Kleines Bakterium mit großer Wirkung

Forschende der Universität Konstanz haben auf molekularer Ebene nachgewiesen, wie Bakterien in der menschlichen Darmflora den ganzen Körper beeinflussen. Dort können sie unter anderem den Blutzucker senken und eine Lebersteatose reduzieren.

Bereits seit einigen Jahren sind zahlreiche freiverkäufliche Produkte erhältlich, die das Mikrobiom im Darm positiv beeinflussen sollen. Sie versprechen eine größere Bakterienvielfalt im Verdauungstrakt und dadurch eine stabilere Gesundheit. Auch Ärzte verschreiben zu diesem Zweck Medikamente, die zum Beispiel nach einer Antibiotikaanwendung dem Darm wieder auf die Sprünge helfen sollen. Doch warum hat die Darmflora eine so große Wirkung auf den gesamten Organismus?

Das haben Thomas Brunner, Professor für Biochemische Pharmakologie, und die Biologin Anna Pia Plazzo an der Universität Konstanz untersucht. Demnach setzen Darmbakterien und deren Produkte – die auf den Mensch auch über die Nahrungskette von Wiederkäuern übergehen – Prozesse in Gang, die der Körper allein nur schwer aktivieren kann. Sie halten Entzündungen in Schach und können sich auch positiv auf eine steatotische Lebererkrankung auswirken.

Nukleärer Rezeptor LRH-1/NR5A2 reguliert Stoffwechselstörungen

In seiner Forschung hat Brunner dafür einen bestimmten Transkriptionsfaktor untersucht, den nukleären Rezeptor LRH-1/NR5A2. Er ist unter anderem wichtig für die Regulation von Entzündungs- und metabolischen Erkrankungen und beeinflusst zudem die Entwicklung von Tumoren.

Damit LRH-1/NR5A2 seine Aufgabe erledigen kann, muss er aktiviert werden. Hierzu binden sich Liganden an den Rezeptor. Bereits vor zwei Jahrzehnten entdeckten Forschende, dass der LRH-1-Rezeptor zwar auch im Darm und der Leber vorhanden ist, jedoch war der aktivierende Ligand unbekannt. Es stellte sich also die Frage, was LRH-1 im Darm und der Leber aktiviert.

„Für viele nukleäre Rezeptoren sind die Liganden, die benötigt werden, bekannt, wie beispielsweise Schilddrüsenhormone“, erklärt Brunner. „Diese Rezeptoren können gezielt reguliert oder aktiviert werden. Für LRH-1 gibt es keine eindeutigen körpereigenen Liganden. Und wenn sie nicht vom Körper selbst kommen, stammen sie wahrscheinlich von dem, was sonst im Darm ansässig ist: den Darmbakterien.

Von probiotischen Bakterien produzierte Moleküle dienen als Liganden

Brunner und sein Team haben daraufhin zahlreiche Versuche und Analysen durchgeführt, bis sie zu dem Ergebnis kamen, dass tatsächlich probiotische Bakterien Moleküle produzieren, die als Liganden für den LRH-1-Rezeptor wirken. Bei der entscheidenden Substanz handelte es sich um Vaccensäure, die jedoch nicht von vornherein im menschlichen Körper vorhanden ist.

„Die Vaccensäure wird von Bakterien gebildet, die in Wiederkäuern leben. Im Vorgang des Wiederkäuens wird sie von Bakterien produziert und geht anschließend in viele Bereiche des Tiers über. Unter anderem in das Muskelfleisch und in die Milch. Über tierische Bestandteile unserer Nahrung, die von Wiederkäuern stammen, nehmen wir diese Vaccensäure dann in unseren Darm auf, wo sie ihren weiteren Nutzen hat“, sagt Brunner.

In weiteren Versuchen mit Mäusen stellte sich heraus, dass sich die Gabe von Vaccensäure positiv auf verschiedene Gesundheitsmarker auswirkt. Blutzucker und Blutfette sanken in den Tests deutlich, und eine bereits bestehende Lebersteatose ging zurück. „Die Gabe von Vaccensäure hat über die Aktivierung des Transkriptionsfaktors LRH-1 letztlich einen therapeutischen Effekt für den gesamten Metabolismus des Körpers“, fasst Brunner das Ergebnis zusammen.

Mit der Studie wurde laut den Forschenden erstmalig ein bakterieller Ligand entdeckt, der den Transkriptionsfaktor LRH-1 aktivieren kann. Doch sie illustriert laut Brunner noch mehr: „Ein aus dem Gleichgewicht geratenes Mikrobiom im Darm hat teils enorme Auswirkungen auf den gesamten Körper. Unsere Forschung zeigt auf molekularer Ebene, wie ein intaktes Mikrobiom Substanzen freisetzt, die physiologische Prozesse im Körper regulieren und damit den gesamten Metabolismus positiv beeinflussen.“