Anpassungsfähigkeit als Merkmal eines gesunden Mikrobioms

April 2018 | Easy Reading

Univ.-Prof. Dr. Alex­ander Moschen ist Leiter des Christian Doppler Labors für Mukosale Immu­no­logie an der Uni­ver­si­täts­klinik für Innere Medizin 1 in Inns­bruck. Die Beschäf­tigung mit seinem ursprüng­lichen For­schungs­gebiet, die chro­nisch ent­zünd­lichen Darm­er­kran­kungen, hat ihn immer mehr an Fragen in Zusam­menhang mit den Mikro­biota her­an­ge­führt. Für das Journal für Ernäh­rungs­me­dizin sprach er mit Karin Gruber.

 

JEM Weiß man eigentlich schon, was ein gesundes Mikrobiom aus­macht?

Wie „das“ optimale Mikrobiom zusam­men­ge­setzt sein soll, kann man nicht so einfach sagen. Die Keimwelt des Men­schen ist etwas sehr Indi­vi­du­elles, die Über­schnei­dungen von Mensch zu Mensch auf Spe­zi­es­niveau sind relativ gering. Eines kann man jedoch mit Sicherheit sagen: Ein gesundes Mikrobiom zeichnet sich durch eine große Vielfalt aus. Es enthält mög­lichst viele Spezies – ins­gesamt sind es etwa 400 – in einem aus­ge­wo­genen Ver­hältnis. Dies über­trägt sich dann in eine größere Anzahl von mikro­biellen Genen und somit ein grö­ßeres Spektrum an Stoff­wech­sel­ka­pa­zi­täten – ins­gesamt ca. 400,000 bis 800,000 pro Indi­viduum – für das unser Mikrobiom kodiert. Dies sind die Merkmale eines eubio­ti­schen, homöo­sta­ti­schen Mikro­bioms.

JEM Mit welcher Ernäh­rungs­weise kann man das Mikrobiom am besten unter­stützen?

Mit einer aus­ge­wo­genen Mischkost, die viele ver­schiedene Sub­stanzen enthält. Dabei werden viele Stoff­wech­sel­funk­tionen ver­schie­dener Gruppen von Bak­terien unserer Mikro­biota gleich­zeitig benötigt, was wie­derum eine aus­ge­wogene und viel­fältige Zusam­men­setzung des Mikro­bioms zur Folge hat.

JEM Fle­xi­bi­lität ist also ein her­aus­ra­gendes Merkmal eines gesunden Mikro­bioms

Ein gesundes Mikrobiom stellt sich rasch auf Ände­rungen der Spei­sen­zu­sam­men­setzung an. Man hat in den letzten Jahren erkannt, dass dies mit­unter extrem schnell gehen kann. Bei Mäusen zum Bei­spiel ver­ändert sich mit einem Wechsel von faser­armer und faser­reicher Ernährung das Mikrobiom innerhalb eines Tages dras­tisch. Auch Studien beim Men­schen haben gezeigt, dass bei einem Wechsel von rein vege­ta­ri­scher Ernährung zu einer rein tie­ri­schen Kost oder auch durch Inter­ven­tionen mit diä­te­ti­schen Fasern innerhalb weniger Tage gra­vie­rende Umstruk­tu­rie­rungen im Mikrobiom nach­weisbar sind.

JEM Das Mikrobiom bei über­wiegend pflanz­licher Ernährung ist also grund­sätzlich ver­schieden zu einer Ernährung mit über­wiegend tie­ri­schen Pro­dukten.

Hier geht es vor allem um Lang­zeit­er­näh­rungs­ge­wohn­heiten. Bereits frühe Studie aus dem Jahr 2004 haben gezeigt, dass sich Mikro­biome von Kindern, die in Regionen mit einer sehr unter­schied­lichen Zusam­men­setzung der Ernährung wie in zum Bei­spiel in Burkina Faso und in Florenz auf­wachsen deutlich unter­scheiden. Trotzdem sind diese afri­ka­ni­schen und ita­lie­ni­schen Kinder grund­sätzlich gesund. Die Ergeb­nisse zeigen einfach die Anpassung des Mikro­bioms an unsere Umwelt, d.h. vor allem unsere Ernäh­rungs­weise. Würde man Kinder aus Florenz in Burkina Faso ansiedeln und umge­kehrt, so hätten sich die Mikro­biome nach einigen Jahren deutlich an die jeweilige Umgebung ange­passt.

JEM Kann man das Mikrobiom bei einer ursprüng­lichen Ernäh­rungs­weise wie in Burkina Faso als „gesünder“ bezeichnen?

Das ist schwierig zu beant­worten. Von der Enzy­maus­stattung her ist der Mensch ja als Omnivore kon­zi­piert, was evo­lu­tionäre Gründe hat. Heute kann man sich aus­suchen, was man essen möchte – früher musste man essen, was gerade da war, um durch­zu­kommen. Man muss das Mikrobiom vor diesem Hin­ter­grund betrachten. Es war im Lauf der Evo­lution in unseren Breiten sicher kaum der Fall, dass Men­schen dau­erhaft und täglich tie­ri­sches Eiweiß und Fett zu sich nehmen konnten.

