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Forschungserkenntnisse zum Mikrobiom

Intaktes Mikrobiom stärkt Immunabwehr
Jeder Mensch besitzt eine individuelle genetische Information, die ihn von anderen Menschen unterscheidet. Die genetische Information ist in jeder Körperzelle vorhanden und liegt dort im Zellkern in Form von Chromosomen vor. Der Unterschied der individuellen genetischen Information zweier Menschen beträgt nur etwa 0,1 %.

Jeder Mensch hat auch ein eigenes, individuelles Mikrobiom, bestehend aus Mikroorganismen in Form von Bakterien, Viren und Pilzen. Dieses Mikrobiom besitzt mehr Mikroorganismen als der Mensch Körperzellen hat. Die genetische Information der Mikroorganismen und damit des gesamten Mikrobioms unterscheidet deshalb zwei Menschen viel deutlicher als die genetische Information in ihren DNA in den Zellkernen.

Unser individuelles Mikrobiom gilt es zu hegen und zu pflegen. Entscheidend dazu beitragen kann eine ausgewogene Ernährung, von Geburt an bis ins hohe Alter. Wenn trotz guter oder aber durch falsche Ernährung Störungen im Gleichgewicht des Mikrobioms auftreten, können Folgekrankheiten die Konsequenz sein.

Durch seine Komplexität und Individualität ist das Mikrobiom ein sehr schwieriges Forschungsfeld. Bei über tausend verschiedenen Bakterien-, Viren- und Pilzstämmen, die im Mikrobiom eines Menschen individuell zusammenleben, sind Rückschlüsse auf Veränderungen einzelner Bakterien und deren Auswirkungen schwer zu erkennen und nachzuvollziehen. Und noch schwieriger ist es, sinnvolle Maßnahmen daraus zu erarbeiten.

Die Mikrobiom-Forschung steht erst am Anfang, ist weltweit jedoch stark am Zunehmen. Einige einfache, aber doch sehr erstaunliche Ergebnisse dieses jungen Forschungszweiges lassen erkennen, wie umfangreich die Rolle ist, die das Mikrobiom in allen Bereichen unseres Körpers und seiner Stoffwechselvorgänge spielt.


Mikrobiom und Muttermilch
Muttermilch und Mikrobiom
Die Muttermilch hat einen wesentlichen Einfluss auf den Aufbau des Mikrobioms des Säuglings. Eine wichtige Rolle spielen dabei Lactobacillen, beispielsweise Lactobacillus fermentum und reuteri. In Studien wurde herausgefunden, dass die Gabe dieser Lactobacillen als Diät oder als Nahrungsergänzungsmittel den Babys helfen, ihr Mikrobiom und ihre Immunabwehr aufzubauen. So sind sie besser geschützt vor Durchfall, Koliken, Atemwegserkrankungen und Hautallergien. Nehmen Schwangere diese Probiotika vor der Geburt ein, so hilft diese Einnahme auch dem Kind, wie eine Studie zeigt.


Fettleibigkeit und Mikrobiom
Aus Versuchen mit Mäusen und aus der Tierzucht ist bekannt, dass die Zusammensetzung des Mikrobioms verantwortlich für Fettleibigkeit sein kann und dass Veränderungen des Mikrobioms zu Fettleibigkeit führen können.

Beispiel: Zuckerreiche Ernährung und Probiotikum
In der Pharmazeutischen Zeitung (PZ) werden Erkenntnisse aus Experimenten mit Mäusen an der Keio-Universität Tokio und der Columbia Universität New York beschrieben. Sie zeigen, dass zuckerreiche Ernährung die Darmflora schädigt. Zucker scheint das Wachstum bestimmter Bakterien (Faecilabaculum rodentium) in der Darmflora zu fördern und das anderer Bakterien (segmentierte filamentöse Bakterien - SFB) zu hemmen. Weniger SFB stimulieren weniger T-Helferzellen und dadurch wird der Fettabbau gestört. Dieser Effekt tritt bei fett- und zuckerreicher Ernährung auf, bei fettreicher Ernährung OHNE Zucker nicht. Erhalten die Mäuse zusätzlich SFB als Probiotikum, so erhöht sich die Zahl der T-Helferzellen und normalisiert den Vorgang.
„Mäuse haben zwar andere SFB-Arten als Menschen, doch gibt es auch beim Menschen vermutlich Spezies, die diese Aufgaben erfüllen.“, erläutert Prof. Dr. Ivaylo Ivanov in einer Pressemitteilung der Columbia University.


Alkohol und Mikrobiom
Es ist bekannt, dass das individuelle Mikrobiom sehr stabil ist. Es regeneriert sich nach Auslandsreisen, nach Antibiotikagaben oder Essensumstellungen bereits nach wenigen Wochen. Verändert sich das Mikrobiom dauerhaft, sind Krankheiten die Folge. Übermäßiger Alkoholkonsum beispielsweise führt zu einer charakteristischen Veränderung des Mikrobioms, die eine Störung der Darmbarriere und die Aufnahme von bakteriellen Stoffwechselprodukten ins Blut mit sich bringt, die die Leber belasten und bis hin zu alkoholbedingten Lebererkrankungen führen.


