Der Darm ist die Heimat von Billionen hart arbeitender Bakterien, die unermüdlich versuchen, den Körper Gesund zu halten. Dieses Ökosystem wird als Darmmikrobiom oder auch Darmflora bezeichnet. Klicke hier, um mehr über die Darmflora zu erfahren. Diese Gemeinschaft von Bakterien, die so viel wiegt wie das Gehirn und die Anzahl der menschlichen Zellen übersteigt, ist von zentraler Bedeutung für die Gesundheit des Immunsystems und trainiert sogar die Immunzellen, um die Immunhomöostase aufrechtzuerhalten.
Darüber hinaus kann die Darmflora, je nach Vielfalt und Gleichgewicht der Darmbakterien, das Immunsystem entweder „beruhigen“ oder eine Immunreaktion auslösen.
Eine unausgewogene Darmflora, eine sogenannte Dysbiose, wird beispielsweise mit chronischen Entzündungen in Verbindung gebracht und kann das Risiko für Morbus Crohn und Colitis ulcerosa erhöhen.
Die gute Nachricht ist, dass wir Entzündungen bekämpfen können, indem wir unseren Lebensstil und unsere Ernährung ändern und die Gesundheit des Immunsystems über die Darmflora beeinflussen.
Das Immunsystem
Das Immunsystem ist ein komplexes Netz von Organen, Zellen und Geweben, die miteinander koordinieren, um Eindringlinge abzuwehren und Schäden zu reparieren.
Wenn der Körper eine Immunreaktion auf ein Trauma auslöst, wird dies als akute Entzündung bezeichnet und ist eine lebenswichtige Funktion, die bei der Heilung und Genesung von Verletzungen hilft.
In einigen Fällen aktiviert der Körper eine Immunreaktion, obwohl es keine Verletzung zu heilen oder Krankheitserreger zu bekämpfen gibt. Forscher bezeichnen dies als chronische Entzündung, die mit einer Reihe von Krankheiten in Verbindung gebracht wird, darunter Herzerkrankungen, Schlaganfall, Colitis ulcerosa und Morbus Crohn.
Ein gesundes Immunsystem hält ein Gleichgewicht zwischen der Toleranz gegenüber gutartigen Substanzen und dem Angriff auf unerwünschte Eindringlinge, seien es pathogene Bakterien oder Viren. In der wissenschaftlichen Literatur wird dieser Zustand des Gleichgewichts als Immunhomöostase bezeichnet.
Was passiert also, wenn dieses sorgfältige Gleichgewicht gestört wird? Wenn das Immunsystem überaktiv wird, kann dies zu Asthma, Ekzemen und Allergien führen. Bei all diesen Erkrankungen reagiert das Immunsystem auf harmlose Antigene über und löst eine unverhältnismäßige Immunreaktion aus.
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das Mikrobiom an der Entstehung von Allergien und Autoimmunkrankheiten beteiligt ist, worauf wir später noch eingehen werden.
Andererseits kann ein unteraktives Immunsystem dazu führen, dass man anfällig für Infektionen durch fremde Eindringlinge ist.
Ein Beispiel dafür ist der schwere kombinierte Immundefekt eine Erkrankung, bei der Kinder ohne wichtige weiße Blutkörperchen geboren werden. Die Krankheit wird oft als "Bubble Boy Disease" bezeichnet, nach David Vetter, einem kleinen Jungen, der aufgrund seines geschwächten Immunsystems in einer schützenden Blase leben musste.
Neben der genetischen Veranlagung können auch Rauchen, übermäßiger Alkoholkonsum und schlechte Ernährung das Immunsystem beeinträchtigen.
Auch Medikamente, insbesondere eine Chemotherapie, schwächen das Immunsystem und machen die Betroffenen anfällig für Antigene.
Immunität im Darm: Darmassoziiertes lymphatisches Gewebe (GALT)
Das lymphatische System ist ein wichtiger Bestandteil des menschlichen Immunsystems. Dieses komplexe Netz von Lymphknoten, Gefäßen und Organen durchzieht den gesamten Körper und transportiert Immunzellen, die sogenannten Lymphozyten.
