Darmflora-Forschung noch immer voller Überraschungen

In den letzten Monaten sind wieder einige neue und interessante Studien zur Darmflora erschienen: Antibiotika verschaffen Pathogenen im Darm „Atemluft“, es gibt Bakterien, die in Immunzellen leben und Stress kann durch die Verabreichung von nützlichen Bakterien bekämpft werden.

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Antibiotika verschaffen Salmonellen „Atemluft“

Forscher an der UC Davis (USA) haben den Wirkmechanismus, über den Antibiotika das Wachstum von Krankheitserregern stimulieren, aufgedeckt.

Nach Angaben der Forscher sorgen Antibiotika zunächst dafür, dass die Anzahl der nützlichen Bakterien im Darm abnimmt. Dazu gehören auch die Bakterien, die in Gemüse vorkommende Ballaststoffe aufspalten und in Butyrate umwandeln. Die Darmwand verwendet diese Butyrate als Energiequelle, um Wasser aufzunehmen.

Wenn die Ballaststoffe nicht mehr abgebaut werden, können die Zellen der Darmwand weniger Wasser und auch weniger Sauerstoff aufnehmen. Als Folge steigt der Sauerstoffgehalt im Lumen, wodurch das Wachstum von Salmonellen gefördert wird.

„Im Gegensatz zu den nützlichen, im Darm lebenden anaeroben Mikroorganismen, die für ihr Wachstum keinen Sauerstoff benötigen, beginnen sich Salmonellen in der sauerstoffreichen Umgebung, die nach dem Gebrauch von Antibiotika entsteht, stark zu vermehren“, erklären die Forscher. „In gewisser Weise sorgen Antibiotika also dafür, dass Pathogene im Darm besser atmen können.“

Weitere Untersuchungen sind nach Ansicht der Wissenschaftler notwendig, um zu bestimmen, ob der Mechanismus nur für Salmonellen und Butyrate gilt oder ob möglicherweise ähnliche Mechanismen die Grundlage anderer Krankheitsprozesse bilden. Schon in früheren Studien wurde gezeigt, dass bereits geringe Mengen von Butyrat-produzierenden Bakterien und entzündliche Darmerkrankungen wie Colitis ulcerosa und Morbus Crohn Hand in Hand gehen.

Einzigartige Bakterien, die in Immunzellen leben

Es scheint nützliche Bakterien zu geben, die in Immunzellen  leben und von dort aus den Körper gegen Infektionen und Krankheiten schützen. Dies zeigt eine Studie der renommierten Cornell Universität (USA).

„Lange Zeit hat man angenommen, dass der menschliche Körper im Grunde steril ist und eine physische Trennung zwischen dem Immunsystem und unseren kommensalen Bakterien erforderlich ist, um chronische Entzündungen zu vermeiden“, erklären die Forscher. „Obwohl dies für die meisten Arten von kommensalen Bakterien sicherlich richtig ist, zeigen unsere neuesten Forschungsergebnisse, dass es bestimmte Bakterien gibt, die mit Immunzellen in einer solchen Weise eng zusammenleben, dass dies sowohl für den Menschen als auch für seine Mikroorganismen von Vorteil ist.“

Bekanntermaßen dringen zum Beispiel bei entzündlichen Darmerkrankungen schädliche Bakterien in den Körper ein und verursachen dort Entzündungen. Aber es gibt auch Bakterien, die mit dem Körper hervorragend zusammenarbeiten können.

„Bestimmte Bakterien, die im lymphatischen Gewebe zurückbleiben, schützen das Gewebe und verringern Entzündungen“, erklären die Forscher.

Zurzeit laufen gerade Untersuchungen zu therapeutischen Anwendungsmöglichkeiten dieser einzigartigen neuen Art von Kommensalen.

Nützliche Bakterien verringern Stress

Es wird immer deutlicher, dass die Zusammensetzung unserer Darmflora einen wichtigen Einfluss auf unsere Stimmung und das geistige Wohlbefinden ausübt. Untersuchungen zeigen, dass es zum Beispiel möglich ist, die Stimmung von Mäusen mit Probiotika günstig zu beeinflussen.

„Bei gestressten Mäusen haben wir ein Ungleichgewicht der Darmflora festgestellt. Es war eine geringere Vielfalt von Arten vorhanden. Je geringer die Vielfalt, desto größer die Störung des Körpers“, erklären die Forscher.

Die Forscher verabreichten die probiotischen Bakterien, die sie bei nicht-gestressten Mäusen gefunden hatten, auch den gestressten Mäusen. Anschließend wurden Stuhlproben gesammelt und mit einem MRT-Scanner nach etwaigen Änderungen der Gehirnchemie gesucht.

„Das Verhalten der Mäuse besserte sich aufgrund der Behandlung mit Probiotika signifikant. Aber nicht nur das: Die Verhaltensverbesserung blieb auch in den Wochen nach der Behandlung bestehen. Außerdem gelang es, mit dem MRT-Scanner spezifische Biomarker zu finden, durch die gut unterschieden werden konnte, ob die Mäuse gestresst waren oder Probiotika erhalten hatten.“

Vielleicht ließe sich mit solchen Stressbiomarkern zukünftig auch beim Menschen feststellen, ob jemand an einer PTBS leidet oder Gefahr läuft, eine solche zu entwickeln. So könnte frühzeitig eingegriffen werden und möglicherweise eine Therapie mit Probiotika begonnen werden.

Die Wissenschaftler hoffen, genügend Fördermittel zu erhalten, um so bald wie möglich mit klinischen Untersuchungen am Menschen zum Zusammenhang zwischen Stress, Probiotika und der chemischen Zusammensetzung des Gehirns zu beginnen.

Literatur

1. Fabian Rivera-Chávez et al, Depletion of Butyrate-Producing Clostridia from the Gut Microbiota Drives an Aerobic Luminal Expansion of Salmonella, Cell Host & Microbe (2016).
2. onr.navy.mil/Media-Center/Press-Releases/2016/Gut-Microbes-Effect-On-PTSD.aspx
3. Thomas C. Fung, Nicholas J. Bessman, Matthew R. Hepworth, Nitin Kumar, Naoko Shibata, Dmytro Kobuley, Kelvin Wang, Carly G.K. Ziegler, Jeremy Goc, Tatsuichiro Shima, Yoshinori Umesaki, R. Balfour Sartor, Kaede V. Sullivan, Trevor D. Lawley, Jun Kunisawa, Hiroshi Kiyono, Gregory F. Sonnenberg, Lymphoid-Tissue-Resident Commensal Bacteria Promote Members of the IL-10 Cytokine Family to Establish Mutualism, Immunity, Volume 44, Issue 3, p634–646, 15 March 2016.