Zuletzt aktualisiert am 14. Dezember 2022 um 15:36
Neue Enzyme für Kohlenhydrate entdeckt
Für die neue Studie erforschten britische, irische und chinesische Wissenschaftler gemeinsam, wie Darmbakterien mit pflanzlichen Proteinen umgehen. Dabei stellte sich heraus, dass komplexe Kohlenhydrate, Fachbegriff N-Glykane, als Nahrungsquelle für die Bakterien im Darm dienen.
Bisher gelten die Faserstoffe von Obst und Gemüse als die besten Nährstoffquellen für ein gesundes Mikrobiom im Darm. Eine bestimmte Art von Darmmikroben bevorzugt jedoch offensichtlich pflanzliche N-Glykane für ihre Ernährung.
Abbau komplexer Glykane wenig erforscht
Die Studie wurde in der wissenschaftlichen Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. Wissenschaftler der University of Birmingham, der Newcastle University und der Nanjing Agricultural University verwendeten genomische Daten, um spezifische Enzyme zu identifizieren. Diese werden von den Darmbakterien produziert, um die komplizierten Strukturen der Kohlenhydrate abzubauen.
Komplexe Glykane von unserer Nahrung sind die wichtigsten Nährstoffe, die der menschlichen Mikrobiota im Dickdarm zur Verfügung stehen. Pflanzliche N-Glykane sind mit Proteinen verbunden, die Pflanzen herstellen. Daher sind sie ein wichtiger Bestandteil unserer Ernährung. Obwohl bekannt ist, dass sie Darmbakterien als Nahrung dienen, wissen wir bisher wenig darüber, wie Darmbakterien diese Moleküle abbauen.
N-Glykan-Strukturen unter der Lupe
„Wir lernen immer noch, welche Rolle unser Darm für unsere allgemeine Gesundheit spielt, und daher ist es von entscheidender Bedeutung, zu lernen, wie Mikroben in unserem Darm pflanzliche N-Glykane nutzen können“, sagte David Bolam, Co-Hauptautor der Studie, in einer Pressemitteilung. Die neuen Untersuchungen haben laut Bolam das Wissen in zwei Richtungen erweitert.
Durch die Studie verstehe man jetzt, wie diese Kohlenhydrate durch die Mikrobiota abgebaut werden. Zudem habe man neue Enzyme entdeckt, die zur Veränderung und Analyse von N-Glykan-Strukturen für medizinische und industrielle Anwendungen verwendet werden könnten.
Mit Enzymen Allergien bekämpfen
Besonders wichtig für unsere Darmgesundheit halten die Forscher die neuen Informationen über Enzyme, die vom Darmmikrobiom produziert werden. Die Wissenschaft hat bereits entdeckt, dass ein ungesundes Darmmikrobiom die Funktion des Immunsystems beeinträchtigen kann. Gesundheitliche Probleme entstehen, wenn sich die Gemeinschaft von Kleinstlebewesen im Darm nicht gegen schädliche Bakterien und krankheitsverursachende Mikroorganismen wehren kann.
Deshalb ist die Entdeckung spezifischer Enzyme für die Ernährung von Darmbakterien besonders wichtig. Diese Enzyme haben auch biotechnologische Anwendungen, wie z. B. die Verringerung allergischer Reaktionen auf Lebensmittel. Auch in einigen Medikamenten sind die Enzyme vertreten.
Grundlage für Diäten, die gesunden Darm fördern
Zudem werden die N-Glykane mit einigen Allergien auf Pollen und pflanzliche Lebensmittel in Verbindung gebracht. Deshalb schlagen die Autoren der Studie vor, dass die Enzyme genutzt werden könnten, um Symptome von Lebensmittelallergien und von allergischen Reaktionen bei einigen Medikamenten zu verringern.
„Das Darmmikrobiom ist ein unglaublich wichtiges Merkmal für die menschliche Gesundheit, und dieser Befund wird es uns ermöglichen, das Mikrobiom besser zu verstehen“, sagte Lucy Crouch, die Hauptautorin der Studie. „Indem wir die speziellen Enzyme identifizieren, die diese Mikroben verwenden, um ihre Nahrung zu verdauen, können wir überlegen, wie zukünftige Diäten entwickelt werden können, die einen gesunden Darm fördern und infolgedessen unsere allgemeine Gesundheit verbessern.“
Eine ähnliche Studie wurde im vergangenen Jahr in der wissenschaftlichen Zeitschrift Foods veröffentlicht wurde. Sie ergab, dass Fleisch auf pflanzlicher Basis einen positiven Einfluss auf die Darmgesundheit hat. Die randomisierte Studie untersuchte die Wirkung von fünf pflanzlichen Mahlzeiten pro Woche anstelle von Fleisch bei Menschen. Demnach führte dies zu einem Anstieg der Konzentration einer Gruppe von Bakterien erfahren, die Butyrat (Buttersäure) produzieren. Diese Fettsäure fördert eine gute Verdauung und lindert gleichzeitig Entzündungen.
Quelle:
Crouch LI, Urbanowicz PA, Baslé A, Cai ZP, Liu L, Voglmeir J, Melo Diaz JM, Benedict ST, Spencer DIR, Bolam DN. Plant N-glycan breakdown by human gut Bacteroides. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Sep 27;119(39):e2208168119. doi: 10.1073/pnas.2208168119. Epub 2022 Sep 19. PMID: 36122227; PMCID: PMC9522356. (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36122227/)