Es gibt zwei Arten von Lymphozyten, nämlich B-Zellen und T-Zellen, die die Immunantwort auf Antigene (Fremdkörper) bestimmen.
T-Zellen stammen aus dem Knochenmark und reifen im Thymus, beides Lymphorgane. Im Thymus vermehren sich die T-Zellen und werden zu einer von vier Arten von Immunzellen, darunter:
- Helfer-T-Zellen ("Lass mich an sie ran!")
- Zytotoxische T-Zellen ("Wir brauchen Verstärkung. Over.")
- Gedächtnis-T-Zellen ("Wir vergeben nicht, und wir vergessen nicht")
- Regulatorische T-Zellen ("Macht Frieden, keinen Krieg")
Helfer-T-Zellen produzieren Zytokine, deren Aufgabe es ist, zytotoxischen T-Zellen Signale zu geben. Diese beiden Immunzellen sind entzündungsfördernd.
Im Gegensatz dazu wirken regulatorische T-Zellen entzündungshemmend und beruhigen die Immunantwort, indem sie die Entzündung und die Produktion von Antigenen minimieren.
Gedächtniszellen schließlich sind T-Zellen, die auf Antigene abzielen, denen der Körper schon einmal begegnet ist. Im Gegensatz zu Standard-T-Zellen können sie schnell und stark eine Entzündung auslösen, wenn sie auf einen alten Feind treffen.
B-Zellen helfen bei der Produktion einer Art von Proteinen, den so genannten Antikörpern, die sich an fremde Substanzen wie Toxine binden und verhindern, dass diese an gesunde Zellen andocken.
Der Darm beherbergt 70 % der lymphatischen Immunzellen des Körpers, die sich entlang der Darmschleimhaut im darmassoziierten lymphatischen Gewebe (GALT) befinden.
Ein Großteil dieses Gewebes konzentriert sich in kleinen, kuppelartigen Strukturen entlang der Darmschleimhaut, den so genannten Peyer'schen Flecken, kann aber auch im Blinddarm zu finden sein.
Diese Immungewebe koordinieren eine Entzündungsreaktion auf schädliche Krankheitserreger und fördern auch die Toleranz gegenüber harmlosen Mikroben, die vorbeikommen.
Jeden Tag sind die Immunzellen im GALT fremden Substanzen ausgesetzt, die sie beim Passieren überprüfen müssen, so wie die Sicherheitskräfte am Flughafen jedes Gepäckstück kontrollieren.
Kleine dendritische Zellen im GALT strecken einen "Arm" durch die Darmbarriere und nehmen Proben von vorbeiziehenden Partikeln. Nachdem sie die Antigene bewertet haben, lösen sie entweder eine Entzündungsreaktion aus, die T-Helferzellen aktiviert, oder eine entzündungshemmende Reaktion, die T-Reg-Zellen aktiviert.
Wenn das System gut funktioniert, halten diese Zellen ein empfindliches Gleichgewicht zwischen der Toleranz gegenüber harmlosen Partikeln und der Eliminierung schädlicher Eindringlinge aufrecht.
Woher weiß unser Darm also, welche Bakterien er akzeptieren und welche er bekämpfen soll? Wie sich herausstellt, spielen die Darmbakterien eine wesentliche Rolle beim Training der Immunzellen.
Der Darm und das „Training“ der Immunzellen
Es mag überraschen, aber die Immunität ist nicht fest in den Genen verankert. Im Alter von etwa einem bis fünf Jahren trainieren die Darmbakterien die GALT-Immunzellen darauf, nützliche und kommensale Bakterien zu tolerieren und unnötige Entzündungen zu verhindern.
Man geht davon aus, dass die Immunzellen umso besser zwischen schädlichen Krankheitserregern und harmlosen Bakterien unterscheiden können, je vielfältiger die Darmflora ist.
