• Alterungsprozess und Mikrobiom: Glückliches Seniorenpaar zuhause

Die Darmflora in der Altersforschung

Von |2020-10-19T08:39:26+02:00Oktober 16th, 2020|Kategorien: Mikrobiom|Tags: , , |

Wie unser Darm-Mikrobiom uns alt aussehen lässt

Die Bedeutung der Gemeinschaft unserer Darmbakterien auf unsere Gesundheit wurde lange unterschätzt. Heute ist bekannt, wie wichtig ein gesundes Mikrobiom auch für die Gesundheit seines Wirtes ist und es gibt kaum einen physiologischen Zustand, an dem das Mikrobiom nicht beteiligt zu sein scheint. Auch bei unserem Alterungsprozess scheinen unsere Darmbewohner ein Wörtchen mitzureden. Wenn wir altern, altert unser Mikrobiom mit uns. Oder ist es umgekehrt?

Unser Mikrobiom ist flexibel

Die Zusammensetzung unseres Mikrobioms ändert sich im Lauf des Lebens an charakteristischen Punkten. In der Tat ist es so, dass man das Alter eines Menschen anhand der Zusammensetzung seiner Mikrobiome bis auf wenige Jahre genau bestimmen kann. Die genaueste biologische Uhr liefert dabei das Mikrobiom der Haut, aber auch anhand des Darm-Mikrobioms kann man das Alter eines Menschen noch annähernd bestimmen.

Das Darm–Mikrobiom eines neugeborenen Säuglings wird in erster Linie vom Geburtsmodus und der Ernährung bestimmt. So unterscheidet es sich deutlich zwischen Vaginal- und Kaiserschnittgeburten. Aber auch die Ernährung des Säuglings hat einen enormen Einfluss auf die Zusammensetzung des Mikrobioms im Darm, und so gibt es wieder deutliche Unterschiede zwischen gestillten Säuglingen und Flaschenkindern.

Ab einem Alter von etwa drei Jahren hat sich das Mikrobiom so weit stabilisiert, dass es sich über weite Jahre kaum verändert, einzig die Nahrung hat dann einen Einfluss auf die exakte Zusammenetzung der Bakteriengemeinschschaft im Darm.

Das typische Mikrobiom eines jungen Erwachsenen ist reich an den erwünschten Bakterien der Stämme Bacteroidetes und Firmicutes, wobei im jugendlichen Mikrobiom Bacteroides Arten überwiegen. Andere Bakterien, wie Proteobakterien, Actinobakterien, Fusobakterien und Verrucomicroben kommen dagegen nur selten vor.

Das alternde Mikrobiom und seine Folgen

Mit zunehmenden Alter verschiebt sich das Verhältnis von Bacteroides und Firmicutes zugunsten der Firmicutes. Das Verhältnis von Firmicutes zu Bacteroides, das auch als F/B Verhältnis bezeichnet wird, nimmt also mit dem Alter zu. Hohe F/B Werte werden mit einer Dysbiose assoziiert und gelten als Indikator für den Gesundheitszustand des Wirtes.

Der Schlüsselfaktor eines alternden Mikrobioms ist allerdings eine Abnahme Artenvielfalt, verbunden mit einem gleichzeitigen Anstieg von Arten, die mit der Entstehung von typischen Alterserkrankungen in Verbindung gebracht werden.

Außerdem nehmen mit den Alter die Populationen von Bifidobakterien und Clostridiales ab. Diese Bakterien gehen rege Wechselwirkungen mit dem Immunsystem ein und halten es so auf Trab. Stattdessen vermehren sich potentielle Krankheitserreger, wie Enterobakterien. Das ist vermutlich die Folge des geschwächten Immunsystems.

Diese Veränderungen im Mikrobiom können Folge von Änderungen der Lebensumstände, die mit dem Alter einhergehen, auftreten. Die Ernährung des Wirtes, weniger Bewegung, häufige Infekte, Medikamenteneinnahme oder auch funktionelle Veränderungen des Darms könnten dafür verantwortlich sein. Gleichzeitig mit den Umwälzungen im Darm-Mikrobiom kann man beobachten, dass die Funktion der Darmbarriere nachlässt und vermehrt bakterielle Komponenten im Wirtsorganismus erscheinen. Diese so genannten Endotoxine sind unter anderem verantwortlich für entzündliche Prozesse im Körper, so genannte stille Entzündungen, die wiederum den Alterungsprozess vorantreiben.

