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StartseiteForschung aktuellBakterien gegen Unterernährung 19.02.2016

MikrobiomBakterien gegen Unterernährung

Wenn Kinder eine Unterernährung überleben, sind sie nicht gesund. Sie wachsen deutlich langsamer, ihr Immunsystem ist schwächer und später haben sie häufig Probleme in der Schule. Aktuelle Artikel in "Science" und "Cell" zeigen: Unterernährung ist nicht allein ein Problem fehlender Kalorien, oft fehlt es an den passenden Mirkoben im Darm, um Nahrungsenergie auch wirklich in Wachstum umzusetzen.

Von Volkart Wildermuth

Zu sehen ist die Computeranimation des menschlichen Verdauungssystems (imago/Science Photo Library)
Mirkoben im Darm sind entscheidend für die Umsetzung von Kalorien in Wachstum (imago/Science Photo Library)
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Mikroben Unsere Mikroflora ist überall

Unterernährung beginnt bereits in der Stillzeit und sie hängt entscheidend von den Bakterien im Darm ab. Das konnte Jeffrey Gordon von der Universität von Washington in St. Louis belegen. In einem ersten Schritt hat sein Team bei gesunden Kindern in Malawi verfolgt, wie sich die Zusammensetzung der Darmflora – wissenschaftlich: des Mikrobioms - in den ersten Monaten und Jahren des Lebens verändert:

"Wenn wir das Mikrobiom als Organ verstehen, dann haben wir das Entwicklungsprogramm dieses Organs beschrieben. Unterernährte Kinder weichen davon ab. Ihr Mikrobiom gleicht dem jüngerer Kinder, war unreifer. Da läuft etwas schief."

Es gibt einen regelrechten Fahrplan für den Wechsel der Bakterienarten im Lauf der ersten Lebensmonate und Jahre verändert. Bei unterernährten Kindern wird dieser Fahrplan offenbar nicht eingehalten. Unklar war aber, ob hier nur der Darm betroffen ist, oder ob es weitere Auswirkungen auf die Entwicklung der Kinder gibt. Um das herauszufinden, übertrugen die Forscher die Darmbakterien unterernährter Kinder auf keimfrei aufgezogene Mäuse.

"Die Tiere mit dem Mikrobiom unterernährter Kinder legten kaum an Gewicht zu", sagt Jeffrey Gordon. "Ihr Wachstum war gestört, genauso wie der Stoffwechsel in den Muskeln, der Leber und im Gehirn."

Ein deutlicher Effekt. Der Köper ist durch die unzureichende Kalorienzufuhr sowieso schon gestresst, das veränderte Mikrobiom stört das Wachstum offenbar noch zusätzlich. Konkret sorgen die Darmbakterien für das richtige Zusammenspiel zwischen dem Wachstumshormon, das die generelle Entwicklung koordiniert, und dem Wachstumsfaktor IGF 1, der dieses Signal in den einzelnen Organen umsetzt. Das konnte Francois Leulier von der Universität Lyon in Experimenten mit keimfreien Mäusen belegen:

"Bei diesen Tieren ohne Bakterien gab es viel zu wenig IGF 1, obwohl sie genug zu fressen bekamen. Die Bildung von IGF 1wird also nicht nur über das Wachstumshormon gesteuert. Zusätzlich sind bestimmte Bakterien im Darm entscheidend."

Wachstum mit Hormon wieder anstoßen

Eine einzige Bakteriensorte namens Lactobacillus plantarum WJL reicht aus, das Zusammenspiel der Hormone und damit das Wachstum anzustoßen. Und das sogar, wenn die Mäuse zu wenig Futter erhielten.

"Dann gab es riesige Unterschiede im Wachstum. Das zeigt: die Mikroben sind entscheidend, um den Schaden durch die Mangelernährung abzufangen."

In den USA untersucht Jeffery Gordon, wovon die normale Entwicklung des Mikrobioms abhängt. Ein erster Faktor ist die Muttermilch. Wenn die zu wenig eines bestimmten Zuckers erhält, gewinnen Bakterien die Oberhand, die die normale Entwicklung der Kinder beeinträchtigen. Zumindest in Versuchen mit Mäusen lässt sich das aber wieder beheben über die Gabe von einigen Bakterienarten von einem gesunden Kind.

"Es gab sozusagen freie Jobs im Mikrobiom der unterernährten Kinder", sagt Jeffrey Gordon. "Und diese wachstumsfördernden Bakterien haben sich dort durchgesetzt und konnten eine normale Entwicklung der Mäuse unterstützen."

Mikrobiom durch Ernährung beeinflusst

Die Ernährung beeinflusst nicht nur den Körper, sondern auch das Mikrobiom, und das wiederum ist entscheidend für die Umsetzung von Kalorien in Wachstum. Noch ist dieses komplexe Zusammenspiel nicht genau verstanden. Aber Jeffery Gordon ist davon überzeugt, dass sein Fahrplan der Entwicklung des gesunden Mikrobioms schon heute wichtige Hinweise für die Praxis liefern kann. Denn an diesem Maßstab lässt sich vielleicht ablesen, ob etwa eine neue Notfallnahrung nicht nur Kalorien liefert, sondern auf dem Umweg über die Bakterien, auch die richtigen Entwicklungsimpulse.

"So hoffen wir bessere Mikroben-Gärtner für die wertvollen Bakterien zu werden, die entscheidend sind für das gesunde Wachstum der Kinder."

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