Bifidobakterien oder Ballststoffe schützen die innere Schleimhaut des Colons

Untersuchungen der Universität Gothenburg nehmen erneut das Zusammenspiel von Darmschleimhaut und Ballaststoffen in den Fokus

Die Menge an Ballaststoffen in ihrer Diät beeinflusst ihr Gewicht, den Blutzuckerspiegel und die Empfindlichkeit der Zellen für Insulin. Nicht ausreichender Konsum an Ballaststoffen kombiniert mit fett- und kohlenhydratreicher Nahrung steht in Verbindung mit einem größeren Risiko für entzündliche Darmerkrankungen, Gewichtszunahme, Diabetes und mehr.

Mäuse auf einer Diät mit wenig Ballaststoffen entwickelten nach nur drei Tagen Fehlstellen in der Colonschleimhaut deren Charakteristik die größere Durchlässigkeit für Darmbakterien ist. Zudem verändert ein niedriger Gehalt an Ballaststoffen die bakterielle Zusammensetzung und deren Produkte.

Eine Nahrungsergänzung mit Bifidobakterien stimulierte das Wachstum der Schleimhaut, verhindert jedoch nicht dass Darmbakterien die Körperzellen erreichen. Eine Ergänzung mit dem von Bifidobakterien verstoffwechseltem Ballaststoff Inulin, verhindert letzteres, aber nicht die Schleimhautdefekte.

Die Ernährung beeinflusst die Zusammensetzung der Darm-Mikrobiota stark. Darmbakterien können die Darmschleimschicht beeinflussen. Sie ist eine physikalische Barriere, die Billionen von Darmbakterien vom Wirt trennt.

Das Zusammenspiel zwischen einer westlichen Diät (WD), der Darm-Mikrobiota-Zusammensetzung und der Darmschleimhaut ist noch immer wenig klar. In dieser Studie wurde gezeigt, dass Mäuse, die mit einer WD gefüttert werden, eine veränderte Kolonmikrobiota-Zusammensetzung haben. Diese bewirkt eine erhöhte Durchlässigkeit und eine reduzierte Wachstumsrate der inneren Schleimschicht.

Beide Barrierefehler können durch die Transplantation von Mikrobiota aus natürlich gefütterten Mäusen verhindert werden. Wurde den Mäusen das Bifidobacterium longum verabreicht, stellte das bei ihnen das Schleimwachstum wieder her.

Die Verabreichung des Faserinulins verhinderte eine erhöhte Schleimdurchlässigkeit bei WD-gefütterten Mäusen. Das Vorhandensein von verschiedenen Bakterien ist entscheidend für die einwandfreie Schleimfunktion.

Beim Menschen bestätigt, können diese Ergebnisse dazu beitragen, Krankheiten mit einer betroffenen Schleimhaut, wie z.B. die Colitis ulcerosa, besser zu verstehen.

Darmschleim ist eine physikalische Barriere, die aus zwei Schichten besteht und den Wirt vor den enormen Mengen an Darmbakterien schützt. Im gesunden Dickdarm ist die innere Schicht praktisch steril, gut definiert und mit dem Epithel verbunden.

Im Gegensatz dazu besiedeln Bakterien die äußere Schleimschicht stark und bauen Schleimglykane als Energiequelle ab (Johansson et al., 2008). Die Außenschicht ist daher nur lose gebunden, weniger definiert und wird durch Schleim, Bakterien und Darminhalt gebildet.

Foto: "Räumliche Strukturen des Darmbioms"
Foto: “Räumliche Strukturen des Darmbioms, von Hasegawa Y, Mark Welch JL, Rossetti BJ, Borisy GG”

Kolonschleim wird durch ein extensiv glykosyliertes Mucin-2 (Muc2)-Netzwerk aufrechterhalten, das sich nach der Sekretion aus Darmkelchzellen ausdehnt und die innere Schleimschicht in 1-2 Stunden erneuert (Ambort et al., 2012, Johansson, 2012) und so verhindert, dass Mikroben das Darmepithel erreichen und verlagern (Johansson et al., 2008).

