Das interaktive Ökosystem im Menschen |
Lässt sich das Darm-Mikrobiom gezielt über die Ernährung steuern? Haller sagt dazu: »Die Ernährung beeinflusst die Zusammensetzung der Bakterien, wobei langfristige Ernährungsmuster einen Fingerabdruck hinterlassen. Und das macht Sinn, weil sich die Bakterien adaptieren können.« Allerdings warnt er vor Aussagen, man könne mit der Ernährung das Mikrobiom in eine klar definierte Richtung beeinflussen. »Das wird der Komplexizität nicht gerecht, denn jeder Mensch hat eine individuelle Mikrobiota.«
Eine andere wesentliche Beeinflussung der Mikrobiota sind Antibiotika: Sie zerstören sowohl die pathogenen als auch die nützlichen Bakterien und verursachen damit eine Dysbiosis, also ein verändertes oder gestörtes Darmmikrobiom. Konkret wird der kompetitive Ausgrenzungsmechanismus gestört, über den die Mikrobiota Pathogene inhibieren, indem sie die pathogenen Bakterien normalerweise etwa in einem natürlichen Gleichgewicht halten, sodass sie sich nicht stark vermehren können. Der spezifische Effekt der Antibiotika-Gabe auf die Darmmikrobiota hängt aber von der Art des Antibiotikums und Dauer der Gabe ab.
Auch andere Arzneistoffe können das Mikrobiom beeinflussen, gemäß einer Studie aus 2018 von Forschern des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg sogar jeder vierte Arzneistoff. Viele Medikamente wirkten sich negativ auf die Zusammensetzung und den Zustand der Darmbakterien aus, aber einige wohl auch positiv.
Studien zeigen, dass Menschen in ländlichen Gegenden von Nicht-Industrieländern eine vielfältigere Mikrobiota haben als Städter in Industrieländern. Verarbeitete Lebensmittel, die übermäßige Verwendung von Antibiotika und Desinfektionsmitteln tragen laut »Global Microbiome Conservancy« zu einem Verlust der Diversität bei.
Global Microbiome Conservancy ist ein weltweiter Zusammenschluss von Mikrobiomforschern. Ein Forschungsziel ist es, die komplette Biodiversität des menschlichen Darmmikrobioms in einer Biobank zu erfassen und zu konservieren. Die Forscher sorgen sich, dass einige Mikroben, die sich seit Jahrtausenden mit uns Menschen entwickelt haben, bald aussterben könnten. Denn die Vereinten Nationen schätzen, dass bis 2050 70 Prozent der Menschen in Städten leben werden.
Auf der anderen Seite modulieren die Darmbakterien die Verfügbarkeit und Wirksamkeit von Medikamenten. Ein Hauptmechanismus ist dabei die Biotransformation, also die chemische Umwandlung der Medikamente: Die Mikrobiota ist metabolisch sehr aktiv. Eingenommene Medikamente, sofern sie den Dickdarm erreichen, werden dort verstoffwechselt und dabei entweder aktiviert oder in ihrer Wirkung abgeschwächt.
Einen zweiten Mechanismus hat die Heidelberger Forschergruppe im Herbst letzten Jahres veröffentlicht: die Bioakkumulation durch Darmbakterien. Dabei speichern diese das Medikament in ihrem Zellinneren, ohne es chemisch zu verändern und meist auch ohne eigene Wachstumseinschränkungen. Dieser Mechanismus kann sowohl die Arzneimittelverfügbarkeit als auch den Bakterienmetabolismus verändern – möglicherweise mit Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Mikrobiota, die Pharmakokinetik, auf Nebenwirkungen und Arzneimittelreaktionen – und zwar individuell unterschiedlich.
Haller geht davon aus, dass es in naher Zukunft zumindest für den Aspekt der Biotransformation Anwendungen geben wird, um Arzneimittel dahingehend zu prüfen, ob und wie sie durch die individuelle Mikrobiota des Patienten verstoffwechselt werden. Mit diesem Wissen ließe sich dann eine optimale Dosierung des Medikamentes für den Patienten finden.