Bei Menschen mit einer größeren Vielfalt an Darmbakterien erhalten die Immunzellen ein breiteres Training, die ihnen später zugutekommt. Und was im Darm passiert, bleibt nicht im Darm, sondern wirkt sich auf das gesamte Immunsystem im Körper aus.
Vor diesem Hintergrund wird spekuliert, dass eine Störung des frühen Mikrobioms zu Gesundheitsproblemen im Erwachsenenalter führen könnte – eine Idee, die Forscher als Hygienehypothese bezeichnet haben.
Die Hygienehypothese
Der Fötus befindet sich während der Schwangerschaft in der Gebärmutter der Mutter, umhüllt von einer Fruchtblase. In diesem Kokon wird das Baby durch Blut und Nahrung ernährt, die durch das Immunsystem der Mutter gereinigt werden, da es selbst noch kein eigenes hat.
Sobald die Fruchtblase durchstochen ist, wird das Baby mit Millionen von Bakterien aus dem Vaginalkanal getauft. In den ersten drei Lebensjahren eines Babys wird sein Mikrobiom langsam geformt, bevor es sich stabilisiert.
In diesen Jahren nehmen Babys Mikroben aus der Muttermilch und der Umwelt auf. Jedes Mal, wenn ein Säugling in der Erde spielt oder auf einem Spielzeug herumkaut, dringen neue Bakterienarten in seinen Körper ein und versuchen, sich niederzulassen.
Interessanterweise ist das Immunsystem während der Entwicklung des Mikrobioms eher auf entzündungshemmende Immunzellen ausgerichtet, was die Wahrscheinlichkeit einer bakteriellen Besiedlung erhöht.
Es gibt Hinweise darauf, dass eine geringere Vielfalt und ein geringeres Gleichgewicht während der Entwicklung des Mikrobioms, in der Regel im Alter von 1 bis 3 Jahren, langfristig das Risiko von Allergien und Autoimmunerkrankungen erhöhen kann.
So wurde beispielsweise bei Kindern, die per Kaiserschnitt geboren wurden, eine deutlich andere Zusammensetzung des Mikrobioms beobachtet als bei Kindern, die durch den Vaginalkanal geboren wurden. Darüber hinaus scheinen sie auch häufiger an Asthma und Allergien zu leiden.
In der westlichen Welt ist die Zahl der Infektionskrankheiten dank wissenschaftlicher Entwicklungen und Innovationen gering. Doch parallel dazu ist im Westen ein dramatischer Anstieg von Allergien und Autoimmunerkrankungen zu verzeichnen.
Eine wachsende Gruppe von Mikrobiom-Forschern ist der Ansicht, dass eine Zunahme von Kaiserschnittgeburten, übertriebene Sauberkeit und übermäßiger Antibiotikaeinsatz dafür verantwortlich sein könnten. All diese Faktoren stören das sich entwickelnde Mikrobiom und damit auch die Immunbildung.
Auch wenn eine Kaiserschnittgeburt oder das Stillen mit der Flasche das Allergierisiko erhöht haben mag, ist es weitaus produktiver, sich in der Gegenwart um die Gesundheit des Immunsystems zu kümmern.
Das Mikrobiom ist jedoch dynamisch und reagiert auf Veränderungen in der Ernährung und im Lebensstil. So kann man die Immungesundheit unterstützen, indem die Vielfalt und das Gleichgewicht des Darmmikrobioms gefördert wird.
Das Mikrobiom und chronische Entzündungen
Die Interaktion zwischen Darmbakterien und dem Immunsystem hört nicht nach der frühen Immunerziehung auf. Im Gegenteil: Das Gleichgewicht und die Vielfalt im Mikrobioms beeinflussen weiterhin die Entzündungswerte im Körper.
Neben der Ausbildung der Immunzellen können die Darmbakterien und ihre Stoffwechselprodukte das Immunsystem beruhigen oder eine Entzündungsreaktion auslösen, je nach ihrem Gleichgewicht und ihrer Vielfalt.