Es ist ja auch schon lange bekannt, dass tie­rische Fette und tie­ri­sches Eiweiß bei dau­er­hafter Auf­nahme in grö­ßeren bzw. über­mä­ßigen Mengen den Stoff­wechsel in einer Art und Weise beein­flussen können, die Folgen wie Dia­betes, Inflammation, Athe­ro­sklerose usw. mit sich bringen.

JEM Welche Mecha­nismen sind daran beteiligt?

Man hat expe­ri­mentell nach­ge­wiesen, dass tie­ri­sches Fett das Über­wu­chern von schwe­fel­re­sis­tenten Keimen fördert. So wurde bei­spiels­weise gezeigt, dass die Ein­nahme von Milchfett zu einer ver­mehrten Kon­ju­gation von Gal­len­säuren mit Taurin kommt, wodurch die Kon­zen­tration von Schwefel im Darm steigt. Damit haben Bak­terien, die Schwefel ver­werten können – sie ver­wenden ihn zur Ener­gie­ge­winnung – einen Vorteil. Dazu gehören zum Bei­spiel Bilo­phila wads­worthia (Sul­fit­re­du­zierer) oder Alistipes finegoldii. Das sind relativ aggressive Keime, die eine bestehende Ent­zün­dungs­neigung noch ver­stärken. Das ist einer der Gründe, warum man von eher ent­zün­dungs­för­dernden und eher ent­zün­dungs­hem­menden Nah­rungs­mitteln spricht. Tie­rische Pro­dukte gehören sicher zu ers­teren.

JEM Ernährung ist also einer der Umwelt­fak­toren, die zum Bei­spiel zur Ent­stehung chro­nisch ent­zünd­licher Darm­er­kran­kungen (CED) bei­tragen können?

Wir kennen heute mehr als 200 Risi­kogene für CEDs – die gene­ti­schen Fak­toren machen aber weniger als 20 Prozent des Risikos aus. Es muss also noch Umwelt­fak­toren geben, die hier wirken. CEDs nehmen stark zu – was nehmen wir also auf, das die Ent­zündung fördert? Die Art und Weise, wie wir uns heute ernähren, ist sicherlich einer der hier wir­kenden Umwelt­fak­toren.

JEM Ent­zün­dungs­re­ak­tionen mit einer ganzen Reihe von Erkran­kungen in Zusam­menhang gebracht.

Ein Bei­spiel wäre die Athe­ro­sklerose, die letztlich auch eine ent­zünd­liche Erkrankung ist. Hier hat man gesehen, dass die Auf­nahme von relativ viel Fleisch und tie­ri­schem Fett die Krank­heits­ent­stehung fördert. Lecithin bzw. Phos­pho­t­i­dyl­cholin ist für den Men­schen ja unver­daulich, nicht aber für bestimmte Darm­bak­terien, die eine Enzy­maus­stattung zur Spaltung von Phos­pho­t­i­dyl­cholin besitzen. Dabei ent­steht Tri­me­thylamin. Das gelangt in die Leber, wo es im Sinn einer Erhöhung der Was­ser­lös­lichkeit oxi­diert wird und es ent­steht TMAO, Trimethylamin-​N-​oxid. Das ist einer der stärksten trei­benden Fak­toren für Athe­ro­sklerose und dessen Kon­se­quenzen wie Herz­in­farkt und Schlag­anfall über­haupt und es wird von Darm­bak­terien pro­du­ziert. Man kann jetzt aber nicht diesen die Schuld geben. Die Ursache liegt vielmehr in einem über­höhten oder zu kon­ti­nu­ier­lichem Konsum von tie­ri­schem Fett, wodurch man für diese schlechten Stoff­wech­sel­ei­gen­schaften selek­tiert.

JEM Welche anderen Fak­toren beein­flussen das Mikrobiom noch?

Mit der modernen Ernährung nehmen wir eine Reihe von Sub­stanzen auf, die primär nicht Bestandteil unserer Nahrung sind. Dazu gehören zum Bei­spiel Emul­ga­toren. Eine Studie mit Mäusen hat gezeigt, dass es dadurch zu Ver­än­de­rungen des Mikro­bioms kommt. Die Mäuse wiesen auch wesentlich mehr Ent­zün­dungen auf. Eine mög­liche Erklärung ist, dass dadurch die Mukus­schicht im Darm beein­trächtigt wird, es dürften aber auch weitere Fak­toren eine Rolle spielen. Auch dass die Mäuse im Zug der Auf­nahme von Emul­ga­toren stark an Gewicht zuge­nommen haben, ist eine Beob­achtung, die noch wei­terer Unter­su­chungen bedarf.

JEM Was heißt eigentlich Dys­biose?

Eine Dys­biose bedeutet nichts anders als eine Abnahme der Vielfalt und damit eine Reduktion der vom Mikrobiom kodierten Gene. Häufig treten dann ver­mehrt Keime auf, die sich als fakul­tative Aerobier ver­halten. Sys­te­ma­tisch sind diese häufig dem Phylum der Pro­te­obak­terien und dem Genus der Ente­ro­bac­te­riaceae zuzu­ordnen – und sie wirken ten­den­ziell pro-​inflammatorisch. Bak­terien, die man als „gesund“ bezeichnen könnte, die also ten­den­ziell anti-​inflammatorisch wirken, stammen im All­ge­meinen aus der Gruppe der Bac­te­ro­idetes und Fir­mi­cutes und sind strikte Anaeo­robier.

JEM Herz­lichen Dank für das Gespräch.

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