Gesunde Darmbakterien

Es gibt eine Art von persistenten organischen Schadstoffen, die Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) genannt werden¹. Sie sind auch bekannt als Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen. Es handelt sich um synthetische Chemikalien, die vielen Produkten enthalten. PFAS wurden beispielsweise verwendet, um das Anhaften von Lebensmitteln an Verpackungen oder Kochgeschirr zu verhindern, Kleidung und Teppiche fleckenresistent zu machen und einen wirksameren Löschschaum herzustellen. In einem Bericht der Centers for Disease Control and Prevention in den USA wurden PFAS im Blut von 97 % der Menschen in den USA nachgewiesen². PFAS können das Risiko für Typ-2-Diabetes erhöhen. Sie verursachen Umweltschäden und sind giftig für die Leber, das neuroendokrine Immunsystem, die Nieren, die Lunge und das Herz-Kreislauf-System³. Sie sind besonders gefährlich für sich entwickelnde Föten und Kinder⁴.

Sie werden seit den 1950er Jahren in Konsumgütern verwendet. Sie sorgen dafür, dass Lebensmittel nicht an der Verpackung oder am Kochgeschirr haften bleiben, machen Kleidung und Teppiche schmutzabweisend und sorgen für einen wirksameren Löschschaum. Sie haben eine polare Endgruppe (z. B. COOH) und eine Kette von Kohlenstoffen, an die Fluoratome in kovalenten Bindungen gebunden sind. Da die Kohlenstoff-Fluor-Bindung eine der stärksten ist, bauen sich diese Chemikalien in der Umwelt nicht so leicht ab. Zwei von ihnen, Perfluoroctansäure und das Natriumsalz der Perfluorsulfonsäure, wurden in den frühen 2000er Jahren aus Verbraucherprodukten entfernt. Sie werden als PFAS-Altlasten bezeichnet. Sie wurden mit Polytetrafluorethylen (auch bekannt als Teflon, hergestellt von Tefal) gemischt und in Antihaft-Kochgeschirr verwendet.

PFAS können die Nierenfunktion beeinträchtigen und das Risiko von Nierenkrebs erhöhen. Relativ hohe Konzentrationen von PFAS im Blut können das Gesamtcholesterin, die Triacylglycerine (auch Triglyceride genannt) und die Lipoproteine niedriger Dichte erhöhen. All dies sind Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Wenn sich PFAS im Blut anreichern, können Blutplättchen Blutgerinnsel begünstigen. Das Einatmen von PFAS kann zu Entzündungen in den Atemwegen führen. Die berufliche Exposition gegenüber relativ hohen Mengen von PFAS erhöht das Risiko für Lungenkrebs. PFAS können die Entwicklung der Lunge beeinträchtigen. PFAS können mit anderen Schadstoffen wie Asbest und Mikroplastik interagieren und dadurch noch giftiger werden.

Daher war es eine gute Nachricht, als Forscher vor kurzem feststellten, dass einige der Bakterien, die im gesunden menschlichen Darmmikrobiom vorkommen, PFAS in fäkalem Material schnell absorbieren, bioakkumulieren und ausscheiden⁵. Dazu gehören mehrere Arten der Gattung Bacteroides: B. caccae, B. clarus, B. dorei, B. stercoris, B. thetaiotaomicron, und B. uniformis. Andere Bakterien, die PFAS entfernen, sind Odoribacter splanchnicus, Parabacteroides distasonis, Parabacteroides merdae und Escherichia coli. Diese Bakterien können PFAS selbst dann entfernen, wenn sie in geringen Konzentrationen vorhanden sind.

Darüber hinaus gibt es ein gesundes menschliches Darmbakterium namens Akkermansia muciniphila, das zur Vorbeugung von Fettleibigkeit und mehreren menschlichen Krankheiten, einschließlich Diabetes, beiträgt. Dies geschieht durch ein koordiniertes Netzwerk von mikrobiellen Antigenen, Lipiden, Enzymen und Stoffwechselprodukten, während sein Gehalt im Darm ansteigt. Kürzlich wurde gezeigt, dass es auch die antivirale Immunität in der Lunge unterstützt, wenn diese mit dem SARS-CoV-2-Virus infiziert ist, das COVID-19 verursacht⁶. Das heißt, das Darmmikrobiom ist über verschiedene Signalwege, den Transport von Immunzellen und mikrobielle Stoffwechselprodukte mit der Lunge verbunden. Das SARS-CoV-2-Virus verändert die Zusammensetzung und Vielfalt der Darmmikrobiota und macht sie unausgewogen und ungesund.