Dementsprechend können strukturelle Defekte oder das völlige Fehlen der Schleimschicht bei Mäusen eine schwere Kolitis verursachen (Fu et al., 2011, Heazlewood et al., 2008, Johansson et al., 2008).

Beim Menschen wird eine ähnliche bakterielle Penetration in die Schleimschicht bei Patienten mit aktiver Colitis ulcerosa gesehen (Johansson et al., 2014), und es wurde ein Zusammenhang zwischen Schleimdurchlässigkeit und Dysglykämie beobachtet (Chassaing et al., 2017).

Jüngste Erkenntnisse haben gezeigt, dass die Darm-Mikrobiota die Eigenschaften der Darmschleimhaut beeinflussen kann (Earle et al., 2015, Jakobsson et al., 2015).

Bestimmte mikrobielle Generalisten und Spezialisten verfügen über verschiedene Gencluster zur Kohlenhydrat-Verwertung, die es ihnen ermöglichen, bestimmte Glykane der Darmschleimhaut abzubauen und zu metabolisieren (Kaoutari et al., 2013, Martens et al., 2008).

Tatsächlich wechselte der bakterielle Glykanstoffwechsel bei Mäusen, die mit 14 menschlichen Darm-Mikrobiota-Spezies kolonisiert wurden, vom Faserabbau zum Schleimglykanabbau, wenn sie eine ballaststofffreie Ernährung erhielten (Desai et al., 2016).

Dementsprechend reduziert die Fütterung von Mäusen mit einer ballaststoffarmen Ernährung für bis zu 40 Tage die Dicke der Darmschleimschicht, wie sie in festen Gewebeschnitten analysiert wird (Desai et al., 2016, Earle et al., 2015, Everard et al., 2013).

Eine solche verschlechterte Darmschleimschicht trug zur tödlichen Kolitis bei, als die Mäuse mit dem darmpathogenen Citrobacter rodentium infiziert wurden (Desai et al., 2016).

Ebenso ist die menschliche Adipositas, die oft durch eine hohe Aufnahme einer westlichen Diät (WD) verursacht wird, die reich an gesättigten Fetten und einfachen Kohlenhydraten, aber an Ballaststoffen erschöpft ist, ein Risikofaktor für eine Infektion durch den enterischen Erreger Clostridium difficile beim Menschen (Bishara et al., 2013).

Die hohe Aufnahme einer WD ist nicht nur mit Fettleibigkeit und Stoffwechselerkrankungen verbunden, sondern auch mit einer veränderten und weniger vielfältigen Darm-Mikrobiota-Zusammensetzung (Cotillard et al., 2013, Filippo et al., 2010, Schnorr et al., 2014, Sonnenburg et al., 2016, Yatsunenko et al., 2012).

Da die Darm-Mikrobiota ein entscheidender Umweltfaktor ist, der zur Physiologie des Wirtes beiträgt, verändern Wechsel in der Zusammensetzung der Gemeinschaft ihre Stoffwechselproduktion, was sich auf nahe und ferne Organe im Wirt auswirken kann (Koh et al., 2016, Schroeder und Bäckhed, 2016).

Darüber hinaus kann eine Stoffwechselerkrankung durch mikrobielle Produkte oder möglicherweise sogar intakte Bakterien ausgelöst werden, die aus dem Darm in den systemischen Kreislauf gelangen (Burcelin et al., 2013, Caesar et al., 2012, Cani et al., 2007, Everard et al., 2013, Teixeira et al., 2012).

Obwohl diese Beobachtungen auf eine defekte Schleimhautbarriere bei Fettleibigkeit hinweisen, ist derzeit nicht bekannt, wie sich eine WD und Fettleibigkeit auf die Darmschleimhaut im lebenden Gewebe auswirken. So wurden hier die Eigenschaften und Funktion der inneren Kolonschleimschicht in Mausmodellen von ernährungsbedingter und genetischer Adipositas untersucht.

