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Verdauung und Vitaminsynthese
Das Darm-Mikrobiom greift direkt in die Verdauung ein, indem es zum Beispiel dank verschiedener Enzyme, die im Körper nicht vorhanden sind, an dem Abbau und der Assimilation der verschiedenen Nahrungsbestandteile mitwirkt (Kohlenhydrate, Lipide, Proteine, Ballaststoffe).
Tierversuche haben gezeigt, dass axenische Mäuse, d. h. Mäuse ohne Darm-Mikrobiom, einen um 20 bis 30 % höheren Energiebedarf als normale Tiere haben.
Das Darm-Mikrobiom ist ebenfalls an der Synthese von manchen Vitaminen der B-Gruppe und von Vitamin K beteiligt. Es beeinflusst auch den Kalzium- bzw. Magnesium-Stoffwechsel.
Physiologie und Darmstoffwechsel
Die Arbeiten an axenischen Tieren zeigten, dass sich in Abwesenheit des Darm-Mikrobioms die Eigenschaften und die Funktionsweise der Enterozyten (= Zellen der Darmschleimhaut) verändern. Bei axenischen Tieren erneuern sich die Enterozyten langsamer, die Schleimschutzschicht, die sie umhüllt, wird dünner, und die Vaskularisierung1 sowie die Darmperistaltik2 nehmen ebenfalls ab.
Diese Veränderungen haben Auswirkungen auf den Stoffwechsel und den Entzündungszustand, denn die schnelle Erneuerung der Enterozyten und die Darmperistaltik tragen zur Barriere-Wirkung der Darmschleimhaut bei, indem sie das dauerhafte Einnisten von Krankheitskeimen verhindern.
Entwicklung und Reifungsprozess des Immunsystems
Das Darm-Mikrobiom spielt bei der Entwicklung des Immunsystems und seiner Funktionsweise eine wesentliche Rolle. Die Studien zeigen, dass das Immunsystem von axenischen Mäusen unausgereift und unvollständig ist. Diese Anomalien verschwinden nach Inokulation der axenischen Mäuse mit einem Darm-Mikrobiom normaler Mäuse.
Schutz gegen Pathogene
Zusätzlich zu seiner Funktion beim Reifungsprozess und bei der Modulierung des Immunsystems gewährleistet das Darm-Mikrobiom einen direkten Schutz gegen Krankheitserreger. In der Tat sind die natürlich im Darm vorhandenen Bakterien, die man auch als kommensale Darmflora bezeichnet, in der Lage, antimikrobielle Substanzen gegen andere Mikroorganismen oder Bakterien auszuscheiden, wodurch sie einen Resilienz-Effekt ermöglichen. Sie stehen auch mit anderen pathogenen Bakterien im Wettbewerb um verfügbare Nahrung bzw. Raum und behindern diese somit in ihrer Vermehrung.
Mitwirkung bei verschiedenen Krankheiten
Die gesamten Studien und Arbeiten zum Mikrobiom belegen seine Beteiligung beim Auftreten mehrerer Krankheiten.
Bei Personen, die an chronischen entzündlichen Darmerkrankungen (CED) oder am Reizdarmsysndrom (auch Reizkolonsyndrom genannt) leiden, wurde ein unausgewogenes Mikrobiom bezüglich mancher Bakterienarten beschrieben.
Ein gestörtes Darm-Mikrobiom wurde bei Menschen mit Diabetes, Fettleibigkeit oder auch Allergien oder manchen Krebsformen festgestellt.
Vor kürzerer Zeit wurde bewiesen, dass Veränderungen des Darm-Mikrobioms das zentrale Nervensystem beeinflussen und neurologische Auswirkungen haben können. In der Tat existiert in der Darmwand eine Vernetzung von Nervenfasern, das sogenannte Darm-Nervensystem, das in ständiger Verbindung mit dem zentrales Nervensystem steht: Man bezeichnet das als Hirn-Darm-Achse, denn der Darm wird als unser „zweites Hirn“ angesehen.
Mehrere Studien haben gezeigt, dass manche neurologischen Krankheiten mit einer unausgewogenen Darmflora (eine sogenannte Dysbiose) einhergehen: Autismus, Schizophrenie, Angstgefühle, Depressionen, bipolare Störungen aber auch neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit oder das Parkinson-Syndrom.
1. Vaskularisierung: Blutgefässe, die es ermöglichen, die Gewebezellen zu „ernähren“.
2. Darmperistaltik: Muskelkontraktionen des Darms, die insbesondere den Transport des Darminhalts gewährleisten. Man nennt das auch Darmmotorik.
Quellen:
- Dossiers d’information Inserm, Microbiote intestinal (https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/microbiote-intestinal-flore-intestinale)
- Les fondamentaux de la pathologie digestive/Chapitre 13 Microbiote et immunité intestinale. Elsevier Masson Octobre 2014 (https://www.snfge.org/sites/default/files/SNFGE/Formation/chap-13_fondamentaux-pathologie-digestive_octobre-2014.pdf)
- Frédéric Barbut, Francisca Joly. Le microbiote intestinal : équilibre et dysbiose. HEPATO-GASTRO et Oncologie digestive, vol. 17 n° 6, novembre-décembre 2010 (http://www.jle.com/download/hpg-286920-le_microbiote_intestinal_equilibre_et_dysbiose--Wv59Un8AAQEAAAFNnSUAAAAA-a.pdf).
- C Landman, E Quévrain. Le microbiote intestinal : description, rôle et implication physiopathologique. La Revue de médecine interne (2016) 37 : 418-423(http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/immunite-et-vaccination/thematiques/virus-et-immunite/utiles-microbiote/pdf/1-s2.0-S0248866315011273-main.pdf).