Dies kann zu einer Störung der Integrität der Darmbarriere, zu Veränderungen der bakteriellen Stoffwechselprodukte, zur Verlagerung von Bakterien und Viren in den Blutkreislauf und zur Hyperaktivierung von Immun- und Entzündungsreaktionen führen. Dies sind die Hauptmerkmale einer schweren COVID-19. Zu den therapeutischen Strategien, die auf die Darmmikrobiota abzielen, gehören die Supplementierung mit kurzkettigen Fettsäuren und Probiotika sowie die Transplantation der fäkalen Mikrobiota. Sie haben vielversprechende Ergebnisse bei der Wiederherstellung der mikrobiellen Homöostase und der Modulation von Immunreaktionen bei verschiedenen Infektionskrankheiten gezeigt.

A. muciniphilia ist in der Schleimschicht der Darmschleimhaut angereichert⁷. Wie andere gesunde Darmbakterien produziert es kurzkettige Fettsäuren, indem es Ballaststoffe fermentiert. Außerdem baut es die Muzin genannten Glykoproteine ab und spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Darmbarriere und der Immunregulation. Muzine sind eine Klasse von Proteinen, die mit vielen Zuckern beschichtet sind. Sie bilden eine physische Barriere, die die Epithelzellen vor Schäden, Krankheitserregern und Reizstoffen schützt. Einige Muzine können mit anderen Molekülen auf der Zelloberfläche interagieren und so das Zellverhalten und die Kommunikation beeinflussen. Mucinmengen und Veränderungen in ihrer Struktur werden mit verschiedenen Krebsarten in Verbindung gebracht, unter anderem mit denen des Magen-Darm-Trakts und der Brust. Muzine spielen eine Rolle bei entzündlichen Zuständen, z. B. in den Atemwegen (Asthma, Bronchitis). Sie können Ziele für Krankheitserreger sein, aber auch zum Schutz vor Infektionen beitragen. Außerdem ist A. muciniphilia gegen viele Antibiotika resistent. Das Darmmikrobiom ist also teilweise vor Antibiotika geschützt.

Die Ernährung beeinflusst die Struktur, Zusammensetzung und Funktion des menschlichen Darmmikrobioms. Die Auswirkungen der Ernährung auf A. muciniphila beginnen fast unmittelbar nach der Geburt. In einer kürzlich durchgeführten Studie wurden die Auswirkungen des aus der Muttermilch stammenden Metaboliten Betain auf die relative Gesamthäufigkeit von A. muciniphila untersucht. Es wurde festgestellt, dass mütterliches Betain die Häufigkeit vorübergehend erhöht. Oligosaccharide aus der Muttermilch, die Präbiotika für die neonatale Darmmikrobiota sind, fördern ebenfalls die Ausbreitung von A. muciniphila. Andererseits verringert der Verzehr von gesättigten Fetten, die in Fleisch enthalten sind, die Menge von A. muciniphila und anderen gesunden Darmbakterien. Antioxidantien in der Nahrung, der SCFA Butyrat und komplexe Kohlenhydrate in Ballaststoffen erhöhen die relative Häufigkeit von A. muciniphila.

Im Darm gesunder Menschen wurde ein höheres Vorkommen von A. muciniphila beobachtet als bei Menschen mit Stoffwechselstörungen, und A. muciniphila wird mit zahlreichen Vorteilen für den Stoffwechsel in Verbindung gebracht, darunter ein verbessertes Blutzuckermanagement, weniger Körperfett und geringere Entzündungen. Die Ballaststoffe der mediterranen und anderer Ernährungsweisen sind also sehr gesund. Eines der besten Dinge, die Sie für Ihre Gesundheit und die Gesundheit von Gaia (der Biosphäre) tun können, ist der Verzicht auf Fleisch, insbesondere auf Rind- und Schweinefleisch aus der Massenproduktion.