Darmflora: Kurzkettige Fettsäure entscheidend für das Gleichgewicht

So reguliert Essigsäure die Darmflora

Die Zusammensetzung der Darmflora hat weitreichende Auswirkungen auf unsere Gesundheit, wobei nützliche Darmbakterien uns beispielsweise bei der Verwertung von Nähstoffen helfen oder Krankheitserreger in Schach halten. Anderseits kann die Vermehrung pathologischer Mikroorganismen in unserem Darm auch zur Entstehung von Krankheiten beitragen. In einer aktuellen Studie wurde nun deutlich, dass ein Ester der Essigsäure einen entscheidenden Beitrag zur Eindämmung der schädlichen Keime und zur Stärkung der nützlichen Darmbakterien leistet.

Ein japanisches Forschungsteam des RIKEN Center for Integrative Medical Sciences (IMS) hat nachgewiesen, dass eine spezielle kurzkettige Fettsäure (Ester der Essigsäure bzw. Acetat), die als Hauptmetabolit von einigen Darmbakterien produziert wird, an der Regulierung anderer Darmbakterien beteiligt ist. So kann Acetat auch eine Immunreaktion gegen potenziell schädliche Bakterien auslösen. Die entsprechenden Studienergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

40 Billionen Bakterien im Darm

In unserem Darm leben 40 Billionen wichtiger Bakterien, die helfen, uns gesund zu halten, indem sie essentielle Nährstoffe produzieren und fremde Krankheitserreger eliminieren, berichtet das Forschungsteam. Andererseits können diese Bakterien auch der Gesundheit schaden, wenn sie sich übermäßige vermehren, weshalb es wichtig sei, zu verstehen, wie der Körper das Gleichgewicht der Darmbakterien reguliert.

Immunglobulin A entscheidend?

Ein wesentliche Rolle wird dabei dem Immunglobulin A (IgA) zugeschrieben, dem am häufigsten im menschlichen Körper produzierte Antikörper, der hauptsächlich von den Schleimhautoberflächen des Darmtrakts abgesondert wird, erläutern die Forschenden. IgA reguliere das Wachstum, die Besiedlung und die Funktion von Darmbakterien, indem es an diese bindet, so die Vermutung. Allerdings blieb unklar, was die IgA-Reaktionen auf Bakterien in einer sich dynamisch verändernden Darmumgebung auslösen könnte.

Wirkung kurzkettiger Fettsäuren untersucht

Insbesondere kurzkettige Fettsäuren sind als Hauptmetaboliten der Darmbakterien dafür bekannt, dass sie an der Bildung und Regulierung der Immunzellfunktion beteiligt sind. Die Forschungsgruppe unter Leitung von Hiroshi Ohno vom RIKEN IMS hat nun an Mäusen den Effekt der kurzkettigen Fettsäuren auf die IgA-Produktion und die Darmflora untersucht. Sie fütterten hierfür die Tiere mit Futter, das die Fettsäuren lokal im Dickdarm gezielt erhöhte.

Dabei wurde deutlich, dass ein Ester der Essigsäure (Acetat) als spezielle kurzkettige Fettsäure sowohl die Anzahl der IgA-produzierenden Zellen als auch die Menge an IgA erhöht, berichten die Forschenden. Auch habe Acetat reguliert, wie viel IgA an jedes Darmbakterium gebunden wird. Andere kurzkettige Fettsäuren wie Propionsäure oder Buttersäure hätten indes keinen Einfluss auf die IgA gezeigt.

Die Forschenden fanden zudem heraus, dass die Art der Bakterien, an die IgA bindet, davon abhängt, ob Acetat vorhanden ist oder nicht. Bei Präsenz des Acetats hätten sich die IgA tendenziell eher an potentiell schädliche Bakterien wie E. coli gebunden und sie daran gehindert, sich auf der Schleimhaut anzusiedeln und in diese einzudringen.

Gezielte Wirkung gegen schädliche Keime

„Zuerst dachten wir, dass Acetat einfach die IgA-Produktion gegen alle kommensalen Bakterien gleichermaßen erhöht (und) es war eher überraschend zu sehen, dass es die Produktion von IgA gegen bestimmte Mikroben durch die Zusammenarbeit mit anderen Immunzellen bevorzugt steigert“, so Studienleiter Hiroshi Ohno. Tatsächlich hätten die Experimente gezeigt, dass Acetat die IgA-Produktion nur dann erhöhte, wenn potenziell schädliche Bakterien vorhanden waren. Das Darmmikrobiom spielt bei vielen menschlichen Krankheiten eine Rolle und IgA scheinen einer der effizientesten Wege, um die Mikrobiota zu regulieren, resümieren die Forschenden. (fp)