Mikrobiom - Bakterien, die Ihre Gesundheit unterstützen

MedGene® - Mikrobiom

#7 - 27 Bakterien, die ihre Gesundheit unterstützen

Der menschliche Darm beherbergt mehr als ein kg Bakterienmasse mit über 4000 nachgewiesenen unterschiedlichen Arten.
Darmbakterien haben einen wesentlichen Anteil am Gesundheitszustand eines Menschen. Sie

  • unterstützen die Verdauung (Fermentation von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen) und regen die Darmperistaltik an
  • bestimmen zum großen Teil die Konsistenz des Stuhls (Bristol-Stuhlformen-Skala) und die Dauer der Darmpassage
  • tragen täglich bis zu 10% von den aufgenommenen Kalorien zur Energiegewinnung bei
  • bauen lösliche Ballaststoffe zu kurzkettigen Fettsäuren ab (short chain fatty acids, SCAs); Essigsäure (Acetat), Buttersäure (Butyrat) und Propionsäure sind die Hauptenergiequellen für die Zellen der Darmwand (sogenannte Kolonozyten)
  • wirken entzündungshemmend (Anregung zur Vermehrung regulatorischer T-Zellen)
  • stimulieren und trainieren das Darm-assoziierte Immunsystem (GALT; gut associated lymphoid tissue; Defensine; pathogenassoziierte molekulare Muster, PAMPs; pathogen associated molecular patterns)
  • halten die Darmbarriere (Mukusschicht) für den funktionellen Stofftransport zu den Blutgefäßen aufrecht
  • konkurrieren mit Krankheitskeimen um Nahrung und Anheftungsstellen an der Darmschleimhaut (Kolonisationsresistenz)
  • wirken an der Regulation des Darm pH-Wertes mit (Milchsäurebakterien)
  • sondern antimikrobielle Peptide (Bacteriocide) zur Aufrechterhaltung des spezifischen Mikrobiotamilieus ab
  • synthetisieren essentielle Aminosäuren
  • produzieren Vitamine B/K, neuroaktive Botenstoffe und bioaktive Lipide
  • entgiften potentiell toxische Metaboliten aus den Gallensäuren und anderen biologischen Substanzen (Xenobiotika: 'dem Leben fremde Stoffe')
  • aktivieren und inhibieren oral verabreichte Medikamente mittels spezifischer Metabolisierungswege und Signaltransduktionsketten

Einfluss von Ballaststoffen auf das intestinale Mikrobiom

Die Hauptenergiequelle des Menschen ist pflanzliche Stärke (ein Polysaccharid aus α-D-Glucose-Einheiten), die bereits im Dünndarm enzymatisch (Amylasen) abgebaut und anschließend resorbiert wird. Die sogenannte Reststärke (RS) ist unverdaulich und wird in den Dickdarm weitertransportiert, wo sie von Bakterien in kurzkettige Fettsäuren (short chain fatty acids, SCFAs) zerlegt wird. Somit verfügt die Reststärke über wichtige gesundheitsfördernde Eigenschaften und wird deshalb häufig für Nahrungsmittelzusätze verwendet. Zu nennen sind fünf Typen der Reststärke (RS1 bis RS5):

- RS1 ist Stärke, die physisch nicht zugänglich ist. Durch Kauen oder chemischen Aufschluss (durch Abbau der sie umgebenden Zellwand/Matrix) wird sie verdaubar (Leguminosensamen, Vollkornprodukte)

- RS2 ist Stärke, die aufgrund ihrer molekularen Faltung für die Verdauungsenzyme unzugänglich ist. Wird sie erhitzt, faltet sich ihre kompakte Struktur auf und sie kann verdaut werden (Amylose, grüne Bananen, Kartoffel, Mais)

- RS3 retrogradierte Stärke entsteht beim Erhitzen und anschließendem Abkühlen von nativer Stärke. Dabei bildet sich eine kompakte unverdauliche Kristallstruktur heraus. Resistente Stärke vom Typ 3 (RS3) ist in der Lage, den glykämischen Index (GI) einer Speise zu beeinflussen. Sie begünstigt die von der Darmflora bevorzugte und ernährungsphysiologisch bedeutsame Butyratbildung und regt das Wachstum von Lactat- und Acetat-produzierenden Bakterien an (Lactobazillen, Bacteroides)