Bevor man nicht mehr über das Komplexe Zusammenspiel von Nahrung, Bakterien und Körperzellen weiß, wird die einfache Ergänzung mit raffinierten Ballaststoffen nicht empfohlen.

Ballaststoffreiche Lebensmittel sind zum Beispiel Getreide, Hülsenfrüchte, Nüsse, Obst und Gemüse.

Info-Krümel

BewertenQuellen&TiefenBild&TonRepublishVerwandtesSocial MediaInfo-Krümel

Wie informativ war der Beitrag für Sie?

Klicken Sie zur Bewertung auf ein Symbol!

Durchschnittliche Bewertung / 5. Bewertungs-Anzahl:

Bisher keine Stimmen! Seien Sie der Erste, der diesen Beitrag bewertet.

Es tut uns leid, dass dieser Beitrag für Sie nicht nützlich war!

Lassen Sie uns diesen Beitrag verbessern! Ihr Angaben sind und bleiben anonym und nur für uns lesbar.

Bifidobacteria or Fiber Protects against Diet-Induced Microbiota-Mediated Colonic Mucus Deterioration (Bifidobakterien oder Ballaststoffe schützen vor ernährungsbedingtem mikrobiota-vermitteltem Abbau der Darmschleimhaut), Bjoern O. Schroeder et. al., Cell Host & Microbe, Dezember 2017, DOI:https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.11.004,

Die Texte in eventuell vorhandenen Tooltip-Fenstern entstammen der Wikipedia.

Das Titelbild: Darmschleimhaut-Zellen, vergrößert. Abgesonderter Schleim ist durch rosa Färbung sichtbar gemacht, CC BY 2.5 Diese Abbildung stammt aus einer PLOS-Zeitschrift. Die PLOS-Webseite gibt an, dass die Inhalte aller PLoS-Zeitschriften unter der Creative Commons Namensnennung 2.5-Lizenz stehen, Quelle: The Path to Digestion Is Paved with Repair. Underwood J, PLoS Biology Vol. 4/9/2006, e307. doi:10.1371/journal.pbio.0040307

Das verwendete Foto im Text stammt von von Hasegawa Y, Mark Welch JL, Rossetti BJ, Borisy GG CC BY 4.0 Es zeigt eine räumliche Struktur des intestinalen Bioms. Gleichzeitige Visualisierung von Schleim, reaktiven Mikroben mit FISH, Wirtsgewebe und aufgenommenen Lebensmitteln mit Carnoy-Fixierung und PFA-Fixierung. Angrenzende 1 cm große Darmabschnitte wurden in Carnoy oder PFA fixiert, in Methacrylat eingebettet, geschnitten, parallel untersucht und mit identischen Bildeinstellungen aufgenommen. Die im Mosaik gescannten Zusammenfassungsbilder (oben) zeigen die Position des Detailbildes (weißer Rahmen); Helligkeit und Kontrast wurden zur besseren Sichtbarkeit angepasst. Die detaillierten Bilder (unten) zeigen ein großes Lebensmittelpartikel in der Nähe der Schleimhaut. Die Bilder wurden einer linearen Entmischung unterzogen und sind Projektionen von maximaler Intensität von bis zu 5 Ebenen. DAPI färbt Nukleinsäuren, Weizenkeimagglutinin (WGA) färbt Schleim, und die Eub338-Sonde ist mit den meisten Bakterien hybridisiert. Skalenbalken =200 μm.

CC BY-SA 3.0  Einschränkung: Teile der Studie Bifidobacteria or Fiber Protects against Diet-Induced Microbiota-Mediated Colonic Mucus Deterioration wurden von mir übersetzt und leicht verändert. Die Verwendung dieses Material ist nur in Teilen und für nicht kommerzielle Zwecke erlaubt.

Der Beitrag enthält ~ 1,354 Worte
ungefähre Lesezeit: 5 Minuten
Update: 28. Nov 2019 @ 22:00
CC BY-SA 3.0  mit Einschränkungen.
Kurz-URL: https://w3punkt.de/039/

Schreiben Sie einen Kommentar

Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.