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Krebs – liegt die Ursache und Lösung im Mikrobiom?

Krebs ist eine der führenden Mortalitätsursachen, weltweit ist fast jeder sechste Todesfall auf Krebs zurückzuführen (1). Unter mehreren Behandlungsoptionen werden Chemotherapie und Immuntherapie zur Behandlung von Krebs eingesetzt, indem diese die Teilung der Krebszellen verhindern oder das Immunsystem stärken, um die Krebszellen zu eliminieren (2). Trotz Fortschritte sind die Behandlungsergebnisse bei den meisten Krebsarten noch immer unbefriedigend.

Das Darm-Mikrobiom, also die Gesamtheit der Mikroorganismen, welche im Darm leben, tritt bei der Krebsforschung vermehrt in den Vordergrund. Es gilt als ein wichtiger Faktor, der sowohl mit der Tumorentstehung als auch mit der Wirksamkeit von Krebstherapien in Verbindung gebracht wird (3). Das Verständnis, wie sich Mikroorganismen auf Krebserkrankungen auswirken, könnte neue Möglichkeiten der Krebsprävention, -behandlung und -bewältigung eröffnen (8,9).

Das Darm-Mikrobiom hat einen Einfluss auf unsere Gesundheit

Der menschliche Körper ist ein komplexes Ökosystem, das von einer Fülle von Mikroorganismen bewohnt und beeinflusst wird, darunter Bakterien, Hefe, Pilze und Viren, welche zusammen das Mikrobiom bilden. Im Durchschnitt besteht ein gesunder menschlicher Körper aus etwa 30 Billionen Zellen und wird von etwa 39 Billionen Bakterienzellen bewohnt (4). Das Mikrobiom beeinflusst eine Vielzahl von Stoffwechselprozessen, darunter die Bildung von Hormonen, lebenswichtigen Vitaminen und anderen bioaktiven Verbindungen, die vom Menschen nicht auf andere Weise erworben werden können (5). Auch auf das Immun- und Nervensystem hat das Mikrobiom einen direkten Einfluss (6).

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Mikrobiom und der Zusammenhang von Krebs

Veränderungen im Mikrobiom können zur Entwicklung unterschiedlicher Krankheiten beitragen. Im Zusammenhang mit Krebs wurde nachgewiesen, dass einige spezifische Bakterien am Prozess der Tumorentwicklung beteiligt sind. Dabei aktivieren einige dieser Bakterien Entzündungsreaktionen und stören die Schleimschichten, die den Körper vor Eindringlingen von außen schützen. Dies bewirkt eine Umgebung, die das Tumorwachstum fördert. In anderen Fällen fördern Bakterien auch das Überleben von Krebs, indem sie Zellen gegen Krebsmedikamente resistent machen (7).

Darmbakterien können aber auch bei der Bekämpfung von Tumoren helfen (12). Im Jahr 2013 zeigte eine Studie am National Cancer Institute in Bethesda, Maryland, dass einige Krebsbehandlungen darauf beruhen, dass das Darm-Mikrobiom das Immunsystem aktiviert. Es wurde herausgefunden, dass das Chemotherapeutikum Cyclophosphamid die Schleimschicht schädigt, die den Darm auskleidet, sodass einige Darmbakterien in die Lymphknoten und die Milz wandern können, wo sie spezifische Immunzellen aktivieren. Bei Mäusen, die ohne Mikroben im Darm aufgezogen oder mit Antibiotika behandelt wurden, verlor das Medikament seine krebsbekämpfende Wirkung weitgehend (13, 14).

Das Darm-Mikrobiom hat das Potenzial, die Wirksamkeit der Krebstherapie zu beeinflussen

In einer weiteren Studie wurden Stuhlproben mehrerer Krebspatienten, die mit Chemo- oder einer Kombination aus Chemo- und Immuntherapie behandelt wurden analysiert. Dabei wurde festgestellt, dass das Darm-Mikrobiom derjenigen Krebspatienten, die gut auf die Therapie ansprachen, eine höhere mikrobielle Diversität aufwiesen (10). Die Diversität beschreibt dabei die Verschiedenheit des Mikrobioms und zeigt zusätzlich auf, ob die unterschiedlichen Bakterienarten gleichmäßig im Darm vorkommen oder einige Bakterienarten dominieren. Je mehr unterschiedliche Bakterienarten im Darm gleichmäßig vorkommen, desto höher ist die Diversität und desto widerstandsfähiger ist grundsätzlich das Mikrobiom (11).

