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Die neue gefährdete Spezies: Das menschliche Darmmikrobiom

Der Dokumentarfilm “The Invisible Extinction” (Das unsichtbare Aussterben) zeigt, warum das moderne Leben das menschliche Mikrobiom dezimiert und damit seine Vielfalt und die menschliche Gesundheit bedroht.

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“The Invisible Extinction” Trailer from Microbe Media on Vimeo.

GESCHICHTE AUF EINEN BLICK

  • Der Film “The Invisible Extinction” (Das unsichtbare Aussterben) warnt davor, dass das menschliche Mikrobiom gefährdet ist und den Menschen in Gefahr bringt
  • Der Film beleuchtet die Arbeit der Mikrobiologen Dr. Martin Blaser und Gloria Dominguez-Bello – ein Ehepaar -, die sowohl das Problem als auch eine mögliche Lösung zur Rettung der mikrobiellen Vielfalt untersuchen
  • Der übermäßige Einsatz von Antibiotika, elektive Kaiserschnitte und verarbeitete Lebensmittel treiben die Zerstörung unserer inneren Ökologie voran”, heißt es in dem Film
  • Die dramatische Zunahme chronischer Krankheiten, darunter Typ-1-Diabetes, Asthma, Fettleibigkeit, gastroösophageale Refluxkrankheit und entzündliche Darmerkrankungen, könnte mit dem Verlust der bakteriellen Vielfalt in unseren Eingeweiden zusammenhängen
  • Dominguez-Bello ist Präsidentin von The Microbiota Vault, einer globalen gemeinnützigen Initiative, die versucht, durch die Lagerung und Konservierung von Mikrobiota-Proben und -Sammlungen “die langfristige Gesundheit der Menschheit zu erhalten”

Der Dokumentarfilm “The Invisible Extinction” (Das unsichtbare Aussterben) schlägt Alarm, dass das menschliche Mikrobiom gefährdet ist und den Menschen in Gefahr bringt. “Bakterien waren die dominierende Lebensform auf der Erde. Alles menschliche Leben hängt von den Bakterien ab”, beginnt der Film.

Die Forscher stehen erst am Anfang, wenn es darum geht, die komplexe Beziehung zwischen Mikroben und menschlicher Gesundheit und Krankheit zu entschlüsseln. Es ist jedoch bekannt, dass die mikrobielle Vielfalt im Darm eine gute Sache ist, während eine geringere Vielfalt im Darmmikrobiom mit chronischen Erkrankungen wie Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes in Verbindung gebracht wurde.

Im Allgemeinen nimmt die Vielfalt des Darmmikrobioms mit dem Alter ab, aber auch jüngere Menschen sind davon betroffen. Der Dokumentarfilm nennt drei wahrscheinliche Gründe dafür: den übermäßigen Einsatz von Antibiotika, elektive Kaiserschnitte und verarbeitete Lebensmittel, die ihrer Meinung nach “die Zerstörung unserer inneren Ökologie vorantreiben”.

Die mikrobielle Vielfalt auf den Kopf stellen

Der Film beleuchtet die Arbeit der Mikrobiologen Dr. Marty Blaser und Gloria Dominguez-Bello – ein Ehepaar -, die sich sowohl mit dem Problem als auch mit einer möglichen Lösung zur Rettung der mikrobiellen Vielfalt befassen. Steven Lawrence, Co-Regisseur und Produzent des Films, erklärte gegenüber Sloan Science and Film, warum er sich nach Gesprächen mit vielen Mikrobiologen dafür entschieden hat, die Forschung von Blaser und Dominguez-Bello in den Mittelpunkt des Films zu stellen:

“Martys Forschung, die recht breit angelegt ist, definiert das Problem, während Glorias Forschung nach der Lösung sucht – sei es die Erhaltung der Mikroben indigener Völker oder die Überlegung, wie wir Kaiserschnittgeburten auf lange Sicht weniger schädlich machen können, zusätzlich zum Eintreten für weniger elektive Kaiserschnitte.

Überall auf der Welt gibt es Menschen, die wichtige, grundlegende Forschungsarbeiten durchführen, die hoffentlich zu einer viel differenzierteren Sichtweise dessen führen werden, was es bedeutet, gesund zu sein. Wir können alle körperlich gesund sein, aber sehr unterschiedliche Mikrobiome haben; die Vielfalt in uns selbst wie auch innerhalb unserer Spezies ist schützenswert, und ich denke, darum geht es bei Glorias Arbeit am Mikrobiota-Tresor [siehe unten].”