Nützliche Bakterien produzieren beispielsweise Butyrat (eine kurzkettige Fettsäure (SCFA)), wenn sie pflanzliche Ballaststoffe fermentieren, die die Darmwand verstärken und zur Aufrechterhaltung der Immunhomöostase beitragen kann.
Butyrat stärkt die Zellen der Darmschleimhaut und schützt so vor chronischen Entzündungen. Darüber hinaus kann es auch immunberuhigende T-Reg-Zellen stimulieren, die die Immunantwort des Körpers vermitteln.
Neue Forschungsergebnisse deuten auch darauf hin, dass die Zusammensetzung des Mikrobioms die Produktion von Interleukin-10, einem starken entzündungshemmenden Zytokin, beeinflussen kann.
Auf der anderen Seite produzieren einige Bakterien entzündungsfördernde Substanzen, die Zytokine und hitzköpfige T-Helferzellen aktivieren. Gramnegative Bakterien enthalten in ihrer Außenwand Lipopolysaccharide, ein Endotoxin, das eine Entzündungsreaktion fördert. Wenn gramnegative Bakterien absterben, werden diese Endotoxine in die Umgebung freigesetzt. Wenn diese Verbindungen die Darmschleimhaut überwinden und in den Blutkreislauf gelangen, können sie zu chronischen und systemischen Entzündungen führen.
In einem gesunden Darm verhindert die Darmwand, dass die meisten Endotoxine die GALT-Immunzellen aktivieren. Doch eine geringe Vielfalt des Mikrobioms kann zu Problemen führen. Genauer gesagt wird ein Ungleichgewicht im Mikrobiom mit einer erhöhten Durchlässigkeit des Darms in Verbindung gebracht, besser bekannt als "undichter Darm" oder „Leaky Gut“.
Wie sieht ein gesundes Mikrobiom aus?
Glücklicherweise ist das Mikrobiom dynamisch und plastisch. Das heißt, seine Zusammensetzung dann durch die Ernährung und den Lebensstil beeinflusst werden. Wie sieht also ein gesundes Mikrobiom aus?
Auch wenn sich die einzelnen Bakterienarten im Darm von Mensch zu Mensch unterscheiden können, sind sich die Forscher einig, dass Vielfalt und Ausgewogenheit wichtige Indikatoren für die Gesundheit des Mikrobioms sind.
Stellen Sie sich das Mikrobiom wie einen Wald vor, in dem viele verschiedene Bakterienarten zusammenarbeiten, um das System stabil zu halten. Gibt es von einer Art zu viele oder von anderen zu wenige, kann der Wald leiden.
Vielfalt ist von Vorteil, weil sie das Ökosystem widerstandsfähiger macht. Ein Wald mit vielen Arten hat eine bessere Chance, sich zu erholen, wenn er beispielsweise durch einen Brand zerstört wird.
Ebenso ist das Gleichgewicht wichtig für die Gesundheit des Waldes, da es die Übernahme durch eine Art verhindert. Es ist in Ordnung, wenn es ein paar Unkräuter unter den Bäumen gibt, aber zu viele würden das sorgfältige Gleichgewicht des Ökosystems gefährden. Mit dem Mikrobiom verhält es sich nicht anders.
Ernährung, Mikrobiom und Immunität: Essen für ein gesundes Immunsystem
Zahlreiche Faktoren können die Zusammensetzung der Darmflora stören und die Vielfalt vermindern. Dazu gehören u.a. eine übermäßige Einnahme von Antibiotika, Stress, schlechte Ernährung (vor allem Ballaststoffmangel) oder eine sitzende Lebensweise.
Eine Ernährung, die reich an pflanzlichen Ballaststoffen, Vollkornprodukten, Obst und Hülsenfrüchten ist, ist wie ein Kompost für die nützlichen Bakterien, um auf das Bild des Waldes zurückzukommen.