- RS4 ist chemisch modifizierte oder repolymerisierte Stärke (Dextrine) mit veränderter Vernetzung der Molekülketten. RS4 ist für die Verdauungsenzyme unzugänglich, kann jedoch von Bakterien im Dickdarm abgebaut werden

- RS5 besteht aus Amyloid-Lipid-Peptid Komplexen, die im Dünndarm nicht enzymatisch abgebaut werden können

Eine dysbiotische Darmmikrobiota, welche die Reststärke und komplexe Kohlenhydrate unzureichend metabolisiert, kann zum Unwohlsein (Gasentwicklung, Blähungen, Völlegefühl, Bauchweh) der betreffenden Person bis hin zu ernsteren Erkrankungen führen.

#7 Lösliche Ballaststoffe abbauende Bakterien

#7A lösliche langkettige abbauende Ballaststoffe

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#7B lösliche kurzkettige abbauende Ballaststoffe

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8 Ballaststoffe verwertende Bakterien

#8A Alpha-glucane (Kartoffelstärke) verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8B Alpha-Glucane- Pullulan

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8C Alpha-Glucane Resistente Stärke (RS1) verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8D Alpha-Glucane- Resistente Stärke (RS2) verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8E Alpha-Glucane- Resistente Stärke (RS3) verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8F Alpha-Glucane- Resistente Stärke (RS4) verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8G Alpha-Glucane- Resistente Stärke (RS5) verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8H Beta- Glukane verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8I Arabinogalaktan verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8J Pectin verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8K Gummi arabicum verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8L Zellulose verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8M Hemicellulose- Hafer Dinkel- Xylan verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8N Arabinoxylan (Hemizellulose-verdauende)

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8O Guarkernmehl verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8P Galactomannan verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8Q Humane Milch-Oligosaccharide verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8R Galaktooligofructose verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8S Inulin/Oligofructose (FOS) verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8T Arabinoxylan-Oligosaccharide verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8U Dextrin/Maltodextrin verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8V Rhamnose verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8W Raffinose verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8X Stachyose verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#8Y Xylooligosaccharide (XOS) verdauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Rhamnose verdauende Bakterien

Kohlenhydrate verwertende Bakterien

Niedrigmolekulare Kohlenhydrate (Einfachzucker: Glukose, Fruktose, Galaktose; Zweifachzucker: Laktose, Saccharose, Maltose) kommen in den verschiedensten Nahrungsmitteln vor und werden schon im vorderen Darmtrakt aufgenommen. Jedoch bei einem Überangebot bzw. bei Malabsorption und bei genetisch-bedingten Unverträglichkeiten (Laktose-, Fruktoseintoleranz) erreichen größere Mengen von Zuckermolekülen den Dickdarm, wo sie von Darmbakterien verstoffwechselt werden. Verstärkte Fermentation dieser Kohlenhydrate kann zu Abdominalbeschwerden mit schmerzhaften Symptomen wie Blähungen, Krämpfe, aufgeblähter Leib oder Durchfall führen.

Mucine sind Glykoproteine, welche die schützende Schleimschicht für die Darmbarriere bilden. Sie können von intestinalen Bakterien, vor allem Akkermansia muciniphila und Bifidobakterien, abgebaut werden.

#9, 10 Kohlenhydrate verwertende Bakterien

Saccharolytische Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Mucin abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Protein-Katabolismus, Aminosäuren-Metabolismus und essentielle Aminosäuren-produzierende Bakterien

Der große Hauptanteil der Proteine wird bereits im Dünndarm abgebaut und resorbiert. Restproteine aus verschiedenen Quellen werden im Dickdarm von Bakterien (Clostridium spp., Peptostreptococcus spp.), abhängig vom pH-Wert und der Anwesenheit von Kohlenhydraten, metabolisiert. Bei einem Überangebot von Proteinen und Aminosäuren entstehen Spaltprodukte, die toxisch wirken können und Entzündungen fördern (verzweigtkettige Fettsäuren, branched chain fatty acids, BCFAs, Ammonium-Ionen, Amine, Schwefelwasserstoff, Phenole, Indole, p-Kresol). Der mikrobielle Proteinverdau im Dickdarm hat wenig Einfluss auf die Gesamtverfügbarkeit von Aminosäuren, sondern seine Bedeutung auf die menschliche Gesundheit liegt in der Produktion von toxischen Abbauendprodukten und bioaktiven Metaboliten. Bakterien können essentielle Aminosäuren (Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin) eigenständig synthetisieren und leisten somit einen wichtigen Beitrag zur gesunden Ernährung.