Das Mikrobiom bezieht sich auf alle Mikroben, die in und auf Ihrem Körper leben. Es spielt nicht nur eine Rolle bei der Verdauung, sondern ist auch grundlegend für die Funktion des Immunsystems. Tatsächlich beeinflusst Ihr Darmmikrobiom fast alle Ihre physiologischen Systeme.

In meinem Interview mit Rodney Dietert, dem emeritierten Professor für Immuntoxikologie an der Cornell University, erklärt er, dass wir mikrobielle Wesen sind, denn “mehr als 99 % unserer Gene stammen von Mikroben, nicht von unseren Chromosomen”. Sie haben etwa 3,3 Millionen mikrobielle Gene, hauptsächlich bakterielle. In der gesamten menschlichen Population gibt es knapp 10 Millionen verschiedene mikrobielle Gene, Sie werden also nicht unbedingt alle haben.

Außerdem haben Sie 22.000 bis 25.000 chromosomale Gene (diese Gene wurden im Rahmen des Humangenomprojekts analysiert), was bedeutet, dass Sie nur etwa 2.000 chromosomale Gene mehr haben als ein Regenwurm. Wie Dietert feststellte, haben wir etwa 3,3 Millionen mikrobielle Gene, was bedeutet, dass wir genetisch gesehen zu mehr als 99 % mikrobiell sind.

Yanomami-Indigene am mikrobiologisch vielfältigsten

Im Rahmen der Forschung von Dominguez-Bello und Blaser wurde das bakterielle Mikrobiom der Yanomami, einer isolierten Gruppe indigener Völker, die im Amazonas-Regenwald leben, im Stuhl, im Mund und auf der Haut charakterisiert. In einer Studie, die 2015 in Science Advances veröffentlicht wurde, schrieben sie:

“Diese Yanomami haben ein Mikrobiom mit der größten Vielfalt an Bakterien und genetischen Funktionen, die jemals bei einer menschlichen Gruppe festgestellt wurde.

Trotz ihrer Isolation, vermutlich seit >11.000 Jahren, seit ihre Vorfahren in Südamerika ankamen, und keiner bekannten Exposition gegenüber Antibiotika, beherbergen sie Bakterien, die funktionelle Antibiotikaresistenzgene (AR) tragen, einschließlich solcher, die eine Resistenz gegen synthetische Antibiotika verleihen und mit Mobilisierungselementen syntenisch sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verwestlichung die Vielfalt des menschlichen Mikrobioms erheblich beeinflusst …”

Dominquez-Bello glaubt, dass wir durch die Untersuchung des Mikrobioms dieser Ureinwohner Hinweise darauf erhalten können, welche Funktionen in städtischen Gebieten verloren gehen, wo der moderne Lebensstil das Mikrobiom gefährdet. In einem Interview mit People erklärte sie:

“Das sind Völker, die erst jetzt beginnen, städtische Praktiken und Medizin kennenzulernen. Es handelt sich also um Überlebende, denn Sie können sich die Sterblichkeit an Orten vorstellen, an denen es keine Medizin gibt. Wenn Sie von einem Baum fallen, sind Sie tot. Bricht man sich ein Bein, ist man tot.

Von 10 Müttern, die in den Wehen liegen, stirbt eine Mutter oder ein Baby. Wenn man also überlebt, ist man wirklich ein Überlebender. Und das sind gesunde Menschen, denn die ungesunden sind gestorben. Wir sind also sehr daran interessiert, ihr Mikrobiom zu verstehen. Und wir stellen fest, dass sie eine viel höhere Diversität aufweisen. Im Allgemeinen ist die Vielfalt ein Indikator für Gesundheit. Je vielfältiger das Mikrobiom, desto gesünder das Ökosystem.”

Warum Kaiserschnitte den Babys die Mikroben rauben können

Der Film befasst sich auch mit dem Kaiserschnitt, der die Mikrobiota von Säuglingen verändert, da sie während der Geburt nicht mit der vaginalen Mikrobiota ihrer Mutter in Kontakt kommen. Eine Kaiserschnittentbindung wird mit einem erhöhten Risiko für Störungen des Immunsystems und des Stoffwechsels in Verbindung gebracht, was möglicherweise auf die veränderte Mikrobiota zurückzuführen ist.