All diese Lebensmittel enthalten resistente Stärke, eine unverdauliche Faser, die von den Enzymen nur schwer aufgespalten werden kann. Deshalb gelangen sie unverdaut in den Dickdarm, wo sich probiotische Bakterien an ihnen laben.
Wenn bestimmte Bakterien die Ballaststoffe fressen, setzen sie essenzielle kurzkettige Fettsäuren wie Butyrat frei. Zu den Bakterien, die Butyrat produzieren, gehören Faecalibacterium prausnitzii und Roseburia spp.
Wie bereits erwähnt, versorgt Butyrat die Zellen der Darmschleimhaut mit Nährstoffen und stärkt so die Barriere zwischen Darm und Blutkreislauf.
Auf diese Weise kann Butyrat das Risiko chronischer Entzündungen und die Durchlässigkeit des Darms, umgangssprachlich auch als "Leaky Gut" bezeichnet, verringern. Darüber hinaus kann Butyrat beruhigende T-reg-Zellen im GALT-Gewebe stimulieren und so dazu beitragen, unnötige Entzündungen zu bekämpfen.
In einer Studie an der Universität Groningen analysierte ein Team von Gastroenterologen das Mikrobiom von 1425 Personen, die in vier Kohorten aufgeteilt wurden: Personen mit Morbus Crohn, Colitis ulcerosa, Reizdarmsyndrom und die Allgemeinbevölkerung.
Die Ergebnisse zeigten, dass eine Ernährung mit Hülsenfrüchten, Brot, Fisch und Nüssen mit einer geringeren Häufigkeit opportunistischer Bakterien, weniger Endotoxinen und weniger Entzündungsmarkern im Stuhl verbunden war.
Ein höherer Verzehr von tierischen Lebensmitteln, verarbeiteten Lebensmitteln, Alkohol und Zucker ging dagegen mit einem Mikrobiom einher, das eher auf Entzündungen ausgerichtet war.
Wie wir bereits erörtert haben, werden chronische Entzündungen mit zahlreichen Gesundheitsstörungen in Verbindung gebracht. Zu ihnen gehören u.a. Depressionen, Herzkrankheiten, Krebs, Arthirtis oder entzündliche Darmerkrankungen (Colitis ulcerosa und Morbus Crohn).
Wenn es um das Mikrobiom und die allgemeine Gesundheit geht, gibt es kaum etwas Besseres als die Mittelmeerdiät. Sie basiert auf den Ernährungsgewohnheiten der Mittelmeeranrainer und beinhaltet einen hohen Anteil an pflanzlichen Ballaststoffen, Hülsenfrüchten, Vollkornprodukten, Obst und Nüssen.
Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass die Mittelmeerdiät mit einem geringeren Risiko für Herzkrankheiten, Schlaganfall, Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes verbunden ist.
Schlusswort
Die Darmflora ist eng mit dem Immunsystem verknüpft. Darmbakterien spielen nicht nur eine Schlüsselrolle beim Training von Immunzellen, sondern die Darmbakterien und ihre Stoffwechselprodukte können unsere Immunreaktion sowohl stimulieren als auch beruhigen.
Darüber hinaus kann eine unausgeglichene Darmflora, also eine Darmflora der es an Vielfalt mangelt und in der pathogene Bakterien vorherrschen, das Risiko für Entzündungskrankheiten erhöhen. Im Gegensatz dazu kann eine Darmflora, das durch Ausgewogenheit gekennzeichnet und mit probiotischen Bakterien angereichert ist, vor chronischen Entzündungen und Krankheitsrisiken schützen.
Im Gegensatz zu Genen ist das Mikrobiom dynamisch und reagiert auf die Ernährung und Lebensweise. Vor diesem Hintergrund kann das Immunsystem unterstützt werden, indem die Ernährung fettarm und reich an präbiotischen pflanzlichen Ballaststoffen ist. Auf diese Weise wird die Produktion entzündungshemmender Stoffwechselprodukte wie Butyrat gefördert.
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