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Liegt das Geheimnis des gesunden Alterns im Darm?

Mit dem zunehmenden Alter der Bevölkerung in den Industrienationen weltweit wächst der Bedarf an Lösungen im Gesundheitswesen, um die Belastung durch altersbedingte Krankheiten zu verringern. Die Prävention und Behandlung chronischer Entzündungen stellt eine besonders vielversprechende Strategie dar, wenn man bedenkt, dass Entzündungen bei fast jeder altersbedingten Krankheit beobachtet werden.

Jüngste Hinweise deuten darauf hin, dass das Darm-Mikrobiom eine Schlüsselrolle bei altersbedingten Entzündungen spielen könnte.

Beim Menschen ist der Alterungsprozess ein kontinuierlicher und fortschreitender Prozess, der zu einer verminderten physiologischen Funktion in allen Organsystemen führt (1). Diese physiologischen Abnahmen führen zu einer erhöhten Anfälligkeit für Infektionen und Krankheiten (2, 3). Obwohl die Ursachen altersbedingter Krankheiten vielfältig sind, gibt es signifikante Hinweise auf den Zusammenhang mit chronischen Entzündungen (4).

Zudem gibt es immer mehr Annahmen, dass das Darm-Mikrobiom eine wesentliche Rolle bei diesen altersbedingten Entzündungen spielen könnte. Neueste Studien deuten nämlich darauf hin, dass ein fortgeschrittenes Alter mit Veränderungen in der Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms verbunden ist, welche durch einen Verlust der Diversität gekennzeichnet ist (5).

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Ein kurzer Einblick in die Entwicklung des Darm-Mikrobioms

Die mikrobielle Besiedlung des menschlichen Darms beginnt bei der Geburt und unmittelbar danach. Einige Studien, lassen jedoch vermuten, dass der Prozess der Besiedlung des Säuglings mit Mikroorganismen bereits im Mutterleib beginnt (10-17). In jedem Fall ist es anerkannt, dass die grundlegende Mikrobiom-Zusammensetzung während des Säuglingsalters, insbesondere während der ersten drei Jahre, weiterhin stark schwankt, bis sie sich schließlich einer stabilen Struktur anpasst, die dem Darm-Mikrobiom im Erwachsenenalter ähnelt (10-18). Die Zusammensetzung der Bakterien wird durch verschiedene Komponenten beeinflusst, wie der Ernährung des Säuglings, Antibiotika-Einnahmen, die Ernährung der Mutter, dessen Darm-Mikrobiom und der Umgebung (11, 12, 15-17, 19). Es wurde außerdem berichtet, dass vaginal entbundene Säuglinge eine höhere Kolonisation von Laktobazillen, Bacteroides und Prevotella aufweisen, die meist von mütterlichen vaginalen und fäkalen Mikrobiom während der Geburt erworben werden. Kaiserschnitt geborene Säuglinge hingegen weisen eine verzögerte oder geringere Aufnahme von Bacteroides, Bifidobakterien und Laktobazillen auf. (10, 12, 15-17, 19-20)

Mikrobiom & Alterungsprozesse

Die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms von Erwachsenen ist stabiler als bei Kindern. Mit der Zeit entwickelt sich ein Darm-Mikrobiom, das sich durch Einflüsse wie Stress oder Antibiotika verursachte Veränderungen selbständig wieder ausgleichen kann. Dennoch ist das Darm-Mikrobiom im gewissen Maß beeinflussbar, etwa über die Ernährung und den Lebensstil.

Die Häufigkeit von Erkrankungen, die mit dem Darm-Mikrobiom assoziiert werden, nehmen tendenziell mit steigendem Alter zu (21, 22). Auch wenn unklar bleibt, ob die Veränderungen des Darm-Mikrobioms Ursache oder Folge des Alterungsprozesses sind, zeigt sich, dass ältere Menschen im Vergleich zu gesunden Erwachsenen ein anderes Darm-Mikrobiom-Profil aufweisen. Dieser Unterschied könnte auf verschiedene Gründe zurückzuführen sein, wie z.B. einer veränderten Lebensweise und Ernährungsgewohnheiten, geringere Mobilität oder Medikamenteneinnahme (18, 22-27).