Auch die Zusammensetzung der bakteriellen Metabolite verändert sich mit zunehmendem Alter des Wirtes. Diese Verbindungen sind für die Integrität der Darmbarriere wichtig. So werden zum Beispiel weniger kurzkettige Fettsäuren, SCFA, gebildet. Vor allem an Butyrat, das für die Ernährung der Epithelzellen des Dickdarms wichtig ist, scheint es zu fehlen.

Wer ist nun das Huhn und wer das Ei?

Werden wir nun alt und die Bakterienpopulation passt sich an? Oder verändert sich das Mikrobiom und wir siechen in der Folge dahin? Unser Immunsystem beginnt zu schwächeln, und schon wachsen opportunistische Keime heran. Aber warum schwächelt unser Immunsystem? Weil die immunmodulierenden Bakterien fehlen, denn ihren Platz haben die Opportunisten eingenommen, die dort gedeihen werden.

Was haben Killifische und Hundertjährige gemeinsam?

Erstaunlicherweise sieht es so aus, als wäre es tatsächlich das Mikrobiom, das uns alt aussehen lässt. Das zeigen Experimente am Tiermodell. Es gibt einige Tierarten, die als Modellorganismus für die Altersforschung dienen, weil sie eben genau das gut können: Altern. Dazu zählen Fruchtfliegen, Fadenwürmer und ein kleiner Fisch, der Türkise Killifisch, der den unglaublichen Namen Nothobranchius furzeri trägt. Dieser Fisch lebt im Zeitraffer und zeigt schon im Alter von wenigen Monaten deutliche Alterserscheinungen.

Dieser Fisch bietet der Forschung gleich drei Vorteile: Sein Mikrobiom ähnelt unserem in seiner Funktion. Er ist, wie wir, ein Wirbeltier und uns damit näher verwandt als Fruchtfliegen und Fadenwürmer. Und er kann uns wegen seiner kurzen Lebensspanne recht schnell Aufschlüsse über die Zusammenhänge zwischen Alter und Mikrobiom liefern.

Forscher ersetzten nun die Darmbakterien eines neun Wochen alten Killifisches durch die Bakterien eines jüngeren Exemplares. Durch diese Mikrobiomtransplantation gelang es, die Lebensdauer der Fische um 40 Prozent zu erhöhen.

Und auch im Greisenalter von 16 Wochen waren diese Killifische noch agil und munter. Es sind tatsächlich die Bakterien höchstpersönlich, die für die Alterungserscheinungen verantwortlich sind. Das zeigen auch die Ergebnisse von Studien zur Zusammensetzung des Mikrobioms alternder Menschen. Das typische Mikrobiom alternder Menschen findet man nicht in Hundertjährigen. Das Mikrobiom von Hochbetagten ist reich an Bifidobakterium und Christensella, Bakterien, die sich positiv auf die Gesundheit und Lebensdauer auswirken.

Was lernen wir daraus?

Im allgemeinen leiden Senioren um so intensiver unter den Beschwerden des Alters, je geringer die Artenvielfalt in ihrem Darm ausfällt. Es ist wiederum die Ernährung, die eine entscheidende Rolle bei der Entstehung der altersbedingten Dysbiose spielt. Die Lebensweise hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf die Zusammensetzung des Mikrobioms. Am vielfältigsten und artenreichsten ist es, wenn die Senioren selbstbestimmt leben. Ein Leben im Heim oder Krankenhaus hat eine negativen Einfluss auf die Artenvielfalt.

Schlechte Ernährung stellt dabei ein hohes Risiko für die Entwicklung der alterbedingten Dysbiose mit all ihren negativen Folgen dar. Und gerade Senioren ernähren sich oft zu protein- und ballststoffarm.

Wie wir aber sehen, ist es gerade im Alter besonders wichtig, mit einer ausgewogenen Ernährung die guten Darmbakterien heranzuzüchten. Wenn es uns gelingt, ein jugendliches Mikrobiom zu erhalten, kann das den Alterungsprozess deutlich verlangsamen. Besonders Senioren könnten daher von altersgerechten Prä- und Probiotika profitieren.

Quellen:

Kim M, Benayoun BA. The microbiome: an emerging key player in aging and longevity. Transl Med Aging. 2020;4:103-116.

Claesson MJ, Jeffery IB, Conde S, et al. Gut microbiota composition correlates with diet and health in the elderly. Nature. 2012;488(7410):178-184.


Fotonachweis: Glückliches Seniorenpaar zuhause (c) adobe media, Happy senior couple at home, by pikselstock

AUTORIN

Dr. Evelyn Zientz

KATEGORIE

Mikrobiom

GEPOSTED AM

16. Oktober 2020

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