Mikrobiota

ZUSAMMENFASSUNG

Beobachtungsstudien der letzten 2 Jahrzehnte legen nahe, dass die Darmmikrobiota zur metabolischen Gesundheit des menschlichen Wirts und, wenn gestört, zur Pathogenese häufiger Stoffwechselstörungen wie Fettleibigkeit, Typ-2-Diabetes (T2D), nichtalkoholischer Lebererkrankung und kardio-metabolischen Erkrankungen, aber auch Unterernährung beitragen kann. Um ein mechanistisches Verständnis darüber zu erhalten, wie die Darmmikrobiota den Wirtsstoffwechsel beeinflusst, geht die Forschung derzeit von deskriptiven Mikrobiota-Volkszählungsanalysen zu Ursache-Wirkungs-Studien über. Hier soll das aktuelle Wissen darüber, wie die Darmmikrobiota und mikrobielle Prozesse den Stoffwechsel des gesunden Wirts bzw. die Pathogenese von T2D beeinflussen kann, vorgestellt werden. Durch gezielte Ernährungsumstellung sind diese Prozesse jedoch beinflussbar. Es gibt Beispiele für Interventionen, die auf die Mikrobiota abzielen und dadurch auch auf die Optimierung der Stoffwechselgesundheit abzielen. Hieraus ergeben sich Perspektiven für zukünftige grundlegende und translationale Untersuchungen in diesem aufstrebenden und vielversprechenden Forschungsbereich.

• Literatur

• 1 Berg G, Rybakova D, Fischer D. et al Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome 2020; 8: 103
• 2 Human Microbiome Jumpstart Reference Strains C, Nelson KE, Weinstock GM. et al A catalog of reference genomes from the human microbiome. Science 2010; 328: 994-999
• 3 Qin J, Li R, Raes J. et al A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 2010; 464: 59-65
• 4 Eckburg PB, Bik EM, Bernstein CN. et al Diversity of the human intestinal microbial flora. Science 2005; 308: 1635-1638
• 5 Cummings JH, Macfarlane GT. Role of intestinal bacteria in nutrient metabolism. JPEN J Parenter Enteral Nutr 1997; 21: 357-365
• 6 Santini V, Gozzini A, Scappini B. et al Searching for the magic bullet against cancer: the butyrate saga. Leuk Lymphoma 2001; 42: 275-289
• 7 Mosca A, Leclerc M, Hugot JP. Gut Microbiota Diversity and Human Diseases: Should We Reintroduce Key Predators in Our Ecosystem?. Front Microbiol 2016; 7: 455
• 8 Conlon MA, Bird AR. The Impact of Diet and Lifestyle on Gut Microbiota and Human Health. Nutrients 2014; 7: 17-44
• 9 Scheithauer TP, Dallinga-Thie GM, de Vos WM. et al Causality of small and large intestinal microbiota in weight regulation and insulin resistance. Mol Metab 2016; 5: 759-770
• 10 Meijnikman AS, Gerdes VE, Nieuwdorp M. et al Evaluating Causality of Gut Microbiota in Obesity and Diabetes in Humans. Endocr Rev 2018; 39: 133-153
• 11 Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA. et al Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol 2017; 17: 219-232
• 12 Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA. et al An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature 2006; 444: 1027-1031
• 13 Schwiertz A, Taras D, Schafer K. et al Microbiota and SCFA in lean and overweight healthy subjects. Obesity (Silver Spring) 2010; 18: 190-195
• 14 Larsen N, Vogensen FK, van den Berg FW. et al Gut microbiota in human adults with type 2 diabetes differs from non-diabetic adults. PLoS One 2010; 5: e9085
• 15 Qin J, Li Y, Cai Z. et al A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes. Nature 2012; 490: 55-60
• 16 Sonnenburg ED, Smits SA, Tikhonov M. et al Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations. Nature 2016; 529: 212-215
• 17 Azad MB, Konya T, Persaud RR. et al Impact of maternal intrapartum antibiotics, method of birth and breastfeeding on gut microbiota during the first year of life: a prospective cohort study. BJOG 2016; 123: 983-993
• 18 Cani PD, Bibiloni R, Knauf C. et al Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fat diet-induced obesity and diabetes in mice. Diabetes 2008; 57: 1470-1481
• 19 Serino M, Luche E, Gres S. et al Metabolic adaptation to a high-fat diet is associated with a change in the gut microbiota. Gut 2012; 61: 543-553
• 20 Trowell HC. Letter: Dietary fibre hypothesis. Br Med J 1975; 4: 649
• 21 Blaak EE, Canfora EE, Theis S. et al Short chain fatty acids in human gut and metabolic health. Benef Microbes 2020; 11: 411-455
• 22 Canfora EE, Jocken JW, Blaak EE. Short-chain fatty acids in control of body weight and insulin sensitivity. Nat Rev Endocrinol 2015; 11: 577-591
• 23 Salazar J, Angarita L, Morillo V. et al Microbiota and Diabetes Mellitus: Role of Lipid Mediators. Nutrients 2020; 12: 3039
• 24 Hernandez MAG, Canfora EE, Jocken JWE. et al The Short-Chain Fatty Acid Acetate in Body Weight Control and Insulin Sensitivity. Nutrients 2019; 11: 1943
• 25 Wijdeveld M, Nieuwdorp M, IJzerman R. The interaction between microbiome and host central nervous system: the gut-brain axis as a potential new therapeutic target in the treatment of obesity and cardiometabolic disease. Expert Opin Ther Targets 2020; 24: 639-653
• 26 Simpson HL, Campbell BJ. Review article: dietary fibre-microbiota interactions. Aliment Pharmacol Ther 2015; 42: 158-179
• 27 Mardinoglu A, Wu H, Bjornson E. et al An Integrated Understanding of the Rapid Metabolic Benefits of a Carbohydrate-Restricted Diet on Hepatic Steatosis in Humans. Cell Metab 2018; 27: 559-571 e555
• 28 Zeevi D, Korem T, Zmora N. et al Personalized Nutrition by Prediction of Glycemic Responses. Cell 2015; 163: 1079-1094
• 29 Cotillard A, Kennedy SP, Kong LC. et al Dietary intervention impact on gut microbial gene richness. Nature 2013; 500: 585-588
• 30 Xiao S, Fei N, Pang X. et al A gut microbiota-targeted dietary intervention for amelioration of chronic inflammation underlying metabolic syndrome. FEMS Microbiol Ecol 2014; 87: 357-367
• 31 So D, Whelan K, Rossi M. et al Dietary fiber intervention on gut microbiota composition in healthy adults: a systematic review and meta-analysis. Am J Clin Nutr 2018; 107: 965-983