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Bakterien Gutes aus der Buttersäure

Helmholtz-Wissenschaftler erforschen, wie Bakteriengemeinschaften im Darm Butyrat produzieren und den Körper gesund erhalten.

Darmbakterien
Darmbakterien sind hilfreich bei der Verdauung. Foto: iStock

Kurzkettige Fettsäuren sind für die Gesundheit enorm bedeutsam. Im menschlichen Darm entstehen sie im Wesentlichen als Abbauprodukte nicht mehr verwertbarer pflanzlicher Stoffe aus der Nahrung, für diesen Prozess zuständig sind Bakterien. Die in diesem Zusammenhang wichtigsten kurzkettigen Fettsäuren heißen Acetat (Essigsäure), Propionsäure (Proponiat) und Butyrat (Buttersäure). Von Darmbakterien gebildet, werden sie schnell von der Dickdarmschleimhaut absorbiert, für die sie eine wichtige Energiequelle darstellen. Mehr als 70 Prozent des Energiestoffwechsels der Epithelzellen des Darms wird durch diese Fettsäuren gedeckt.

 Vor allem die Buttersäure ist mit ihren positiven Eigenschaften in den Fokus der Forschung gerückt. Bekannt ist, dass sie das Epithelgewebe des Darms und dessen Barrierefunktion stärkt sowie die lokale Immunabwehr stabilisiert. Doch Butyrat beeinflusst auch verschiedene Stoffwechselwege, etwa in der Leber oder im Gehirn. Ein chronischer Mangel an dieser Fettsäure werde in Verbindung gebracht mit dem Entstehen von Typ-2-Diabetes, Fettleibigkeit oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen, sagt Marius Vital, Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig. Zudem erhöhe zu wenig Butyrat das Risiko von Infektionskrankheiten im Darm. 

Seit einigen Jahren wird immer deutlicher, welch große Rolle das Mikrobiom (die Gesamtheit der Mikroorganismen in unserem Körper) für die Gesundheit spielt – und wie sehr diese leiden kann, gerät die harmonische Gemeinschaft der Kleinstlebewesen aus dem Gleichgewicht. Bislang konzentrierte sich die Forschung zum Mikrobiom vor allem auf einzelne Bakterienarten. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung haben nun eine Methodik entwickelt, mit der sich die große Vielfalt der Butyrat-bildenden Bakterien im Mikrobiom des Darms aufdecken lässt. Damit soll es möglich werden, das Potenzial und die Artenvielfalt der Bakteriengemeinschaften in verschiedenen Bereichen des Darms besser zu erforschen und zu verstehen.

So konnten die Infektionsforscher bereits zeigen, dass im Darm eines Menschen durchschnittlich mehr als 20 verschiedene Bakterienarten zu finden sind, die Butyrat synthetisieren. „Die Butyrat-produzierende Gemeinschaft im Darm besteht aus vielen Bakterienstämmen und bildet eine biochemisch diverse Gruppe“, sagt Marius Vital, der in der Arbeitsgruppe „Mikrobielle Interaktionen und Prozesse“ des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums forscht. Dabei seien viele Bakterienarten beteiligt, vor allem solche der Stämme Firmicutes und Bacteroidetes. 

Bei ihrer neuen Methodik zur Erforschung der Butyrat-bildenden Bakteriengemeinschaften kombinierten die Wissenschaftler Informationen aus öffentlich verfügbaren Datensätzen von Patienten, die unter verschiedenen Krankheiten wie Diabetes, Fettleibigkeit oder Leberzirrhose litten. „Unsere Untersuchungen konnten zeigen, dass viele Bakterien die für uns so wichtige Fettsäure produzieren“, sagt Marius Vital. „Diese große Artenvielfalt an Butyrat-bildenden Bakterien hilft, eine funktionelle Stabilität des Darmmikrobioms im Alltag zu erhalten und auch grobe Störungen wie eine Antibiotikabehandlung zu reduzieren.“

Beeinflusst werden kann das Vorhandensein von „guten“ Bakterien, die Butyrat bilden, auch durch das, was ein Mensch isst. So fanden die Wissenschaftler heraus, dass diese erwünschten Mikroorganismen bei pflanzenhaltiger Ernährung zunehmen. Ein übermäßiger Verzehr von Fleisch und Wurst indes bewirkt das Gegenteil. 

Die Braunschweiger Helmholtz-Forscher sehen ihre Erkenntnisse als eine Grundlage an, die zukünftig dazu beitragen kann, individuell angepasste Medikamente zu entwickeln. Die Idee ist es, dass solche Arzneimittel einen Mangel an gesundheitsfördernden Bakterien im Darm verhindern. Und damit, so die Schlussfolgerung, würde dann auch das Risiko für jene Krankheiten sinken, die durch ein Zuwenig an Butyrat hervorgerufen werden können. 

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