Forschungen von Dominguez-Bello und Kollegen ergaben jedoch, dass das “vaginale Seeding” von Kaiserschnittgeborenen die mütterlichen Mikroben erfolgreich wiederherstellt, wenn es unmittelbar nach der Geburt erfolgt, und so die Mikrobiota des Säuglings einbürgert. Obwohl nicht bekannt ist, ob die Wiederherstellung der Mikrobiota der Babys nach der Geburt zu langfristigen gesundheitlichen Ergebnissen führt, will Dominquez-Bello dies herausfinden. Sie erzählte People:

“Wenn ein Baby durch einen elektiven Kaiserschnitt geboren wird, ohne dass die Fruchtblase platzt, ist es dem Mikrobiom der Mutter in der Vagina nicht ausgesetzt. Aber wir haben gezeigt, dass, wenn wir das Mikrobiom eines Babys, das durch einen elektiven Kaiserschnitt geboren wurde, zumindest teilweise normalisieren, indem wir es mit Gaze abreiben, die mit einer Flüssigkeit getränkt ist, die das Mikrobiom der Mutter enthält, können wir das Mundmikrobiom des Babys im ersten Lebensjahr normalisieren.

Schützen wir damit Kinder vor Asthma, vor Typ-1-Diabetes, vor Zöliakie, Allergien und Fettleibigkeit? Wir führen eine fünfjährige klinische Studie durch, um das herauszufinden.”

Frühzeitige Exposition kann Schlüssel zur Krankheitsvorbeugung sein

Was die Exposition in der frühen Kindheit angeht, so wird auch vermutet, dass Anomalien des Darmmikrobioms in der frühen Kindheit eine Rolle bei Autismus spielen könnten. Blaser sagte zu People:

“Wir wissen, dass die Häufigkeit von Autismus in den letzten 80 Jahren dramatisch gestiegen ist. Und es ist eine Krankheit des frühen Lebens – sie manifestiert sich innerhalb der ersten paar Jahre. Wir sind daher an der Idee interessiert, dass das Mikrobiom, das sich im frühen Leben bildet, eine Verbindung zum Gehirn hat.

Wir wissen, dass das Mikrobiom mit dem Gehirn kommuniziert. Eine Reihe von Forschern hat sich daher für die Idee interessiert, dass ein anormales frühes Darmmikrobiom vielleicht eine veränderte Konversation mit dem Gehirn führt und die Gehirnentwicklung verändert.”

Die akute lymphatische Leukämie (ALL), die häufigste Krebsart im Kindesalter, könnte laut Melvin Greaves vom Institute of Cancer Research in London, U.K., auch mit Mikroorganismen zusammenhängen.
Greaves’ Studie deutet darauf hin, dass die Exposition gegenüber Mikroben in der frühen Kindheit die Eintrittskarte zur Verhinderung von ALL sein könnte, und zwar durch:

  • Vaginale Entbindung (versus Kaiserschnitt)
  • Stillen
  • Besuch einer Kindertagesstätte als Baby
  • Kontakt zu älteren Geschwistern

Frühere Forschungsarbeiten unterstützen diese Vorschläge, einschließlich einer Studie aus dem Jahr 2002, die ergab, dass Kinder, die mehr Zeit in einer Kindertagesstätte verbrachten, ein deutlich geringeres Risiko für ALL hatten. Auch das Stillen wurde mit einem geringeren ALL-Risiko in Verbindung gebracht, während die Einführung von Säuglingsnahrung innerhalb von 14 Tagen nach der Geburt sowie die ausschließliche Ernährung mit Säuglingsnahrung bis zum sechsten Lebensmonat positiv mit ALL assoziiert war.

Antibiotika dezimieren das menschliche Mikrobiom

Jedes Jahr werden für jeden Menschen auf der Erde etwa 10 Dosen Antibiotika verschrieben. Selbst Kinder nehmen im Alter von 2 Jahren durchschnittlich 2,7 und im Alter von 10 Jahren 10,9 Antibiotika ein. Die Exposition beginnt jedoch oft noch früher, da mehr als die Hälfte der Frauen während der Schwangerschaft oder kurz nach der Geburt Antibiotika erhalten.