Depressionen und Probiotika
Im Fachjournal „Frontiers in Psychiatry“ veröffentlichte ein Team um Dr. Caroline Wallace, Queens Uni in Kingston, Kanada, eine Pilotstudie* an zehn Patientinnen und Patienten mit mäßig schweren Depressionen. Sie erhielten acht Wochen lang ein Probiotikum mit Lactobacillen und Bifidobacterien. Bereits nach vier Wochen zeigten sich deutlich erkennbare Verbesserungen der klinischen Symptome und nach acht Wochen zusätzlich eine Verbesserung der Schlafqualität. Keine der zehn Personen berichtete über Nebenwirkungen. De Studie wird zwar nicht allen wissenschaftlichen Ansprüchen gerecht, aber das Ergebnis ist trotzdem sehr deutlich.

*DOI: 10.3389/fpsyt.2021

Mikrobiom und Gemüse
Asthma und Mikrobiom
Es gilt heute als erwiesen, dass Kinder, die auf dem Bauernhof mit traditioneller Landwirtschaft und einer gesunden, ballaststoffhaltigen Mischkost aufwachsen, ein niedrigeres Asthmarisiko, weniger Nahrungsmittelallergien und weniger allergische Sensibilisierungen zeigen. Viele Nahrungsmittel enthalten kurzkettige Fettsäuren, die dabei eine große Rolle spielen. Sie entstehen beispielsweise aus Ballaststoffen in Obst, Gemüse und Hülsenfrüchten und kommen in Ölen wie Kokosöl (MCT-Öl) und Butter vor. Darüber hinaus produzieren Lactobacillen in der Darmflora diese kurzkettigen Fettsäuren aus Ballaststoffen. Ihre hohe Konzentration begünstigt im Stoffwechsel das Gleichgewicht hin zur Indizierung von Immunglobulinen, zur Produktion entzündungshemmender Botenstoffe und zur Vermeidung von Toleranzbildungen.


Rheuma und Mikrobiom
Es ist nachgewiesen, dass ein dauerhaft verändertes Mikrobiom, das eine undichte Darmbarriere nach sich zieht, bei Rheuma schon in einer sehr frühen Phase eine Rolle spielt, denn es gelangen funktionell gestörte Immunzellen aus dem Darm in die Gelenke. Jetzt wird einerseits versucht, mit einem Arzneimittel die Darmbarriere zu reparieren, andererseits über eine ballastreiche Ernährung das dauerhaft verschobene Verhältnis der Darmbakterien wieder zu normalisieren und somit die Ursache für die gestörte Darmbarriere zu beseitigen.
Wie das Beispiel zeigt, kommt so langsam die Idee auf, ob es nicht günstiger ist, frühzeitig und gezielt das Mikrobiom zu behandeln statt hinterher den kranken Menschen.



Parkinson und Probiotika
Verstopfung gehört zu den nicht motorischen Symptomen der Parkinson-Krankheit. Sie stelle ein wesentliches Problem dar, das behandelt werden müsse, von den Neurologen oftmals aber mit wenig Erfolgskontrolle verfolgt würde, stellte Prof. Dr. Jan Kassubek von der Universitätsklinik für Neurologie Ulm fest. Er verweist auf eine Studie*, die zeigt, dass probiotische Nahrungsergänzungsmittel sowohl die Verstopfung als auch die symptombezogene Lebensqualität erheblich verbessern können. Zuvor hatte bereits eine Kombination aus Probiotika und präbiotischer Faserprodukten eine Verbesserung erzielt. Diese Erweiterung der Behandlungsmöglichkeiten schätzt Prof. Dr. Kassubek als sehr erfreulich ein, zumal sie weitgehend nebenwirkungsfrei ist,

*Tan AH, Lim SY, Chong KK et al. Probiotics for constipation in parkinson disease. A randomized placebo-controlled study. Neurology. 2021; 96: e772.


Alter und Mikrobiom
In einer in der Zeitschrift „nature“ publizierten Arbeit* fanden japanische und amerikanische Forscher heraus, dass Menschen, die über 100 Jahre alt sind, im Vergleich zu jüngeren Personen ein Mikrobiom aufweisen, das angereichert ist mit Mikroorganismen (z.B. Odoribacteriaceae), die sekundäre Gallensäuren (z.B. IsoallolLCA) produzieren. Diese Gallensäuren wiederum wirken antimikrobiell auf schädliche Bakterien (z.B. Clostridien, Enterococcus faecius). Das könnte darauf hinweisen, dass sich bei den über Hundertjährigen das Mikrobiom durch diesen spezifischen Gallesäurestoffwechsel stabilisiert hat. Ob das therapeutisch genutzt werden kann, wird noch untersucht.

An der Studie nahmen 160 Personen über 100 Jahre, 112 Personen zwischen 85 und 89 Jahren und 47 Personen zwischen 21 und 55 Jahren teil.

*DOI: 10.1038/s41586-021-03832-5

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