Städtisches Leben mindert Darmvielfalt

Es war bereits bekannt, dass der Darm von Menschen, die in Städten wohnen, weltweit eine geringere mikrobielle Artenvielfalt aufweist als dies bei auf dem Land lebenden Menschen der Fall ist. Dies schürrt bei Wissenschaftlern die Sorge, dass der Verlust wichtiger Arten dazu beiträgt, dass es bei Städtern immer häufiger zu einer schlechten Stoffwechselgesundheit kommt.

Erstautorin Sarah Moraïs von der Ben-Gurion University of the Negev (Beer-Sheva, Israel) und ihre internationalen Kooperationspartner haben in ihrer Studie nach Schlüsselgenen gesucht, die in metagenomassemblierten Genomen am Zelluloseabbau beteiligt sind. Sie entdeckten dabei Zellulose abbauende Bakterien beim Menschen, Ruminococcus-Arten mit aktiven Zellulosomen, was Enzymkomplexe sind, die mikrokristalline Cellulose abbauen.

Der Mensch ist wie alle anderen Säugetiere auch für die Verdauung von Zellulose, dem Hauptbestandteil pflanzlicher Ballaststoffe, auf sein Darmmikrobiom angewiesen. Es gab jedoch bisher kaum Hinweise auf eine Zellulosefermentation im menschlichen Darm. Die Forscher identifizierten Ruminococcus-Arten in der Darmmikrobiota menschlicher Populationen, die funktionelle multienzymatische Zellulosomstrukturen aufbauen, welche pflanzliche Zellwandpolysaccharide abbauen können.

Eine dieser Arten, die stark mit dem Menschen in Verbindung gebracht wird, stammt wahrscheinlich aus dem Darm von Wiederkäuern. Sie könnte möglicherweise während der Domestikation in den menschlichen Darm übertragen worden sein, wo sie durch den Erwerb von Genen von anderen Darmmikroben eine Diversifizierung und ernährungsbedingte Anpassung durchlief.

Insgesamt unterscheiden die Autoren 3 Ruminococcus-Arten, deren Phylogenien auf eine Abstammung von Primaten- und Wiederkäuerwirten hindeuten und spezifische Wirtspräferenzen und eine fortlaufende Wirtsanpassung zeigen. Das Vorkommen dieser zellulolytischer Bakterien beim Menschen lässt darauf schließen, dass im Darm ein komplizierter Prozess dynamischer Koevolution abläuft, der möglicherweise durch die Umwelt reguliert wird. Die Arten sind bei früheren Menschen, Jägern und Sammlern und ländlichen Bevölkerungsgruppen reichlich vorhanden und weit verbreitet, in Populationen industrialisierter Gesellschaften jedoch selten, was auf ein mögliches Verschwinden als Reaktion auf den westlich geprägten Lebensstil hindeuten könnte. (sh)

Autoren: Moraïs S et al.
Korrespondenz: Itzhak Mizrahi; [email protected]
Studie: Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans
Quelle: Science 2024;383(6688):eadj9223.
Web: https://doi.org/10.1126/science.adj9223