“Hinzu kommt ein unbekanntes Maß an Exposition durch den landwirtschaftlichen Einsatz von Antibiotika”, erklärte Blaser 2018 im Cleveland Clinic Journal of Medicine. Er glaubt, dass die dramatische Zunahme chronischer Krankheiten wie Typ-1-Diabetes, Asthma, Fettleibigkeit, gastroösophageale Refluxkrankheit und entzündliche Darmerkrankungen mit dem Verlust der bakteriellen Vielfalt in unseren Eingeweiden zusammenhängen – verursacht durch den übermäßigen Einsatz von Antibiotika:

“Vor der modernen Zeit wurden Mikroben von der Mutter auf das Kind während der vaginalen Geburt, von der Mutterbrust während des Stillens, durch Haut-zu-Haut-Kontakt und vom Mund der Mutter durch Küssen übertragen.

Heute haben die weit verbreitete Kaiserschnittentbindung, das Stillen mit der Flasche, ausgiebiges Baden (insbesondere mit antibakteriellen Seifen) und vor allem der Einsatz von Antibiotika die menschliche Ökologie verändert und die Übertragung und Erhaltung der angestammten Mikroben verändert, was sich auf die Zusammensetzung der Mikrobiota auswirkt.

Die Mikroben, sowohl gute als auch schlechte, die in der Regel früh im Leben erworben werden, sind besonders wichtig, da sie eine entwicklungskritische Phase beeinflussen.”

Im Vergleich zu den Yanomami im Amazonasdschungel, die eine hohe bakterielle Vielfalt aufweisen, haben die Menschen in den USA bereits 50 % ihrer mikrobiellen Vielfalt verloren. Aus diesem Grund müssen die Risiken von Antibiotika vor ihrem Einsatz sorgfältig gegen den Nutzen abgewogen werden – und auch der Einsatz von Antibiotika in der Lebensmittelversorgung muss deutlich reduziert werden.

Verarbeitete Lebensmittel zerstören Ihr Mikrobiom

Ein weiterer Angriff auf Ihre Mikroben kommt in Form von verarbeiteten Lebensmitteln. Ballaststoffe sind “der wichtigste Bestandteil der Ernährung, um das Mikrobiom zu ernähren”, sagt Dominquez-Bello, aber in verarbeiteten Lebensmitteln sind sie weitgehend nicht vorhanden. Chemikalien in der Nahrung, wie das Herbizid Glyphosat, stören ebenfalls die Mikroben.

Der Verzehr von Vollwertkost wird mit einer größeren Vielfalt der Darmmikrobiota in Verbindung gebracht, ebenso wie der Verzehr von Kräutern und Gewürzen. Der Verzehr von Gewürzkapseln – insbesondere Zimt, Oregano, Ingwer, schwarzer Pfeffer und Cayennepfeffer – wirkte sich bereits nach zwei Wochen positiv auf die Zusammensetzung der Darmbakterien aus. In einer anderen Studie nahm die Vielfalt der Darmbakterien nach vierwöchigem Verzehr von Kräutern und Gewürzen in Dosen von einem dreiviertel Teelöffel oder 1,5 Teelöffeln täglich zu.

Neben Kräutern und Gewürzen ist der Verzehr von fermentierten Lebensmitteln eine weitere solide Strategie zur Optimierung der Gesundheit Ihres Darmmikrobioms. In einer Studie wurden 36 Erwachsene 10 Wochen lang mit einer Ernährung mit hohem Anteil an fermentierten Lebensmitteln oder ballaststoffreichen Lebensmitteln konfrontiert. Bei denjenigen, die fermentierte Lebensmittel verzehrten, nahm die Vielfalt des Mikrobioms zu und die Entzündungsmarker gingen zurück.

Das Problem ist, dass viele Amerikaner diese gesunden, vollwertigen Lebensmittel nicht regelmäßig verzehren, sondern stattdessen verarbeitete Junkfoods ohne Ballast- und Nährstoffe und mit vielen Zusatzstoffen zu sich nehmen. Es wurde auch festgestellt, dass künstliche Süßstoffe die Darmbakterien in negativer Weise verändern.