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Die Beziehung zwischen den im Darm lebenden Mikroorganismen und Mensch ist komplex. Jedes Individuum hat seit Geburt einen spezifischen Mikrobiom-Fußabdruck geerbt. Mit dem Altern, Ernährung und Lebensstil entwickelt und verändert sich das Mikrobiom laufend. Wenn wir uns bereits präventiv mit unserer Mikrobiom-Gesundheit auseinandersetzen und mit der richtigen Ernährung und Lebensstil das Mikrobiom positiv beeinflussen, setzen wir einen wichtigen Schritt in ein gesundes Leben.

Refereneces

(1) World Health Organization. 2018. https://www.who.int/health-topics/cancer. Accessed 2019.

(2) Emens LA, Middleton G. The interplay of immunotherapy and chemotherapy: harnessing potential synergies. Cancer Immunol Res. 2015;3:436–43.

(3) Zitvogel L, Ma Y, Raoult D, Kroemer G, Gajewski TF. The microbiome in cancer immunotherapy: diagnostic tools and therapeutic strategies. Science. 2018;359:1366–70.

(4) Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised estimates for the number of human and Bacteria cells in the body. PLoS Biol. 2016;14(8):e1002533.

(5) Lepage P, Leclerc MC, Joossens M, Mondot S, Blottière HM, Raes J, et al. A metagenomic insight into our gut’s microbiome. Gut. 2013;62(1):146–58.

(6) Vernocchi P, Del Chierico F, Putignani L. Gut microbiota profiling: metabolomics based approach to unravel compounds affecting human health. Front Microbiol. 2016;7:1144.

(7) Zhang H, Sun L. When human cells meet bacteria: precision medicine for cancers using the microbiota. Am J Cancer Res. 2018;8(7):1157–75.

(8) Sivan A, Corrales L, Hubert N, Williams JB, Aquino-Michaels K, Earley ZM, et al. Commensal Bifidobacterium promotes antitumor immunity and facilitates anti-PD-L1 efficacy. Science. 2015 Nov 27;350(6264):1084–9.

(9) Vétizou M, Pitt JM, Daillère R, Lepage P, Waldschmitt N, Flament C, et al. Anticancer immunotherapy by CTLA-4 blockade relies on the gut microbiota. Science. 2015 Nov 27;350(6264):1079–84.

(10) Heshiki Y, Vazquez-Uribe R, Li J, Ni Y, Quainoo S, Imamovic L, Li J, Sørensen M, Chow BKC, Weiss GJ, Xu A, Sommer MOA, Panagiotou G (2020) Predictable modulation of cancer treatment outcomes by the gut microbiota. Microbiome 8(1):28. doi: 10.1186/s40168-020-00811-2.

(11) Lozupone CA, et al. Diversity, stability and resilience of the human gut microbiota. Nature 489, 220 (2012).

(12) https://www.nature.com/news/gut-microbes-can-shape-responses-to-cancer-immunotherapy-1.22938

(13) https://science.sciencemag.org/content/342/6161/971

(14) https://science.sciencemag.org/content/342/6161/967

Schlafstörungen: Liegt die Ursache im Darm?

Wir verbringen etwa ein Drittel unseres Lebens schlafend. Schlaf ist lebenswichtig – er ist für unseren Körper genauso wichtig wie Essen, Trinken und Atmen. Für die Erhaltung einer guten geistigen und körperlichen Gesundheit ist ausreichend Schlaf unerlässlich. Schlaf und Entspannung ist die Möglichkeit für den Körper, sich aufzuladen und neue Energie zu tanken. Wir alle kennen wahrscheinlich das Gefühl, wenn wir nicht ausreichend geschlafen haben, wir sind müde, träge und irgendwie nicht ganz anwesend. Das Darm-Mikrobiom – also die Ansammlung der Billionen Mikroorganismen, die in deinem Darm leben, hat nicht nur einen enormen Einfluss auf deine gesamte Gesundheit, sondern entscheidet möglicherweise auch mit, wie gut du schläfst. Schauen wir uns die Verbindung von Darm-Mikrobiom und Schlaf, sowie aktuelle Forschungen genauer an.

Das Mikrobiom beeinflusst den Schlaf-Wach-Zyklus

Das mikrobielle Ökosystem kann den Schlaf und die schlafbezogenen physiologischen Funktionen auf verschiedene Weise beeinflussen, u.a. indem es den Schlaf-Wach-Zyklus des Körpers verändert und die Hormone beeinflusst, die den Schlaf und das Wachsein regulieren. Die Qualität unseres Schlafes wiederum kann die Gesundheit und Vielfalt unseres Mikrobioms beeinflussen.

