Hvordan tarmbakterier påvirker os

Billioner bakterier lever i den menneskelige tarm - mikrobiomet. Det skal forhindre sygdomme, forhindre fedme og bestemme stemningen. Kan det virkelig være?

De lever i evigt mørke, er usynlige for det blotte øje, ikke ligefrem appetitvækkende - og et af de hotteste forskningsobjekter i øjeblikket: mikroorganismerne i den menneskelige fordøjelseskanal. Mange forskere tror nu, at de vil spille en vigtig rolle i fremtidens medicin. De vil bruge dem til at gøre folk sundere - ved at ændre sammensætningen af ​​tarmfloraen.

Et enkelt gram tarmindhold er hjemsted for flere levende ting end mennesker på jorden - for det meste bakterier, men også vira og svampe. I alt omkring 100 billioner bakterieceller bosætter sig i tarmen. Mikrobiom er, hvad forskere kalder denne verden af ​​mikrober i dag. Da professor Dirk Haller fra det tekniske universitet i München begyndte at beskæftige sig med de små værelseskammerater omkring årtusindskiftet, eksisterede udtrykket "mikrobiom" ikke engang; lige så lidt som forskere, der var interesserede i tarmfloraen. "Man troede, at det simpelthen var en masse bakterier, som vi har brug for til fordøjelsen, men som ellers ikke har noget med vores kropsfunktioner at gøre," rapporterer lederen af ​​Institut for Ernæring og Immunologi.

Der har været en reel forskningshype om tarmmikrobiomet siden midten af ​​2000'erne. Ifølge Haller udløst af en ny forskningsteknologi. Denne proces, kendt som high-throughput-sekventering, muliggør en hurtig og præcis analyse af den enorme mangfoldighed i tarmfloraen for første gang. Flere tusinde typer bakterier, der findes i den menneskelige fordøjelseskanal, er allerede blevet identificeret. Der er en kombination af mikroorganismer, som alle mennesker har til fælles. Mikrobiomet adskiller sig detaljeret fra person til person.

Tarmflora påvirker immunsystemet

Tarmbakterier har længe været kendt som fordøjelseshjælpemidler. De producerer enzymer, der nedbryder madkomponenter, der ellers ikke kan bruges - for eksempel fiber - til komponenter, som kroppen kan absorbere. Det er nu klart: Mikroberne fungerer også som træningspartnere for immunsystemet og sikrer således, at kroppens forsvar udvikler sig ordentligt. Deres rene masse forhindrer patogener i at sprede sig i fordøjelseskanalen. En intakt tarmflora er også vigtig for funktion af tarmbarrieren. Dette styrer, hvilke stoffer der kommer fra kroppen i tarmen og omvendt.

Indflydelse på sygdomme?

Opgaverne er så forskellige, at mikrobiomet nu ofte omtales som et "organ i et organ" eller endda en "superorgan". Derudover vokser listen over sygdomme, hvor tarmkoloniseringen siges at være involveret på en eller anden måde, støt. Øverst er kroniske inflammatoriske tarmsygdomme, overvægt (fedme), diabetes, men også neurologiske sygdomme såsom multipel sklerose. Selv i udviklingen af ​​lidelser som depression og autisme skal tarmfloraen i det mindste spille en rolle. Nogle forskere spekulerer allerede i, hvornår sygdomme kan helbredes ved at forstyrre mikrobiomet.

Imidlertid skaber hype omkring tarmbakterier som et muligt middel også kritik. ”Mikrobiomeforskning kræver en sund dosis skepsis,” advarede William Hanage fra Harvard University i 2014 i det berømte specialmagasin Natur. Dirk Haller ser det på en lignende måde som sin professorkollega fra USA. Mange undersøgelser har vist, at mikrobiota hos patienter med visse sygdomme adskiller sig fra raske menneskers. "Det kan dog ikke siges, om disse ændringer faktisk forårsager sygdommen eller bare er en konsekvens, der ikke har noget at gøre med udviklingen af ​​sygdommen," forklarer Haller. "Men kausalitet er afgørende."

Tarmfloraen tilpasser sig hurtigt til kosten

Den mikrobielle befolkning imponerer med sin enorme tilpasningsevne. Dens sammensætning ændres inden for 24 timer, hvis en, der hovedsageligt spiser plantebaserede fødevarer pludselig spiser en masse animalske produkter. Effekten fungerer også omvendt, når man skifter fra kødtung mad til vegetarisk mad.

Derudover producerer bakterierne en række stoffer, der kommer ind i blodbanen via tarmvæggen, herunder neurologisk aktive stoffer såsom "lykkehormonerne" dopamin og serotonin. Dette antyder, at der er en forbindelse mellem mikrobiomet og hjernen, der har indflydelse på adfærd, humør og dermed også på psykiske sygdomme som depression. "Kunne have," præciserer Haller. "Vi er først lige begyndt at forstå det komplekse samspil mellem mennesker og deres tarmflora," siger München-eksperten, der koordinerer det tyske forskningsfonds prioritetsprogram "Intestinal Microbiota". Du ville være helt i starten, især når det kommer til at forbinde sygdomme og mulige terapeutiske indgreb.

I bedste fald er der første indikationer på, at den typiske vestlige diæt - lidt fiber, meget animalsk fedt og proteiner - kunne reducere antallet af tarmkim. Hvis det var tilfældet, kunne bakterier, der producerer trimethylamin, formere sig. Stoffet mistænkes for at øge risikoen for arteriosklerose og dermed hjerteanfald og slagtilfælde.

Tarmmikrobiom ændret i inflammatorisk tarmsygdom

Selvom meget stadig er i mørket: mikrobiomeforskning har allerede givet nogle spændende fund. Hos patienter med Crohns sygdom og colitis ulcerosa er antallet af mikrobielle værelseskammerater begrænset. Eksperimenter med genetisk modificerede mus, som er særligt modtagelige for denne kroniske inflammatoriske tarmsygdom (IBD), viste: Så længe dyrene forblev kimfrie, blev de ikke syge på trods af følsomheden. Men hvis musene fik flere stammer af tarmbakterier i en ubalanceret sammensætning, udviklede de IBD. I det mindste i dyremodellen indikerer dette, at tarmmikrobiomet har en kausal rolle i udviklingen af ​​sygdommen. Undersøgelser af genetisk konstruerede mus med øget modtagelighed for en sygdom svarende til multipel sklerose har givet lignende resultater.

Som det så ofte er tilfældet inden for medicin, er det tvivlsomt, om disse dyreforsøgsresultater kan overføres til mennesker. Dette gælder også for Jeffrey Gordons eksperimenter. Biologen fra Washington University School of Medicine gav mus uden deres egen tarmflora hverken afføring af en slank menneskelig tvilling eller af en overvægtig tvilling. Selvom alle dyr blev fodret med den samme diæt, blev musene, der modtog mikrobiomet fra den overvægtige tvilling, fede. Deres indflydelse på tarmbakterierne hos den normale vægt tvilling forblev imidlertid slank.

Langsigtet mål: præcise indgreb i mikrobiomet

Med en sådan fækal transplantation har et team af forskere fra Amsterdam University endda lykkedes at have en positiv indflydelse på blodsukkermetabolismen hos mennesker med et metabolisk syndrom. De overførte den rensede og filtrerede afføring fra sunde, slanke donorer til fordøjelseskanalen hos ni mænd, der er ramt af denne forløber for type 2-diabetes. Administration af mikrobiota forbedrede det metaboliske syndroms begrænsede følsomhed over for det blodsukkersænkende hormoninsulin. "Fækal transplantation kan være en nøgle til at kurere diabetes," håber forskerne.

Effekten varede dog kun et par uger. Derudover indeholder overførslen af ​​hele mikrobiomet også risici såsom infektionsrisiko, understreger Haller. Selvom München-forskeren advarer mod overdrevne forventninger, er han optimistisk for fremtiden. "Om få år vil vi vide mere præcist, hvilke ændringer i tarmmikrobioten der er forbundet med visse sygdomme," siger han. "Dette åbner derefter muligheder for meget mere målrettede terapeutiske indgreb end med en fækal transplantation."