#11 Protein-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#12 Aminosäuren-abbauende Bakterien

Alanin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Arginin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Asparagin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Asparaginsäure-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Cystein-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Glutamin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Glutaminsäure-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Glycin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Histidin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Leucin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Lysin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Phenylalanin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Prolin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Serin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Threonin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Tryptophan-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Tyrosin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Valin-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#13 Essentielle Aminosäuren produzierende Bakterien

Bakterien, die verzweigte Aminosäuren (BCAA) produzieren: Valin, Leucin, Isoleucin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die den Histidin-Syntheseweg verwenden und Histidin synthetisieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die Lysin synthetisieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die Methionin synthetisieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die Threonin synthetisieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die Tryptophansynthetase enthalten und Tryptophan synthetisieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die Glutathion-Synthetase enthalten und Glutathion synthetisieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Fettsäuren-produzierende Bakterien

Kurzkettige Fettsäuren (SCFAs)
Eine der wichtigsten Gruppe der gesundheitsfördernden Bakterien sind die kurzkettigen Fettsäuren (short chain fatty acids; SCFAs) produzierenden Bakterien. Sie regulieren den pH-Wert des Dickdarms mit, versorgen Zellen der Darmwand (Kolonozyten) mit Nährstoffen (Acetat, Butyrat, Propionat) und wirken entzündungshemmend, indem sie regulatorische T-Zellen anregen.

Langkettige Fettsäuren (LCFAs)
Mehr oder weniger gesättigte langkettige Fettsäuren (long chain fatty acids, LCFAs) mit 12 bis 20 Karbonatomen (Ölsäure, Linolsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure) wirken im Darm als Nährstoffe, sind Bausteine von Membranen und wichtige Signalmoleküle. Sie regulieren die Virulenz von Bakterientaxa, partizipieren an der Kommunikation zwischen Bakterien (quorum sensing, QS) und besitzen antibakterielle Eigenschaften (erhöhen die Resistenz gegenüber pathogenen Arten). Bakteriell produzierte 3-Hydroxyoctadecensäure und alpha-Linolensäuren (omega-3 polyunsaturated fatty acids, PUFAs), wirken entzündungshemmend (Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp., Propionibacterium spp.)

Bioaktive Lipide
Darmmikrobiota metabolisiert Cholesterol zum Ausscheidungsprodukt Coprostanol, einem bekannten fäkalen Biomarker. In den letzten Jahren wurden jedoch auch biologisch hochaktive Lipidmetaboliten entdeckt. Das Signalmolekül Cholesterin blockt die Genexpression des Wachstumsfaktors TGF-β -transforming growth factor beta und die TGF-β-induzierte Smad2 Phosphorylierung. Dadurch könnten die Enterocyten zur Proliferation angeregt werden. Die bakteriellen Sphingolipid Metaboliten Ceramid und Sphingosin-1-Phosphat (S1P) sind potente Signalmoleküle, die im Zielgewebe Zellproliferation (Apoptose), Zelldifferenzierung und Entzündungen verursachen. Als Beispiel sei genannt, dass S1P G-Proteingekoppelte Rezeptoren (GPCRs) in den Endothelzellen der intestinalen Lamina propria aktiviert. Endocannabinoide (Glycerolipide) aktivieren die Cannabinoid Typ-2 Rezeptoren (CB1R, CB2R; Akkermansia muciniphila).