Im Allgemeinen wird festgestellt, dass die Diversität des Darm-Mikrobioms und die Anzahl von Bakterien wie Bacteroides, Bifidobakterien und Laktobazillen reduziert ist (18). Wohingegen die meisten Bakterien, welche mit zunehmendem Alter erhöht sind, dafür bekannt sind, Entzündungen zu stimulieren (29). Es ist zwar nach wie vor unbekannt, ob dieses Ungleichgewicht der Bakterien eine Ursache oder eine Folge von Alterung und Entzündungen ist, allerdings wird ein Gleichgewicht des Darm-Mikrobioms mit einem gesunden Alterungsprozess in Verbindung gebracht. Daher könnte die Erhaltung oder Wiederherstellung dieses Gleichgewichts für die gesunde Langlebigkeit des Menschen förderlich sein. (21, 26, 28).

Angesichts der Tatsache, dass das Darm-Mikrobiom einen starken Einfluss auf zahlreiche Aspekte der Gesundheit hat und die Abnahme der Diversität mit verschiedenen Entzündungszuständen assoziiert wird, erscheint es plausibel, die eigene Gesundheit auch aus der Perspektive des Darm-Mikrobioms zu betrachten.

Wie es um deine Mikrobiom-Diversität steht und wie du diese verbessern kannst, kannst du ganz leicht mit myBioma herausfinden: Jetzt testen!

Vorbeugung altersbedingter Gesundheitszustände durch das Darm-Mikrobiom

Ein guter Ausgangspunkt, um unser Darm-Mikrobiom präventiv zu unterstützen und Entzündungsprozessen entgegen zu wirken, ist die Sicherstellung einer gesunden Ernährung mit Vollkorn, Gemüse, Hülsenfrüchten, Obst, Nüssen und Samen. Einer der Schlüsselfaktoren, die unser Darm-Mikrobiom beeinflussen, ist und bleibt die Ernährung. Wir wissen, dass die richtige „Fütterung“ unserer Darm-Bakterien mit verschiedenen Ballaststoffen nicht nur die mikrobielle Vielfalt erhöhen, sondern auch die Produktion von entzündungshemmenden kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) (30) steigern und die Anzahl der Bakterien, die entzündungsfördernde Substanzen produzieren können, verringern kann. SCFAs helfen den Darmzellen nachweislich Entzündungen im Darm zu verhindern (31).

“Durch ein besseres Verständnis der Zusammenhänge zwischen Ernährung, Mikrobiom und Gesundheit können wir verstehen, wie ältere Menschen ihr Mikrobiom erhalten können, und ihnen auch direkt helfen, indem wir prä- und probiotische Strategien anwenden. Dies würde uns helfen, besser zu altern und Gesundheit und Lebensqualität im Alter ohne Medikamente oder Operationen zu erhalten”. – Marina Ezcurra, Ph.D.

Wir sind gespannt auf weitere Forschungen auf diesem Gebiet, da wir hier das Potenzial sehen, enorme Durchbrüche zur Verbesserung der Gesundheit und Lebensqualität älterer Menschen zu erzielen.

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References

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(3) Candore G, Colonna-Romano G, Balistreri CR, Di Carlo D, Grimaldi MP, Listi F, Nuzzo D, Vasto S, Lio D, Caruso C. Biology of longevity: role of the innate immune system. Rejuvenation Res. 2006;9(1):143–8.

(4) Cevenini E, Caruso C, Candore G, Capri M, Nuzzo D, Duro G, Rizzo C, Colonna-Romano G, Lio D, Di Carlo D, Palmas MG, Scurti M, Pini E, Franceschi C, Vasto S. Age-related inflammation: the contribution of different organs, tissues and systems. How to face it for therapeutic approaches. Curr Pharm Des. 2010;16(6):609–18.

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(28) Biagi E, Candela M, Turroni S, Garagnani P, Franceschi C, Brigidi P. Aging and gut microbes: Perspectives for health maintenance and longevity. Pharmacol Res. 2013;69(1):11–20.

(29) Pamer EG. Immune responses to commensal and environmental microbes. Nat Immunol. 2007;8(11):1173–8.

(30) Jefferson, A. & Adolphus, K. The Effects of Intact Cereal Grain Fibers, Including Wheat Bran on the Gut Microbiota Composition of Healthy Adults: A Systematic Review. Frontiers in Nutrition 6, 33 (2019).