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Zwischen dem Darm und dem Gehirn besteht eine ständige Wechselwirkung, was bedeutet, dass eine Störung in beiden den Schlaf beeinflussen kann. Das Mikrobiom fördert tatsächlich die Freisetzung vieler der Neurotransmitter – darunter Dopamin, Serotonin und GABA -, die zur Regulierung der Stimmung und zur Förderung des Schlafs beitragen. Studien zeigen einen starken Zusammenhang zwischen dem Ungleichgewicht des Mikrobioms und Stress, Angst und Depression, die wiederum Schlafstörungen auslösen oder verschlimmern können. Die Forschung verbindet auch die Darmgesundheit mit der Schmerzwahrnehmung. Ein ungesundes Mikrobiom scheint die Empfindlichkeit für viszerale Schmerzen zu erhöhen, was dann das Einschlafen und Durchschlafen wesentlich erschweren kann.

Mikrobiom und Schlafstörungen

Genauso wie eine Dysbiose (Ungleichgewicht des Mikrobioms) den Schlaf beeinträchtigen kann, können ungesunde Schlafmuster das Mikrobiom stören, wie bei der häufigen Schlafstörung, der obstruktiven Schlafapnoe. Hierbei kommt es während des Schlafens zu einer flachen Atmung, sowie zu Atemaussetzern. Sehr häufig schnarchen Menschen mit obstruktiven Schlafapnoe auch. In einer Studie unterzogen Wissenschaftler Mäuse einem Muster gestörter Atmung, das die Auswirkungen von obstruktiven Schlafapnoe nachahmt. Sie fanden heraus, dass die Mäuse, die sechs Wochen lang mit Perioden einer OSA-ähnlichen Atmung lebten, signifikante Veränderungen in der Vielfalt und Zusammensetzung ihres Mikrobioms zeigten.

Das Mikrobiom beeinflusst die für den Schlaf verantwortlichen Hormone

Die Darmgesundheit steht auch in einem signifikanten Zusammenhang mit Hormonen, die den Schlaf beeinflussen. Melatonin, das “Dunkelheitshormon”, ist für den Schlaf und einen gesunden Schlaf-Wach-Zyklus unerlässlich. Melatonin wird sowohl im Darm als auch im Gehirn produziert, und es gibt Hinweise darauf, dass das Melatonin im Darm möglicherweise in einem anderen zyklischen Rhythmus arbeitet als das im Gehirn erzeugte Melatonin der Zirbeldrüse.

Darüber hinaus ist Cortisol für den Schlaf-Wach-Zyklus von entscheidender Bedeutung. Dieses Hormon ist für die Stress- und Entzündungsreaktion des Körpers von zentraler Bedeutung und wirkt sich auf die Darmdurchlässigkeit und die mikrobielle Vielfalt aus. Steigende Cortisolspiegel sehr früh am Tag tragen dazu bei, Wachsamkeit, Konzentration und Energie zu fördern. Veränderungen des Cortisols, die innerhalb der Darm-Hirn-Achse auftreten, haben sehr wahrscheinlich einen Einfluss auf den Schlaf.

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Einfach ausgedrückt: Unser Darm beeinflusst, wie gut wir schlafen, und Schlaf beeinflusst die Gesundheit unseres Darms. Setzen wir an beiden Seiten an, können wir unsere Schlafqualität enorm verbessern.

Ein tieferer Einblick in die Wissenschaft von Mikrobiom und Schlaf

Eine wachsende Zahl von Studien deutet nun darauf hin, dass das riesige und vielfältige mikrobielle Ökosystem des Darms seinen eigenen Tagesrhythmus hat. Diese Mikrobenrhythmen scheinen tief mit den zirkadianen Rhythmen verwoben zu sein.

Ein zirkadianer Rhythmus bezeichnet z.B. die Schwankungen von Körperfunktionen, die durch exogene (Tag-Nacht-Wechsel) oder endogene (Hormone) Einflüsse gesteuert werden. Beispiele sind Schwankungen der Herzfrequenz, des Schlaf-Wach-Rhythmus, des Blutdrucks und der Körpertemperatur.

Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass sowohl der zirkadiane als auch der mikrobielle Rhythmus in der Lage sind, den jeweils anderen zu beeinflussen und zu stören, mit Folgen sowohl für die Gesundheit als auch für den Schlaf.