#14 Kurzkettige Fettsäuren (short chain acid, SCFAs) produzierende Bakterien

Butyratbildende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Propionatbildende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Acetatbildende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Lactatbildende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Succinatbildende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#15 Langkettige Fettsäuren produzierende Bakterien

Alpha-Linolensäure-bildende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

3-Hydroxyoctadecensäure-bildende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Myristoleinsäure-bildende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#16 Bioaktive Lipide produzierende Bakterien

Octadecensäure produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Gylcerolipid produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Sphingolipid produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Sterol produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Neuroaktive Mikrobiota

Die sogenannte wechselseitig interaktive Darm/Hirn Achse beruht im Wesentlichen auf drei Säulen: dem Vagus-Nerven, der Synthese neuroaktiver Botenstoffe und der adrenalen Stressachse (Stimulation von Zytokinen und Stresshormonen). An allen drei genannten Stoffwechselpfaden ist die Darmmikrobiota wesentlich beteiligt. Bakterien produzieren eine Vielzahl von bioaktiven Substanzen, die neuronale Rezeptoren des enterischen Nervensystems aktivieren (γ-Aminobuttersäure, GABA) oder über die Darmwand in den Blutkreislauf gelangen. Aus der Anzahl der unterschiedlichen von Bakterien gebildeten Neurotransmitter (Dopamin, L-Glutamat, Noradrenalin, Serotonin) ist leicht ersichtlich, dass eine intestinale Dysbiose des Mikrobioms mit dem Fehlen oder dem vermehrten Auftreten von Schlüsselarten zu einer psychischen Erkrankung (Stimmungswechsel, Kognitions- und Verhaltensstörungen, Depression) bis hin zu schweren Formen eines neuronalen Leidens (Demenz, Alzheimer) beitragen kann.

Einen indirekten Beitrag zum Wohlbefinden liefert das Darmmikrobiom durch die Anregung zur Produktion verschiedener Peptidhormone (Peptide YY, glucagon-like peptide 1, gastric inhibitory peptide, Cholecystokinin, Oxytocin, corticotropin-releasing factor, Ghrelin). Weniger bekannt sind die Wechselwirkungen der bakteriellen Kommunikations-Peptide (quorum sensing peptides) mit dem menschlichen Nervensystem.

#17 Neuronale Botenstoffe produzierende Bakterien

Bakterien, die DOPA-Decarboxylase enthalten und Dopamin produzieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die Glutamatdecarboxylase enthalten und GABA produzieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die Glutaminase enthalten und L-Glutamat produzieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die Dopamin β-Hydroxylase enthalten und Noradrenalin produzieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die aromatische Aminosäure-Decarboxylase enthalten und Serotonin produzieren

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Biogene Amine und essentielle Vitamine synthetisierende Bakterien

Die biogenen Di- und Polyamine Putrescin, Cadaverin und Spermidin (Weizenkeime, Sojabohnen, Kürbiskerne) kommen in Nahrungsmitteln natürlich vor, entstehen aber auch bei der Fermentation durch Bakterien im Dickdarm. Vor allem Spermidin erhöht kognitive Funktionen beim Alterungsprozess und fördert die Geweberegeneration, auch bei Muskelverletzungen. Die molekularen Mechanismen der positiven Eigenschaften des biogenen Polyamins Spermidin sind teilweise bekannt (Inhibition der neuronalen NO- Synthase, induziert die Autophagie). Die Bakteriengattungen Bacteroides, Ruminococcus und Streptococcus produzieren Spermidin.

Die Darmmikrobiota produziert essentielle Vitamine aus den Gruppen B (B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) und K. Die exakte Bedeutung der vom Mikrobiom-gebildeten Vitamine am gesamten, verfügbaren Vitaminvorrat und an der Gesundheit des Menschen ist Gegenstand der wissenschaftlichen Forschung. Die mikrobielle Vitamin-K-Synthese könnte das für die Blutgerinnungsfaktoren notwendige Vitamin K zur Verfügung stellen und positiv zur Blutgerinnung beitragen. Bei Mangelernährung, negativen Umwelteinflüssen und entzündlichen Darmerkrankungen kann die Reduktion Vitamin-synthetisierender Bakterien die Krankheitssymptome verursachen bzw. verstärken. Ein chronischer Vitamin-K-Mangel spielt eine wesentliche Rolle bei gastrointestinalen Erkrankungen, bei Reizdarm und entzündlichen Darmerkrankungen.