(31) Corrêa-Oliveira R, Fachi JL, Vieira A, Sato FT, Vinolo MAR.
Regulation of immune cell function by short-chain fatty acids.
Clin Transl Immunologyl. 5: e73 (2016).

Ingwer und das Mikrobiom

… wie die Moleküle des Wurzelgewächses die Zusammensetzung der Bakterien im Darm beeinflussen.

Ingwer ist nicht nur in der Küche beliebt, wo sein würziges Aroma verschiedenste Gerichte verfeinert. Auch in der Medizin findet die scharfe Knolle zunehmend Beachtung. Vor allem bei Erkältungen wird oft auf Ingwer – aufgrund dessen stimulierender Wirkung auf das Immunsystem – zurückgegriffen.

Ingwer ist reich an ätherischen Ölen und Scharfstoffen und liefert ebenso Vitamine und Mineralstoffe wie Vitamin C, Magnesium, Kalium, Kalzium und Eisen.

Mikrobiologen der Universität von Louisville in Kentucky untersuchten nun jedoch die genaueren Mechanismen, die erklären sollten, wie sich Ingwer auf die Gesundheit und das Mikrobiom auswirke.

In früheren Studien hatten die Forscher bereits herausgefunden, dass Exosomen-ähnliche Nanopartikel, die aus Pflanzen wie Brokkoli und Ingwer stammen, dazu beitragen können, alkoholbedingte Leberschäden und künstlich hervorgerufene Kolitis (= Darmentzündung) in Mausmodellen zu verhindern.

Eine Skizze des beschriebenen Mechanismus, wie micro-RNAs unsere Darmbakterien beeinflussen. (1)

Exozytose („exo“ = außen) bezeichnet den Vorgang der Abgabe von Stoffen aus dem Intrazellularraum (= innerhalb der Zelle) in den Extrazellularraum (= außerhalb der Zelle). Zu diesem Zweck werden mit Abfallstoffen gefüllte Bläschen abgeschnürt, die sogenannten Exosomen. Das Exosom verhindert ein direktes Aufeinandertreffen zwischen Abfallstoff und Cytoplasma, da auch nicht mehr benötigte Nebenprodukte durchaus noch mit Zellorganellen schädlich interagieren können. Sobald das Exosom auf die Zellmembran trifft, verschmilzt es mit dieser und entleert den Inhalt in den Interzellularraum.

Als die Wissenschaftler nun kürzlich von Ingwer abgeleitete Exosomen-ähnliche Nanopartikel sequenzierten (= Aufklärung der Reihenfolge bestimmter Bausteine), stellten sie fest, dass diese viele microRNAs enthielten. microRNAs sind eine bestimmte Form der einsträngigen RNA in der Zelle, die an der Bildung eines von einem Gen kodierten Genprodukts, vor allem von Proteinen, beteiligt sind.

Dieser Fund veranlasste die Forscher dazu, sich zu fragen, ob die essbare Pflanzen-RNA von Darmbakterien aufgenommen werden und Expression in deren Genen anregen könnte. Expression ist die Art und Weise, wie genetische Information zum Ausdruck kommt und in Erscheinung tritt. Es konnte bereits bewiesen werden, dass menschliche fäkale micro-RNAs dies bei Mäusen tun.

Um alledem auf den Grund zu gehen, wurden die Mäuse mit gereinigten Exosomen-ähnlichen Nanopartikeln aus Ingwer gefüttert. Im Anschluss wurde die Zusammensetzung des Darmmikrobioms analysiert. Vor allem eine erhebliche Zunahme von Lactobacillaceae – einer Familie nützlicher Bakterien, die häufig als Probiotika verwendet werden – in behandelten Mäusen im Vergleich zu Mäusen, denen ein neutrales Medium verabreicht wurde, erwies sich als besonders interessant. Kulturen im Reagenzglas zeigten auch, dass die Nanopartikel das Wachstum von Lactobacillus rhamnosus und mehreren anderen Lactobacillus-Arten förderten.

1: Anhand einer im Mausmodell induzierten Kolitis untersuchten die Forscher die Auswirkungen von aus Ingwer stammenden, exosomenähnlichen Nanopartikeln auf die Darmflora. Das Team stellte fest, dass diese bevorzugt von Lactobacillus-Darmbakterien aufgenommen werden und deren Häufigkeit steigern.
2: Die Partikel enthalten microRNAs, die eine Reihe von Bakteriengenen stimulieren.
3: Insbesondere aktivieren sie einen Signalweg, der zur Expression von Interleukin-22 im Dickdarmschleim führt. Interleukine sind körpereigene Botenstoffe der Zellen des Immunsystems.
4: Es wird angenommen, dass dies die Gewebereparatur und die antimikrobielle Immunität fördert und letztendlich Kolitis-Symptome bei Mäusen verbessert.

(1)

Um im Weiteren herauszufinden, ob dieser Mechanismus eine positive Auswirkung auf die Gesundheit haben könnte, wurde bei Mäusen mit bestimmten Chemikalien eine Kolitis, die zu Geschwüren und Läsionen in der Darmschleimhaut führt, hervorgerufen. Nach dem Verzehr der Ingwer-Nanopartikel zeigten die Mäuse, im Vergleich zu der Kontrollgruppe, welcher durcheinandergemischte Partikel verabreicht wurde, eine Verbesserung ihrer Kolitis-Symptome.

Weitere Experimente deuteten darauf hin, dass die Ingwer-Nanopartikel eine Reihe von Bakteriengenen aktivieren, deren Signalwege die Gewebereparatur an der Darmschleimhaut fördern. Dies könnte der ausschlaggebende Grund für die Linderung der Symptome sein.

Laut den Forschern sind die Ergebnisse Beweis dafür, dass pflanzliche Nanopartikel die Zusammensetzung und Gesundheit unseres Mikrobioms beeinflussen können, was wiederum „einen neuen Ansatz für künftige Studien“ beherbergt.

In der Fachwelt veranschaulichten die Ergebnisse „einen bemerkenswerten Mechanismus dieser Wechselwirkungen zwischen der Ernährung, den Mikroben und dem Wirt“. Viele Studien legen Korrelationen zwischen ernährungsbedingten Eingriffen und Veränderungen im Mikrobiom fest, während aber nur sehr wenige die beteiligten molekularen Mechanismen untersuchen. Deshalb sollte es, auf Anraten der Experten, im Allgemeinen viel mehr Studien wie diese geben.

Selbstgekocht schmeckt’s doch am besten! ?

Besonders in der kalten Jahreszeit ist es wichtig, gut auf dich, deinen Körper und dein Mikrobiom zu schauen, um Erkältungen abzuwehren und dein Immunsystem, sowie deine Bewohner im Darm widerstandsfähig zu halten. Wie wäre es also mit einer leckeren Karotten-Ingwer-Suppe, die zusätzlich viele Ballaststoffe enthält?

Für 4 Portionen benötigst du:

  • 1 EL Kokosöl, oder ein anderes Öl
  • 1 Zwiebel, gehackt
  • 2 Knoblauchzehen, gehackt
  • 30 g Ingwer, gehackt
  • 5 (500g) große Karotten, grob geschnitten
  • 500 ml Gemüsesuppe
  • 1 EL Limettensaft
  • 1 TL Salz
  • Pfeffer zum Würzen

Erhitze Öl in einem großen Topf. Dünste die Zwiebel, Knoblauchzehen und Ingwer für 5 Minuten darin an. Gib die Karotten dazu und röste alles für 3 Minuten an. Dann leere die Gemüsesuppe dazu und lass es mit geschlossenem Deckel für 15 Minuten leicht köcheln. Püriere alles mit einem Mixer oder Pürierstab zu einer Suppe. Würze die Suppe mit Limettensaft, Salz und Pfeffer. Je nach Belieben kannst du die Suppe noch mit etwas (Cashew-)Sahne/Kokosmilch verfeinern. Willst du es etwas weniger würzig, ist die Menge an Ingwer selbstverständlich variabel.

Unsere leckere Karotten-Ingwer-Suppe: Je nach Belieben könnt ihr auch gemeinsam mit den Karotten etwas Kürbis anrösten.

Also, viel Spaß beim Nachkochen und eine schöne Adventszeit! ?
Dein Mikrobiom würde sich sicherlich sehr über eine wohltuende Suppe freuen! Hast du deines denn schon testen lassen?

Publikationen / Sources:

(1) Y. Teng et al., “Plant-derived exosomal microRNAs shape the gut microbiota,” Cell Host Microbe, 24:637–52, 2018.

(2) https://www.the-scientist.com/the-literature/molecules-found-in-ginger-remodel-the-microbiome-65369