrobiota von Menschen mit Atherosklerose im Vergleich zu einer gesunden Gruppe weniger ausgeglichen und vielfältig ist.

Entzündliche Darmerkrankung

Die entzündliche Darmerkrankung (IBD) ist eine chronische Entzündung des Magen-Darm-Trakts, zu der Morbus Crohn und Colitis ulcerosa gehören. Bei diesen Krankheiten greifen Zellen des Immunsystems gesundes Darmgewebe an, was zu Entzündungen, Blutungen und Geschwüren führt. Das Reizdarmsyndrom gehört nicht zu dieser Gruppe von Krankheiten.

Der Hauptunterschied zwischen den Krankheiten besteht darin, dass sich Colitis ulcerosa nur im Darm entwickelt, während Morbus Crohn in jedem Organ des Magen-Darm-Trakts auftreten kann. Entzündliche Darmerkrankungen können zu anderen gefährlichen Zuständen wie Darmkrebs führen.



Darmbakterien produzieren Metaboliten, die an Immunantworten und der Bildung der Umwelt beteiligt sind. Beispielsweise kann Buttersäure die Immunzellen von T-Killern regulieren und die antibakteriellen Funktionen von Makrophagen auslösen, die vor der Bildung von Geschwüren schützen. Studien zufolge enthielten Stuhlproben von Patienten mit IBD weniger Buttersäure und mikrobiota-weniger Bakterien, die diese produzieren.

Wissenschaftler stellen auch fest, dass bei Menschen mit IBD das Vorhandensein von Bakterien wie Roseburia hominis, Dorea formicigenerans und Ruminococcus obeum geringer ist und ihre Mikrobiota im Vergleich zu einer gesunden Bevölkerung im Allgemeinen weniger vielfältig ist. Im Darm von Menschen mit IBD gibt es einen Überschuss an Gallensäuren, die an der Immunantwort des Körpers beteiligt sind. Eine weniger vielfältige Mikrobiota kann jedoch nicht genügend andere wichtige Metaboliten produzieren. Dies kann einer der Gründe sein, warum Immunzellen beginnen, gesundes Körpergewebe zu zerstören.

Zur Behandlung von Colitis ulcerosa und Morbus Crohn können probiotische Bakterien verwendet werden, die das Gleichgewicht der Mikrobiota aufrechterhalten, die Schutzfunktionen der Schleimschicht stärken und den Tod von Darmzellen verlangsamen. Auch die Verwendung der Mikrobiota-Transplantation zur Behandlung von entzündlichen Darmerkrankungen wird aktiv untersucht.

Im nächsten Artikel werden wir detaillierter beschreiben, wie man sich um Bakterien kümmert: wie man sie füttert, vor was man sich schützt und warum man Sport treibt.