Das Mikrobiota-Gewölbe

Dominguez-Bello ist Präsidentin von The Microbiota Vault, einer globalen, gemeinnützigen Initiative, die versucht, “die Gesundheit der Menschheit langfristig zu erhalten” durch die Lagerung und Konservierung von Mikrobiota-Proben und -Sammlungen. Die Idee ist, eine Bank von Mikroben zu unterhalten, die zur Wiederherstellung der menschlichen Mikrobiota verwendet werden könnte, wenn diese allmählich weniger vielfältig wird – oder wenn sie im Grunde ausstirbt. Dominquez-Bello erklärte gegenüber People:

“Wir müssen die derzeitige Artenvielfalt der Mikroben im Menschen überall erhalten. Und das gilt auch für die Umwelt. Wir bringen die biologische Vielfalt, einschließlich der mikrobiellen Vielfalt, völlig durcheinander. Mikroben sind in jedem Ökosystem unverzichtbar, nicht nur bei Menschen, Tieren oder Pflanzen, sondern auch in den Ozeanen. Das Ganze ist durch die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten miteinander verbunden.

Wir müssen die Mikroben bewahren, weil sie die Funktionen der Erde wirklich beeinflussen … Sie beeinflussen alles. Sie modulieren unsere eigene Genexpression. Es muss also mehr getan werden, um die mikrobielle Artenvielfalt zu erhalten und wiederherzustellen, denn wir werden eine Wiederherstellung brauchen.”

Um Ihr Mikrobiom so gut wie möglich zu schützen, sollten Sie in der nächsten Zeit nicht nur Kaiserschnitte vermeiden, sondern auch Folgendes beachten:

Tun:

  • Essen Sie reichlich fermentierte Lebensmittel – Eine gesunde Wahl sind Lassi, fermentierter Gras-Kefir, Natto (fermentiertes Soja) und fermentiertes Gemüse.
  • Nehmen Sie ein probiotisches Präparat ein – Wenn Sie nicht regelmäßig fermentierte Lebensmittel essen, kann ein probiotisches Präparat nützlich sein.
  • Erhöhen Sie die Aufnahme von löslichen und unlöslichen Ballaststoffen, wobei Sie sich auf Gemüse und Samen, einschließlich gekeimter Samen, konzentrieren sollten.
  • Machen Sie sich im Garten die Hände schmutzig – Der Kontakt mit Bakterien und Viren im Boden kann Ihr Immunsystem stärken und für eine lang anhaltende Immunität gegen Krankheiten sorgen.
  • Öffnen Sie Ihre Fenster – Forschungen haben ergeben, dass das Öffnen eines Fensters und die Erhöhung des natürlichen Luftstroms die Vielfalt und Gesundheit der Mikroben in Ihrer Wohnung verbessern kann, was wiederum Ihnen zugute kommt.
  • Spülen Sie Ihr Geschirr mit der Hand statt in der Spülmaschine – Untersuchungen haben gezeigt, dass beim Abwaschen mit der Hand mehr Bakterien auf dem Geschirr zurückbleiben als in der Spülmaschine. Wenn Sie von diesem nicht ganz so sterilen Geschirr essen, kann dies Ihr Allergierisiko senken, da Ihr Immunsystem stimuliert wird.

Vermeiden:

  • Antibiotika, sofern nicht absolut notwendig. Wenn Sie sie verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie Ihren Darm mit fermentierten Lebensmitteln und/oder einem hochwertigen probiotischen Präparat wieder aufpäppeln.
  • Konventionell gezüchtetes Fleisch und andere tierische Produkte, da CAFO-Tiere routinemäßig mit niedrig dosierten Antibiotika gefüttert werden.
  • Gechlortes und/oder fluoridiertes Wasser – dies gilt auch für das Baden oder Duschen.
  • Verarbeitete Lebensmittel – Übermäßiger Zucker zusammen mit ansonsten toten” Nährstoffen nährt pathogene Bakterien. Lebensmittel-Emulgatoren wie Polysorbat 80, Lecithin, Carrageen, Polyglycerine und Xanthan können sich negativ auf die Darmflora auswirken.
  • Landwirtschaftliche Chemikalien, insbesondere Glyphosat (Roundup), ist ein bekanntes Antibiotikum und könnte möglicherweise viele Ihrer nützlichen Darmmikroben abtöten, wenn Sie damit kontaminierte Lebensmittel essen.
  • Antibakterielle Seife, da sie sowohl gute als auch schlechte Bakterien abtötet und zur Entwicklung von Antibiotikaresistenzen beiträgt.

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Quellen:

Quelle: The New Endangered Species: The Human Gut Microbiome