Die Rolle von Mikronährstoffen für das Mikrobiom Konsequenzen für Prävention und Therapie?

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1 30. Januar 2018, Olten Die Rolle von Mikronährstoffen für das Mikrobiom Konsequenzen für Prävention und Therapie? Gerhard Rogler, Klinik für Gastroenterologie und Hepatologie, UniversitätsSpital Zürich

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3 Das Mikrobiom «Mikrobiom» bezeichnet die Gesamtheit aller den Menschen oder andere Lebewesen besiedelnden Mikroorganismen. Im engeren Sinn wird damit die Gesamtheit aller mikrobiellen Gene im menschlichen Organismus bezeichnet «Mikrobiota» bezeichnet im engeren Sinne die Gesamtheit aller Mikroorganismen Zur Mikrobiota zählen die Mikroorganismen des Darmes («Darmflora»), der Haut («Hautflora»), sowie der Mundhöhle, der Schleimhäute, der Genitalorgane, der Lunge, etc.

4 Komplexität der Intestinalen Mikrobiota Essentielles Organ Bis zu 100 Billionen (10 14 ) Mikroorganismen pro Mensch, mit bis zu Species Kultur-unabhängige Methoden haben die Kentnisse zum Mikrobiom vergrössert Zur Einflussgrössen aus der Umwelt (Ernährung, Medikation, Klima) ist bisher wenig bekannt.

5 Zusammensetzung der Mikrobiota beeinflusst durch Gene Alter Geschlecht Umwelt Stress Ernährung Antibiotika Medikamente Sommer et al., Nature Reviews 2013

6 Ernährung und Mikrobiom in verschiedenen Lebensabschnitten N. Jain and W. A. Walker; Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 12, (2015);

7 Zunehmende Liste von Mikrobiota-assoziierten Erkrankungen IBD Metabolisches Syndrom IBS

8 Die Rolle von Mikro-Nährstoffen für die Mikrobiota Argumente für einen wichtigen Einfluss Dokumentname Autor Abteilung 31. Januar

9 Ernährung verändert das Mikrobiom rasch David LA et al. Nature 2014

10 Die Auswirkungen von Mikronährstoff- Mangelversorgung auf Bakterien-Spezies im Darm kultivierte, sequenzierte menschliche Darmbakterienarten in gnotobiotischen Mäusen Fütterung mit einer definierten Mikronährstoff-angemessenen Diät gefolgt von einer defizienten Diät ohne Vitamin A, Folsäure, Eisen oder Zink, gefolgt von der Rückkehr zur ausreichenden Diät. Akuter Vitamin-A-Mangel hatte die größte Wirkung auf die bakterielle Zusammensetzung und das Meta-Transkriptom Matthew C. Hibberd..Jeffrey I. Gordon; Sci Transl Med May 17; 9(390):.

11 Die Auswirkungen von Mikronährstoff Mangelversorgung auf Bakterien-Spezies im Darm Matthew C. Hibberd..Jeffrey I. Gordon; Sci Transl Med May 17; 9(390):.

12 Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Lebensmittel ein wichtiger Faktor sind, der die Zusammensetzung der Darmmikrobiota beeinflusst Die meisten Studien haben sich auf Makronährstoffe (Fett, Kohlenhydrate, Eiweiß) konzentriert Wenige Studien haben die Auswirkungen von Vitaminen auf die Mikrobiota untersucht Hans K. Biesalski: Ann. N.Y. Acad. Sci (2016) 53 64

13 Diät, Immunsystem und Microbiota Yasmine Belkaid and Timothy W. Cell 157, 2014

14 Micronutrient Deficiency as a Modulator of Gut Microbial Ecology Mach et al. Trends in Microbiology, August 2017

15 Die Rolle von Mikronährstoffen für das Mikrobiom Argumente gegen einen wichtigen Einfluss Dokumentname Autor Abteilung 31. Januar

16 Bakterienvielfalt und Stoffwechselfunktion Orale Gemeinschaften (obere Panels) und Fäkalgemeinschaften (untere Panels), die mit 16S rrna (farbcodiert nach mikrobiellen Phyla, linke Panels) analysiert wurden, zeigen eine enorme Vielfalt und Diversität von Mensch zu Mensch. Die gleichen Proben, die mit Shotgun Metagenomics (Panels rechts) analysiert wurden, weisen bemerkenswert ähnliche Funktionsprofile auf. The Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature 486, (2012).

17 Wie einfach kann das Microbiom durch Ernährung geändert werden? Das Darmmikrobiom ist individuell, stabil über die Zeit und überraschend resistent gegen kurzfristige Veränderungen der Ernährung... Spencer et al, Association between composition of the human gastrointestinal microbiome and development of fatty liver with choline deficiency,2011

18 Das Mikrobiom von Veganern ist ziemlich ähnlich dem von Omnivoren...

19 Diätetisches Zink verändert die Mikrobiota und verringert den Widerstand gegen Clostridium difficile Infektion Erhöhtes diätetisches Zn verschärft die C. difficile-infektion im Tiermodell. Zackular et al. Nature medicine 2016

20 Auswirkungen von oralen Antibiotika und Isotretinoin auf die Maus Darmmikrobiota Becker E et al. International Journal of Antimicrobial Agents 50 (2017)

21 Zusammenfassung Umweltfaktoren (z.b. Ernährung) tragen höchstwahrscheinlich wesentlich zum Ausbruch und Verlauf vieler Krankheiten bei. Mikronährstoffe können die Zusammensetzung der Mikrobiota verändern Wissenschaftliche Untersuchung zur Rolle verschiedener Diätkomponenten wie z.b. Mikronährstoffe sind widersprüchlich. Weitere Studien sind dringend erforderlich. Derzeit ist es noch zu früh für klare Ernährungsempfehlungen, um das Mikrobiom zu beeinflussen Mikrobiom Mikrobiota Funktion!

22 Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit