Darmbakterien beeinflussen laut Studie den Alterungsprozess

Sven Pettersson, et al.: Neurogenesis and prolongevity signaling in young germ-free mice transplanted with the gut microbiota of old mice; in Science Translational Medicine, Volume 11, Issue 518, November 2019

Wie Darmbakterien mit der Alterung zusammenhängen

In der Vergangenheit zeigten verschiedene Forschungsarbeiten, wie groß der Einfluss der Darmflora auf den menschlichen Organismus ist. Aus diesem Grund wird die Bakterienvielfalt des bislang wenig beachtete Darm zunehmend erforscht. Ein internationales Forschungsteam hat unter der Leitung der Nanyang Technological University, Singapur (NTU Singapore) erforscht, dass im Darm lebende Mikroorganismen auch den Alterungsprozess signifikant verändern können.

Alle lebenden Organismen, einschließlich des Menschen, koexistieren mit einer Vielzahl von mikrobiellen Arten, die in und auf ihnen leben. Wie wichtig diese für unsere Physiologie, den Stoffwechsel und sogar unser Verhalten sein können, wurde durch wissenschaftliche Untersuchungen erst in den letzten beiden Jahrzehnten deutlich. Nun hat das internationale Forschungsteam auch einen Zusammenhang mit Alterungsprozessen entdeckt und hofft hieraus auch Ernährungsempfehlungen ableiten zu können, um diese zu verlangsamen.

Neurogenes und Darmwachstum beeinflusst

In Versuchen an Mäusen konnten die Forschenden nachweisen, dass die Übertragung von Darmbakterien alter Mäuse (24 Monate alt) in junge, keimfreie Mäuse (sechs Wochen alt) maßgeblichen Einfluss auf den Prozess der sogenannten Neurogenese (Bildung von Nervenzellen) und auf das Darmwachstum hatte. Die Ergebnisse wurden in dem Fachmagazin „Science Translational Medicine“ veröffentlicht.

Anreicherung von Darmmikroben mit positiver Wirkung

Das Forschungsteam um Professor Sven Pettersson von der NTU Singapore konnte beobachten, dass die jungen, keimfreien Mäuse bereits acht Wochen nach der Übertragung der Darmbakterien von älteren Mäusen ein erhöhtes Darmwachstum und eine erhöhte Produktion von Neuronen im Gehirn (Neurogenese) aufwiesen. Die erhöhte Neurogenese sei dabei auf eine Anreicherung von Darmmikroben zurückzuführen, die eine bestimmte kurzkettige Fettsäure produzieren, genannt Butyrat.

Was ist Butyrat?

Butyrat wird laut Aussage der Forschenden durch mikrobielle Fermentation von Ballaststoffen im unteren Verdauungstrakt gebildet und „stimuliert die Produktion eines Pro-Langlebigkeitshormons namens FGF21, das eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Energie und des Stoffwechsels des Körpers spielt.“ Mit zunehmendem Alter werde die Butyratproduktion im Körper jedoch reduziert.

Übertragung der Darmbakterien

„Wir haben festgestellt, dass Mikroben, die von einer alten Maus gesammelt wurden, die Fähigkeit haben, das neuronale Wachstum einer jüngeren Maus zu unterstützen“, erläutert Prof. Pettersson. In weiteren Versuchen konnten die Forschenden den „neuro-stimulierenden Effekt“ ebenfalls erzeugen, indem den jungen Mäusen direkt Butyrat verabreicht wurde.

Mögliche medizinische Anwendungen

Nun müsse untersucht werden, ob Butyrat auch zur Reparatur und zum Wiederaufbau von Nervenzellen beitragen kann wie beispielsweise nach einem Schlaganfall oder bei Wirbelsäulenschäden. Des Weiteren wollen die Forschenden untersuchen, ob Butyrat auch zur Abschwächung des kognitiven Abbaus im Alter und der Alterungsprozesse allgemein beitragen kann.

Auch das Verdauungssystem profitierte

In Bezug auf die Funktion des Verdauungssystems habe die Transplantation der Darmbakterien von alten auf junge Mäuse ebenfalls eine beachtliche Wirkung gezeigt. So gehe normalerweise mit zunehmendem Alter die Lebensfähigkeit der Dünndarmzellen zurück, ihre Schleimproduktion lasse nach und die Darmzellen werden anfälliger für Schäden und den Zelltod.

Zunahme der Länge und Breite der Darmzotten

Das Team fand jedoch heraus, dass Mäuse, die Mikroben vom alten Spender erhielten, eine Zunahme der Länge und Breite der Darmzotten – der Wand des Dünndarms – aufwiesen. Außerdem waren sowohl Dünndarm als auch Dickdarm bei den alten Mäusen länger als bei den jungen keimfreien Mäusen. Auch die direkte Zugabe von Butyrat helfe, die Funktion der Darmbarriere besser zu regulieren und das Entzündungsrisiko zu reduzieren.

Potenzielle Methode gegen negative Auswirkungen des Alterns

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass die Darmmikroben die Alterungsprozesse im Körper durch positive Stimulation kompensieren können, berichten die Forschenden. Dies deute auf eine neue potenzielle Methode zur Bewältigung der negativen Auswirkungen des Alterns durch Nachahmung der Anreicherung und Aktivierung von Butyrat hin.

Entwicklung mikrobiombezogener Maßnahmen

„Wir können uns zukünftige Humanstudien vorstellen, in denen wir die Fähigkeit von Lebensmitteln mit Butyrat zur Unterstützung eines gesunden Alterns und der Neurogenese bei Erwachsenen testen”, betont Prof. Pettersson. „Die Ergebnisse bringen unser Verständnis über die Beziehung zwischen dem Mikrobiom und seinem Wirt während des Alterns voran und schaffen die Voraussetzungen für die Entwicklung mikrobiombezogener Maßnahmen zur Förderung einer gesunden Langlebigkeit“, ergänzt Professor Brian Kennedy, Direktor des Centre for Healthy Ageing an der National University of Singapore. (fp)

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Dieser Text entspricht den Vorgaben der ärztlichen Fachliteratur, medizinischen Leitlinien sowie aktuellen Studien und wurde von Medizinern und Medizinerinnen geprüft.

Autor:
Fabian Peters
Quellen:
  • Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore): ​Bacteria in the gut may alter ageing process, finds NTU Singapore study (veröffentlicht 14.11.2019), media.ntu.edu.sg
  • Sven Pettersson, et al.: Neurogenesis and prolongevity signaling in young germ-free mice transplanted with the gut microbiota of old mice; in Science Translational Medicine, Volume 11, Issue 518, November 2019, stm.sciencemag.org

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