Die Entwicklung der Darmbakterien

Unser Körper wird von Billionen von Bakterien besiedelt, welche verschiedene Aspekte unserer Gesundheit beeinflussen. Die Darmbakterien-Zusammensetzung entwickelt sich in den ersten Lebensjahren. Wir möchten erforschen, ob es einen Zusammenhang zwischen den Darmbakterien und Schlafrhythmen gibt.

 

Unser Körper wird von mindestens so vielen Bakterien (ca. 30 Billionen) bewohnt, wie wir eigene menschliche Zellen haben. 1 Die meisten dieser Bakterien sind in unserem Darm angesiedelt, wobei es sich um über 1000 verschiedene Spezies handelt. 2

 

In den letzten Jahren hat sich vermehrt gezeigt, dass die Darmbakterien unsere Gesundheit beeinflussen können. So scheinen die Darmbakterien einen Einfluss auf unser Immunsystem zu haben 3 und können uns vor anderen schädlichen Bakterien schützen. 4 Zudem tragen die Darmbakterien zu unserer Verdauung bei – sie können gewisse Nährstoffe (beispielsweise Zellulose 5), die wir nicht verdauen können, zu anderen Stoffen umwandeln, so dass wir sie aufnehmen können.

 

Im Verlauf des Lebens unterlaufen die Darmbakterien einen Entwicklungsprozess. Während der Geburt wird das Neugeborene mit den Bakterien der Mutter besiedelt. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Darmbakterien-Zusammensetzung, z.B. die Geburtsweise oder der Gebrauch von Antibiotika. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Nahrung, so gibt es Unterschiede zwischen Kindern, die gestillt werden und Kinder, die Muttermilchersatz bekommen. Besonders das Abstillen führt zu einer grossen Veränderung in der Zusammensetzung der Darmbakterien, so dass diese sich langsam der Zusammensetzung von Erwachsenen angleicht. 8 Erwachsene zeigen eine höhere Artenvielfalt, mehr Stabilität und weniger Unterschiede zwischen den Individuen als Babys. 9

 

Während es bei Menschen noch wenige Studien gibt, die untersuchen, ob es einen Zusammenhang der Darmbakterien mit Schlaf gibt, hat man durch Tierstudien herausgefunden, dass viele Darmbakterien einen Rhythmus haben. 10 Durch eine Störung der inneren Uhr (mit einer Art „Jetlag“), gingen jedoch diese Rhythmen der Darmbakterien verloren, besonders, wenn die Ratten eine fett- und zuckerreichen Diät zu sich nahmen. 11

 

Wir möchten nun erforschen, ob die Darmbakterien in Babys einen Zusammenhang mit der Entwicklung des Schlafrhythmus haben. Dies wäre ein wichtiges Puzzlestück um die Entwicklung von Schlaf besser zu verstehen.

 

Referenzen

  1. Ron Sender, Shai Fuchs, Ron Milo. bioRxiv 036103; doi: http://dx.doi.org/10.1101/036103
  2. Qin, J., Li, R., Raes, J., Arumugam, M., Burgdorf, K. S., Manichanh, C., ... & Mende, D. R. (2010). A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. nature, 464(7285), 59-65.
  3. Vatanen, T., Kostic, A. D., d’Hennezel, E., Siljander, H., Franzosa, E. A., Yassour, M., ... & Peet, A. (2016). Variation in microbiome LPS immunogenicity contributes to autoimmunity in humans. Cell, 165(4), 842-853.
  4. Theriot, C. M., Koenigsknecht, M. J., Carlson Jr, P. E., Hatton, G. E., Nelson, A. M., Li, B., ... & Young, V. B. (2014). Antibiotic-induced shifts in the mouse gut microbiome and metabolome increase susceptibility to Clostridium difficile infection. Nature communications, 5.
  5. Rajilić-Stojanović, M. (2013). Function of the microbiota. Best Practice & Research Clinical Gastroenterology, 27(1), 5-16.
  6. Dominguez-Bello, M. G., Costello, E. K., Contreras, M., Magris, M., Hidalgo, G., Fierer, N., & Knight, R. (2010). Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(26), 11971-11975.
  7. Harmsen, H. J., Wildeboer–Veloo, A. C., Raangs, G. C., Wagendorp, A. A., Klijn, N., Bindels, J. G., & Welling, G. W. (2000). Analysis of intestinal flora development in breast-fed and formula-fed infants by using molecular identification and detection methods. Journal of pediatric gastroenterology and nutrition, 30(1), 61-67.
  8. Bäckhed, F., Roswall, J., Peng, Y., Feng, Q., Jia, H., Kovatcheva-Datchary, P., ... & Khan, M. T. (2015). Dynamics and stabilization of the human gut microbiome during the first year of life. Cell host & microbe, 17(5), 690-703.
  9. Lim, Efrem S., David Wang, and Lori R. Holtz. "The bacterial microbiome and virome milestones of infant development." Trends in Microbiology, 24.10 (2016): 801-810.

  10. Liang, X., Bushman, F. D., & FitzGerald, G. A. (2015). Rhythmicity of the intestinal microbiota is regulated by gender and the host circadian clock. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(33), 10479-10484.
  11. Voigt, R. M., Forsyth, C. B., Green, S. J., Mutlu, E., Engen, P., Vitaterna, M. H., ... & Keshavarzian, A. (2014). Circadian disorganization alters intestinal microbiota. PloS one, 9(5), e97500.