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Neue Hypothese zur Ursache von Umwelterkrankungen

Morbus Chron & Co. durch Übersättigung?

| Autor/ Redakteur: Dr. Boris Pawlowski* / Dr. Ilka Ottleben

So genannte Umwelterkrankungen wie chronisch entzündliche Darmerkrankungen sind rechte junge Zivilisationskrankheiten. Eine genaue Erklärung der Ursache und Entstehung von Morbus Chron, Colitis ulcerosa und anderen Darmentzündungen ist bislang nicht bekannt. Nun machen Wissenschaftler übersatte Bakterien des Mikrobioms verantwortlich – gelernt haben die Forscher dabei auch von Korallenriffen.

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Das Beispiel des Süßwasserpolypen Hydra zeigt, dass eine Überfütterung des Mikrobioms möglichweise zur Krankheitsentstehung beiträgt.
Das Beispiel des Süßwasserpolypen Hydra zeigt, dass eine Überfütterung des Mikrobioms möglichweise zur Krankheitsentstehung beiträgt.
(Bild: © Kiel Life Science)

Kiel – Seit dem Ende des zweiten Weltkriegs haben sich in den heutigen Industrienationen mit dem wachsenden Wohlstand und den damit verbundenen Änderungen der Lebensgewohnheiten zahlreiche neue und zivilisationsbedingte Krankheitsbilder entwickelt. Man spricht von sogenannten „Umwelterkrankungen“, beispielsweise verschiedene Darmentzündungen wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa. Gemeinsame Ursachen dieser chronisch entzündlichen Darmerkrankungen liegen unter anderem in Störungen des menschlichen Mikrobioms, also der natürlichen mikrobiellen Besiedlung des Körpers, insbesondere des Darms.

Bisher erklärten WissenschaftlerInnen diese gestörte Zusammenarbeit von Körper und Mikroben mit verschiedenen Hypothesen: Sie besagten zum Beispiel, dass übertriebene Hygiene, die intensive Antibiotikanutzung oder bestimmte genetische Faktoren das Mikrobiom dauerhaft stören und den Menschen so anfällig für Krankheiten machen. Diese Erklärungsansätze sind bislang allerdings unvollständig.

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Wie entstehen Umwelterkrankungen?

Ein Team des Sonderforschungsbereichs 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“ an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) hat nun eine neue und umfassendere, ökologisch-evolutionäre Theorie zur Entstehung von Umwelterkrankungen formuliert. Die Kieler Forscher schlagen vor, dass ein unnatürliches und besonders umfangreiches Nährstoffangebot Bakterien von ihrem Wirtslebewesen entkoppelt und so die feinjustierte Balance des Mikrobioms zerstört. Die gewissermaßen überfütterten Bakterien im Darm begünstigen so die Krankheitsentstehung. Diesen fundamentalen neuen Ansatz zur vollständigeren Erklärung von Umwelterkrankungen veröffentlichten die Kieler Wissenschaftler gestern in der Fachzeitschrift mBio.

Der Ursprung der Forschung liegt im Meer

Den Ausgangspunkt für das Kieler Forschungsteam bildete die Ökologie von Meereslebensräumen: Die Erforschung des Korallen- und Algensterbens und der damit verbundenen Auswirkungen auf wichtige Ökosysteme im Meer deutet neben anderen Faktoren wie dem Klimawandel oder der Überfischung auch auf die Nährstoffverhältnisse im Meereswasser als Ursache des Problems hin.

Sobald sich darin aufgrund menschlicher Einflüsse ein zu großes Nahrungsangebot befindet, beginnen die mit den Korallen vergemeinschafteten Bakterien, sich von ihren Wirten zu entkoppeln. Sie ernähren sich dann nicht mehr von Stoffwechselprodukten des Wirtes, sondern bevorzugen das reichere Nährstoffangebot des umgebenden Wassers. Die Balance des Korallen-Mikrobioms gerät wegen der Abwanderung ihrer symbiotischen Partner durcheinander und Krankheiten entstehen in der Folge.

„In diesem Zusammenhang zwischen der Nährstoffverfügbarkeit und der Balance der Wirts-Bakterien-Beziehungen sehen wir ein universelles Prinzip, das weit über das sehr spezielle Beispiel der Korallen hinausgeht“, erklärt Dr. Tim Lachnit, wissenschaftlicher Mitarbeiter im SFB 1182 und Erstautor der Studie. „In Untersuchungen an unserem Modellorganismus, dem Süßwasserpolypen Hydra, konnten wird diesen Zusammenhang experimentell bestätigen“, so Lachnit weiter. Auch das kleine Nesseltier zeigte deutliche Krankheitsanzeichen, sobald seine normale Nährstoffaufnahme gestört wurde und stattdessen ein Nahrungsüberangebot zur Verfügung stand.

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Was haben Korallen und Nesseltiere mit dem Menschen zu tun?

Die im Experiment gewonnenen Erkenntnisse lassen sich mit großer Wahrscheinlichkeit auch auf die menschliche Gesundheit übertragen. Ähnlich wie im Meerwasser oder der einfachen Körperhöhle eines Süßwasserpolypen, die sich im Laufe der Evolution von ihrer äußeren Umgebung und einer direkten Nahrungszufuhr entkoppelte, ändert sich auch im menschlichen Darm das Nährstoffangebot mit den zivilisatorisch geänderten Ernährungsgewohnheiten - hin zu einer unausgewogenen, energiereichen und ballaststoffarmen Ernährungsweise.

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