Forschungsergebnissen zufolge werden die Rhythmen des Mikrobioms dadurch beeinflusst, was und wann wir essen. Eine Studie mit Mäusen ergab, dass Mäuse, wenn sie sich gesund ernährten, mehr nützliche Bakterien erzeugten und dass die kollektive Aktivität des mikrobiellen Lebens im Darm einem täglichen – oder tageszeitlichen – Rhythmus folgte.

Dieser Rhythmus wiederum unterstützte die zirkadianen Rhythmen des Tieres. Mäuse, die mit einer fettreichen, “westlichen” Nahrung gefüttert wurden, erzeugten dagegen weniger optimales mikrobielles Leben. Die Bakterien dieser Mäuse hielten sich selbst nicht an einen Tagesrhythmus und sendeten auch Signale aus, die den zirkadianen Rhythmus störten. Diese Mäuse nahmen an Gewicht zu und wurden fettleibig, während die Mäuse, die sich gesund ernährten, dies nicht taten.

Wissenschaftler züchteten eine dritte Gruppe von Mäusen ohne Mikrobiom. Da ihnen ein Darm-Mikrobiom fehlte, gab es keine Bakterien, die Signale an den Rest ihres Körpers senden konnten. Bei diesen Mäusen traten zirkadiane Störungen auf, aber sie nahmen weder an Gewicht zu noch litten sie unter Stoffwechselstörungen, selbst wenn sie mit der fettreichen Nahrung gefüttert wurden. Dies legt einige wichtige Schlussfolgerungen nahe. Erstens ist die mikrobielle Aktivität der Schlüssel zu einer normalen zirkadianen Funktion und damit zum Schlaf. Zweitens, dass das Mikrobiom zusammen mit der Ernährung eine Schlüsselrolle bei der Regulierung von Gewicht und Stoffwechsel spielt.

Studien von Schlaf und Mikrobiom am Menschen

Die Forschung am Menschen hat ähnliche Ergebnisse erbracht. Das menschliche Mikrobiom scheint den täglichen Rhythmen zu folgen, die durch den Zeitpunkt des Essens und die Art der verzehrten Nahrungsmittel beeinflusst werden, und es scheint Wirkungen auf den zirkadianen Rhythmus auszuüben. Die Forschung hat auch herausgefunden, dass die Beziehung zwischen diesen verschiedenen biologischen Rhythmen in beide Richtungen funktioniert. Wissenschaftler stellten fest, dass Störungen des zirkadianen Rhythmus – die Art, die durch Jetlag auftritt, sei es durch tatsächliche Reisen oder durch “sozialen” Jetlag – die mikrobiellen Rhythmen und die Gesundheit des mikrobiellen Ökosystems stören. Forschungsergebnissen zufolge leiden Menschen, die diese Veränderungen der mikrobiellen Rhythmen als Folge einer zirkadianen Störung erleben, unter Stoffwechsel-Ungleichgewicht, Glukoseintoleranz und Gewichtszunahme.

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Die negativen Auswirkungen von gestörtem Schlaf

Wir wissen seit einiger Zeit über den Zusammenhang von Schlaf, zirkadianen Rhythmen und metabolischer Gesundheit Bescheid. Gestörter Schlaf und falsch ausgerichtete zirkadiane Rhythmen stehen in engem Zusammenhang mit höheren Raten von Fettleibigkeit und mit Stoffwechselstörungen einschließlich Typ-2-Diabetes. Dieses neue Wissen über das Mikrobiom und seine Beziehung zur zirkadianen Funktion könnte uns mit der Zeit ein tieferes Verständnis darüber liefern, wie die Gesundheit durch Schlaf und zirkadiane Aktivität beeinflusst wird.

Was hilft, um das Mikrobiom und den Schlaf positiv zu beeinflussen?

Obwohl die Wissenschaft die komplexen Wechselwirkungen zwischen Darm-Mikrobiom und Schlaf immer weiter untersucht, sind die vollen Auswirkungen dieser Beziehung noch nicht vollständig verstanden. Fest steht, dass die Gesundheit unseres Darms sich auf unser gesamtes Wohlbefinden auswirkt. Wenn du beginnst das Ökosystem deines Mikrobioms positiv zu beeinflussen, setzt du eine präventive Maßnahme, um Beschwerden zu vermeiden. Wie auch immer deine Schlafroutine aussieht, es gibt Möglichkeiten, wie du deinen Schlaf und deinen Darm unterstützen kannst. Beginne damit, dein Mikrobiom positiv zu unterstützen, erfahre deinen Status-Quo und bekomme einen kompletten Darm-Check, um dein gesamtes Wohlbefinden anschließend verbessern zu können. Starte jetzt mit deiner individuellen Mikrobiom Analyse!

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