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Abb. 1 Rolle von Darmbakterien bei der Entwicklung von Adipositas

Abb. 1 Gewichtsentwicklung von SIHUMI und SIHUMI-Cra-Mäusen bei Fütterung einer Niedrig-(LFD) ... mehr

Abb. 2 Rolle von Darmbakterien bei der Entwicklung von Adipositas

Abb. 2 Relatives Gewicht (% des Körpergewichts) des epididymalen Fettgewebes von SIHUMI und ... mehr

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Stand: 16.07.2018 22:21:02

Abteilung Gastrointestinale Mikrobiologie (GAMI)

Projekt 2 : Rolle von Darmbakterien bei der Entwicklung von Adipositas

Laura Hanske, Gunnar Loh, Nora Pfeiffer, Anni Woting

Übergewicht geht mit einer Verschiebung der Anteile der dominanten Phyla Firmicutes und Bacteroidetes in der humanen sowie der Mausmikrobiota einher. Eine fettreiche Diät führt zu einem erhöhten Anteil an Erysipelotrichaceae, einer Familie innerhalb der Firmicutes. Es wird daher vermutet, dass Vertreter dieser Bakterienfamilie für die Entstehung von Übergewicht und dessen Begleiterkrankungen verantwortlich sind. Um diese Hypothese zu überprüfen, verwendeten wir ein Mausmodell mit einer vereinfachten Darmmikrobiota (simplified human intestinal microbiota, SIHUMI): Anaerostipes caccae, Bacteroides thetaiotaomicron, Bifidobacterium longum, Blautia producta, Clostridium ramosum, Clostridium butyricum, Escherichia coli und Lactobacillus plantarum. Das Bakterium C. ramosum gehört zu den Erysipelotrichaceae und könnte an der Entstehung von Übergewicht beteiligt sein. Um mögliche Einflüsse von C. ramosum auf den Energiestoffwechsel des Wirtes zu untersuchen, verwendeten wir ein zweites gnotobiotisches Mausmodell. Die entsprechenden Mäuse waren mit denselben Spezies besiedelt bis auf C. ramosum, der in dem Konsortium fehlte (SIHUMI-Cra). Wir verfolgten die Körpergewichtsentwicklung beider Mausmodelle bei Fütterung einer Niedrigfettdiät (LFD) oder einer Hochfettdiät (HFD) über vier Wochen und verglichen danach Körpergewicht und Körperfett der verschiedenen Tiergruppen. Die SIHUMI-Mäuse blieben auf der LFD normalgewichtig, während sie auf der HFD eine starke Gewichtszunahme zeigten. Im Gegensatz dazu blieben die SIHUMI-Cra-Mäuse auf der LFD und der HFD schlank (Abb. 1). Das Körpergewicht und die Menge des epididymalen Fetts der HFD gefütterten SIHUMI-Cra-Mäuse war signifikant geringer als das der HFD gefütterten SIHUMI-Mäuse (Abb. 1, 2). Die Tiere zeigten keine Unterschiede in ihrer Energieaufnahme. Die höhere Konzentration an kurzkettigen Fettsäuren in den Fäzes der SIHUMI-Mäuse lässt eine größere Energieausbeute aus der Nahrung durch die Anwesenheit von C. ramosum vermuten. Ebenso könnte aber auch eine geschwächte Darmbarriere Übergewicht fördern. Einige Forscher gehen davon aus, dass fettreiche Diäten die Darmdurchlässigkeit erhöhen und dadurch mehr Lipopolysaccharide (LPS) aus dem Darm ins Blut gelangen. Erhöhte LPS-Konzentrationen im Plasma werden wiederum mit dem Auftreten von subklinischen Entzündungen in Zusammenhang gebracht, welche mit dem Metabolischen Syndrom einhergehen. Wir testeten daraufhin die Darmdurchlässigkeit in unseren beiden Mausmodellen in Abhängigkeit von den Diäten und der Anwesenheit von C. ramosum. Dabei zeigten sich keine Unterschiede in der Darmpermeabilität der SIHUMI- und der SIHUMI-Cra-Mäuse. Wir nehmen daher an, dass LPS in unserem Mausmodell nicht an der Entstehung von Übergewicht beteiligt sind. Ebenso wäre auch denkbar, dass C. ramosum einen adipogenen Faktor produziert, der Übergewicht begünstigt. Dieser Faktor könnte bei Fütterung der HFD gebildet werden und Veränderungen des Wirtstoffwechsels, z. B. der Nährstoffaufnahme, hervorrufen. Um zu überprüfen, ob C. ramosum die Nährstoffaufnahme verändert, wollen wir künftig die Expression von Fett- und Glucosetransportern im Darm analysieren.

© 2018 DIfE - Deutsches Institut für Ernährungsforschung. Alle Rechte vorbehalten. // Stand 29.03.2018