Sind übersättigte Bakterien unser Problem? - wissenschaft.de
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Gesundheit+Medizin

Sind übersättigte Bakterien unser Problem?

Wichtige Winzlinge: die Darmbakterien. (Bild: wildpixel/iStock)

Zivilisationsbedingte Krankheitsbilder – als eine der Ursachen dieser Problematik gelten Störungen der gesunden Bakterienbesiedlung im menschlichen Darm. Dazu präsentieren Forscher nun eine ökologisch-evolutionäre Theorie: Ihrer „Überfütterungs-Hypothese“ zufolge entkoppelt ein unnatürlich üppiges Nährstoffangebot Bakterien von ihrem Partner und zerstört so die feinjustierte Balance der Mikrobengesellschaft. Die gewissermaßen überfütterten Bakterien im Darm begünstigen so die Entstehung von Erkrankungen. In einem überraschend erscheinenden System sehen die Forscher ein Modell dieses Prinzips – in den Wirts-Bakterien-Beziehungen von Meerestieren.

Lange wurden Bakterien vor allem als Feinde betrachtet – der Kampf gegen Krankheitserreger stand im Fokus der Forschung. Doch seit einigen Jahren hat sich der Blickwinkel deutlich verändert: Es wird zunehmend klar, wie wichtig eine gesunde mikrobielle Besiedlung für die Fitness von Lebewesen ist. Forscher sprechen sogar von einem Metaorganismus, den ein Lebewesen mit seiner Gemeinschaft von Mikroben bildet. Beim Menschen wohnen die winzigen Untermieter dabei vor allem im Darm. Es zeichnet sich bereits klar ab, dass Störungen der gesunden Zusammensetzung der Bakteriengesellschaft des Körpers mit zivilisationsbedingten Krankheitsbildern verknüpft sind. Beispiele sind verschiedene entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa. Als Faktoren, die das Mikrobiom stören, gelten dabei etwa übertriebene Hygiene, Antibiotikabehandlungen und Ernährungsaspekte. Doch die Problematik erscheint komplex und viele Fragen sind offen.

Die Partner entkoppeln sich

In diesem Zusammenhang präsentiert das Forscherteam des Metaorganismus-Sonderforschungsbereichs der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel nun seine Theorie, die einen fundamentalen Erklärungsansatz für die Hintergründe einiger zivilisationsbedingter Krankheitsbilder darstellt. Ihre Überfütterungs-Hypothese besagt: Neben direkten Gesundheitsbeeinträchtigungen bewirkt das heute häufig dauerhaft hohe Nährstoffangebot in der Nahrung, dass auch die Darmbakterien diese Substanzen übermäßig aufgreifen. Dadurch verarbeiten sie weniger diejenigen Stoffe, die ihnen der Wirt im Rahmen der natürlichen Zusammenarbeit bietet. Dadurch entkoppeln sich die Darmbakterien von dem uralten Beziehungssystem mit ihrem Wirtsorganismus, das sich im Laufe der Evolution gebildet hat – besagt die Hypothese.

„Diese Überfütterung der Bakterien fördert das Wachstum der Mikroben insgesamt, dazu vermehren sich bestimmte Bakterienarten zu Ungunsten anderer Mitglieder des Mikrobioms verstärkt und unkontrolliert“, erklärt Co-Autor Thomas Bosch. Sein Kollege Peter Deines führt fort: „So verändern sich mit der Zusammensetzung der Bakterienbesiedlung auch die Interaktionen zwischen Bakterien und Wirtsorganismus und eine schwerwiegende Störung, die Dysbiose, tritt ein“.

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Parallelen zwischen Meereslebensräumen und „Bauch“

Wie sie berichten, bildeten Forschungsergebnisse zur Ökologie von Meereslebensräumen eine Grundlage ihrer These: Untersuchungen zum Korallensterben deuten neben Faktoren wie dem Klimawandel auch auf die Nährstoffverhältnisse im Meer als Ursache des Problems hin. Wenn im Wasser ein unnatürlich großes Nährstoffangebot auftritt, beginnen die mit den Korallen vergemeinschafteten Bakterien dieses reiche Angebot zu nutzen – sie ernähren sich dann nicht mehr von Stoffwechselprodukten des Wirtes. Dadurch gerät die Balance des Korallen-Mikrobioms durcheinander und Krankheiten können entstehen. „In diesem Zusammenhang zwischen der Nährstoffverfügbarkeit und der Balance der Wirts-Bakterien-Beziehungen sehen wir ein universelles Prinzip, das weit über das sehr spezielle Beispiel der Korallen hinausgeht“, erklärt Co-Autor Tim Lachnit. „In Untersuchungen an unserem Modellorganismus, dem Süßwasserpolypen Hydra, konnten wird diesen Zusammenhang experimentell bestätigen“. Die Prinzipien, die sich abzeichnen, lassen sich auch auf das menschliche Mikrobiom übertragen, glauben die Forscher.

Erklärungsansatz mit Perspektive

Zudem könnten ihnen zufolge weitere zivilisationsbedingte Faktoren den Effekt der Überfütterung begleiten: Im Rahmen der menschlichen Evolutionsgeschichte war als Folge nicht immer verfügbarer Nahrungsquellen immer mal wieder „Fasten“ angesagt. Auch sorgten vermutlich gelegentliche Durchfallerkrankungen für ein „Rücksetzen“ des Mikrobioms. Diese Effekte könnten in gewissen Abständen dazu geführt haben, dass sich die Darmbakteriengemeinschaft wieder auf einen gesunden Normalzustand einpendelt. Dieses uralte System hat in unserer heutigen Welt an Bedeutung verloren, geben die Forscher zu bedenken.

Wie sie erklären, könnten aus ihrer vorgeschlagenen „Überfütterungs-Hypothese“ nun weiterführende Forschungsarbeiten hervorgehen, bis hin zu einer möglichen Übertragung in künftige Therapien. Der Fokus liegt dabei auf Möglichkeiten, das Mikrobiom auszubalancieren, und in der Frage, ob sich das vermutete „Überfüttern“ der Bakterien eventuell über geänderte Ernährungsgewohnheiten gezielt beeinflussen lässt. „Eine interessante Frage wird sein, ob die evolutionär ursprünglichen Abläufe, die für die Balance des Mikrobioms sorgen, auch ein therapeutisches Potenzial besitzen“, so Lachnit. „Künftig werden wir uns zum Beispiel neben den bekannten gesundheitsfördernden Effekten des Fastens auch mit seinen Auswirkungen auf Zusammensetzung und Funktion des Mikrobioms und damit den Verlauf von Entzündungskrankheiten beschäftigen“, sagt der Wissenschaftler.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, mBio, doi: 10.1128/mBio.00355-19

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