#18 Polyamine produzierende Bakterien

Cadaverin produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Putrescin produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Spermidin produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#19 Essentielle Vitamine B und K produzierende Bakterien

Vitamin B1 Thiaminpyrophosphat produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B2 Flavin-Adenin-Dinukleotid produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B3 Nicotinsäure, Nicotinamid produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B5 freie Panthotensäure produizerende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B6 Pyridoxalphosphat produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B7 freies Biotin produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B9 Pyridoxalphosphat produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B12 Pyridoxalphosphat produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin K Pyridoxalphosphat produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#20 Vitamine B und K metabolisierende Bakterien

Vitamin B1 Thiaminpyrophosphat metabolisierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B3 Nicotinsäure, Nicotinamid metabolisierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B5 freie Panthotensäure metabolisierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B6 Pyridoxalphosphat metabolisierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Vitamin B7 freies Biotin metabolisierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Gallensäuren-metabolisierende Bakterien / bioaktive Metaboliten

In den Hepatozyten der Leber wird Cholesterin durch Hydroxylierungsreaktionen zu Gallensäuren umgewandelt. Ihre emulgierenden Eigenschaften setzen die Oberflächenspannung des Wassers herab. Auf diese Weise tragen sie zur Fettresorption im Darm bei und ermöglichen die Aufnahme der fettlöslichen Vitamine (A, D, E, K). Nur 5% der sezernierten Gallensäuren erreichen den Dickdarm, wo sie von Bakterien metabolisiert werden. Chemische Konjugationsreaktionen und Dehydroxylierungen (7-alpha Dehydroxylase) können zu zytotoxischen sekundären Gallensäuren (Desoxycholsäure, Glykochenodesoxycholsäure, Lithocholsäure) führen, die im Verdacht stehen, die Entwicklung von Dickdarmkrebs zu fördern. Zusätzlich binden sie an zelluläre Rezeptoren (Arylhydrocarbon Rezeptor – AHR, Farnesoid X Rezeptor – FXR, Protein-gekoppelten Rezeptor – TGR5), die ihre Produktion in der Leber über eine negative Rückkoppelung steuern und zahlreiche andere Signaltransduktionswege betreffend den Fett-, Kohlenhydrat- und Fremdstoffmetabolismus aktivieren. Die aufgezeigten Mechanismen unterstreichen die Bedeutung einer dysbiotischen Mikrobiota auf den Gallensäuremetabolismus und dessen möglichen negativen Konsequenzen für die allgemeine Gesundheit.

Während des Stoffwechsels der intestinalen Bakterien entstehen bioaktive Metaboliten mit zahlreichen gesundheitsfördernden Eigenschaften. Das Darmbakterium Gordonibacter metabolisiert die natürlichen Polyphenole Ellagitannin und Ellagsäure (Vorkommen bei Granatapfel, Beeren, Walnuss) zum entzündungshemmenden Urolithin. Urolithin B erhöht die Ausdauer von Muskeln und reduziert das Risiko für Herz- und Kreislauferkrankungen. Pflanzliches Lignan wird von Darmbakterien (Collinsella spp., Roseburia spp., Ruminococcus spp.) zu Enterolactonen umgewandelt, die den Östradiolen strukturell ähnlich sind. Diese sogenannten Phytohormone üben östrogenmimetische Effekte auf das Gewebe aus, verstärken deren positiven Eigenschaften und wirken präventiv für Tumorerkrankungen. Fettsäure Amide (fatty acids amides; FAAs) binden an Endocannabinoid-Rezeptoren der Darmnerven und lösen ein Nervensignal aus. Daraufhin setzt das Striatum im Gehirn das Glückshormon Dopamin frei. Bekannte FAAs produzierende Bakterien sind Coprococcus eutactus und Eubacterium rectale.

#21 Gallensäuren-abbauende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#22 Bioaktive Metaboliten

Lithochsäure produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Enterolignan produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Fettsäureamide produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Urolithin A produzierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Detoxifikation von Umweltgiften durch Bakterien

Die Darmmikrobiota unterstützt wesentlich den Abbau und die Entgiftung von Körperstoffen wie auch von Umwelttoxinen (Pestizide, Herbizide, Pilzgifte, Schwermetalle). Zu unterscheiden sind:

physikalische Mechanismen:

  • - Schwermetalle, Mykotoxine und Xenobiotika binden an die Bakterienoberfläche und werden gemeinsam ausgeschieden
  • - kompetitive Hemmung der Absorption von Giftmolekülen an der Darmwand
  • - Stimulierung der Darmperistaltik unterstützt deren raschere Ausscheidung mit dem Stuhl
  • - Aufrechterhaltung der Darmwand-Blutgefäß Barriere (Mucinschicht, „dichte Verbindung“ - lat. Zonula occludens)

metabolische Reaktionswege:

  • - Verstoffwechslung toxischer Verbindungen zu nicht giftigen Substanzen, die mit dem Stuhl ausgeschieden werden

#23 Detoxifikation von Umweltgiften

Aflatoxin B1 entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Aflatoxin M1 entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

B(a)P Benzo(a)pyren entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

BPA Bisphenol A entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

DON Deoxynivalenol aktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

FB1 Fumonisin B1 entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

FB2 Fumonisin B2 entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Fusarium Toxin entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Nikotin entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Ochratoxin A Toxin entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Patulin entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

T2 Mycotoxin entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Zearalenon Toxin entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Arsen entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Cadmium entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Chrom entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Eisen entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Quecksilber entgiftende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Arzneimittel-metabolisierende Darmbakterien

Die Verfügbarkeit von oral verabreichten Arzneimitteln hängt in großem Maß vom intestinalen Mikrobiom ab. Zahlreiche Medikamente werden von Darmbakterien absorbiert und ausgeschieden bzw. durch Verstoffwechselung bioaktiviert oder auch in inaktive Substanzen umgewandelt. Dieser Zusammenhang soll an zwei Beispielen dargestellt werden:

Paracetamol wird in der Leber durch Glucuronidierung oder Sulfatierung unwirksam gemacht. Wenn diese Stoffwechselwege blockiert sind, wird es zu N-Acetyl-p-benzochinonimin (NAPQI) oxidiert, das durch Konjugation mit Glutathion unwirksam wird. Wenn die Glutathionspeicher der Leber erschöpft sind, kann es zu schweren Vergiftungen kommen (Antidot ist N‑Acetylcystein in hoher Dosierung). Kresole, die durch mikrobielle Biotransformation (u. a. C. difficile) entsprechender Vorstufen im Nahrungsbrei gebildet und resorbiert werden, blockieren die Sulfatierung von Paracetamol. In diesen Fällen liegt seine toxische Dosis deutlich unterhalb des Erwartungsniveaus. Das bekannte herzstärkende Glykosid Digoxin wird vom Darmbakterium Eggerthella lenta inaktiviert.

#24 Arzneimittel aktivierende/deaktivierende Bakterien

Acetaminophen deaktivierende Baktierien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Camptothecin aktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Cyclophopsphamid aktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Digoxin deaktivierende Baktierien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Ditiliazem aktivierende Baktierien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Doxorubicin deaktivierende Baktierien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

5-Fluorouracil aktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Levadopa aktivierende Baktierien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Levamisol aktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Methamphetamin deaktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Metformin deaktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Nitrazepam deaktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Omeprazol deaktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Sulindac aktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Tacrolismus deaktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Warfarin deaktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Xanthohumol deaktivierende Bakterien

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#25 Bakterien beeinflussen den Therapieerfolg (Immuntherapie)

Einfluss von Acarbose

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von ACE-Hemmern

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Alpha Blocker

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Aspirin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Beta-Blocker

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Empaglifozin/Canaglifozin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Metformin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Protonenpumpeninhibitor

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Vildagliptin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#26 Medikamente verändern die intestinale Mikrobiota

Einfluss von Amoxicillin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Ciprofloxacin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Clarithromycin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Clindamycin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Doxycyclin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Erythromycin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Makrolide

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Einfluss von Vanomycin

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

#27 Das intestinale Mikrobiom beeinflußt die Therapie mit Checkpoint-Inhibitoren

Bakterien, die antiPD-1/PD_L1 CPI positiv beeinflussen (responder)

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die antiPD-1/PD_L1 CPI negativ beeinflussen (non-responder)

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value

Bakterien, die CTLA-4 CPI positiv beeinflussen (responder)

Bakterien erhöht

Value

Bakterien erniedrigt

Value