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21.05.2020
Auswirkungen von Umweltkontaminantenauf das Darmmikrobiom
Die Mikroorganismen, die unseren Körper bewohnen, werden durch das beeinflusst, was wir essen, trinken, atmen und durch unsere Haut aufnehmen, und die meisten von uns sind chronisch natürlichen und vom Menschen verursachten Umweltkontaminanten ausgesetzt. In einem neuen Paper überprüfen Wissenschaftler der University of Illinois at Urbana-Champaign den Zusammenhang von Umweltbelastungen und Veränderungen im Darmmikrobiom sowie den daraus resultierenden Gesundheitsproblemen.Das Paper enthält Abschnitte über Verbindungen, die bei der Herstellung von Konsumgütern verwendet werden, darunter die Bisphenole, die in Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff vorkommen, und Phthalate, die in allen möglichen Materialien von Vinylfussböden bis hin zu Kunststofffolien verwendet werden. Ferner wurde der Zusammenhang mit der Exposition gegenüber persistenten organischen Schadstoffen (persistent organic pollutants) und Schwermetallen untersucht. Zu den POPs gehören Chemikalien wie PCB, Perfluorchemikalien, die in nichthaftendem Kochgeschirr und Lebensmittelverpackungen verwendet werden, Flammschutzmittel, die als polybromierte Diphenylether bekannt sind, sowie Pestizide und Herbizide."Mehr als 300 Umweltkontaminanten oder die metabolischen Nebenprodukte dieser Kontaminanten wurden in menschlichem Urin, Blut oder anderen biologischen Proben gemessen", sagte Jodi Flaws, Professorin für vergleichende Biowissenschaften an der Universität von I., die zusammen mit der Doktorandin Karen Chiu die Analyse leitete. "Chemikalien wie Bisphenole, Phthalate und einige Pestizide, persistente organische Schadstoffe und Schwermetalle können den Hormonstoffwechsel verändern und sind mit nachteiligen Auswirkungen auf die Gesundheit verbunden.Zu den mit diesen Chemikalien verbundenen negativen Auswirkungen auf die Gesundheit gehören Fortpflanzungs- und Entwicklungsstörungen, Typ-2-Diabetes, kardiovaskuläre Funktionsstörungen, Leberkrankheiten, Fettleibigkeit, Schilddrüsenerkrankungen und eine schlechte Immunfunktion, berichten die Forscher.Dutzende von Studien haben untersucht, wie sich die Exposition gegenüber Chemikalien auf die Gesundheit auswirkt, und die Wissenschaftler wenden sich nun der Frage zu, wie diese Chemikalien die Darmmikroben beeinflussen. Die in der neuen Arbeit vorgestellten Studien wurden an Ratten, Mäusen, Fischen, Hunden, Hühnern, Kühen, menschlichen Erwachsenen und Säuglingen, Honigbienen und anderen Organismen durchgeführt.Studien haben ergeben, dass die Exposition gegenüber Bisphenolen, die im Urin von mehr als 90% der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten nachweisbar sind, die Werte der Methanobrevibacter-Bakterien im männlichen Darm erhöht. Es hat sich gezeigt, dass diese Mikroben - beim Menschen und bei Mäusen - die Fähigkeit ihres Wirtes, mehr Energie aus der Nahrung zu gewinnen, verstärken."Dies wirft die starke Möglichkeit auf, dass die BPA-induzierte Gewichtszunahme zumindest teilweise durch BPA-induzierte Veränderungen im Darmmikrobiom verursacht wird", schrieben die Forscher.Phthalate sind Weichmacher und Stabilisatoren, die leicht in Lebensmittel auswaschen. Der Verzehr von mit Phthalaten verunreinigten Lebensmitteln ist der primäre Expositionsweg des Menschen. Wie Bisphenole sind Phthalate endokrine Disruptoren, was bedeutet, dass sie die normale Hormonsignalisierung im Körper stören.Eine hohe Phthalat-Exposition bei menschlichen Neugeborenen ist mit Veränderungen im Darmmikrobiom und veränderten Immunreaktionen auf Impfungen verbunden. Bei Mäusen scheint die Exposition gegenüber Phthalaten während der Pubertät die mikrobielle Synthese von Butyrat zu hemmen, einem Metaboliten, der für die Darmgesundheit, die Immunregulation und die neurologische Funktion von entscheidender Bedeutung ist. Persistente organische Schadstoffe sind ölige organische Chemikalien, die über Jahre oder Jahrzehnte in der Umwelt persistieren können."Jüngste Studien haben die Auswirkungen der POP-Exposition auf die Darmmikrobiota im Entwicklungs-, Jugend- und Erwachsenenstadium bei einer Vielzahl von Tieren, einschließlich Mäusen, Fischen und Menschen, untersucht", schrieben die Forscher.Die Studien haben herausgefunden, dass die Exposition gegenüber PCBs mit mikrobiellen Verschiebungen im Darm und erhöhter Darmdurchlässigkeit, Darmentzündungen und kognitiven Problemen verbunden ist.Perfluorchemikalien werden in antihaftbeschichtetem Kochgeschirr, Lebensmittelverpackungen und schmutzabweisenden Teppichen verwendet. In einer Studie wurden PFCs mit Veränderungen im Darmmikrobiom und einer Beeinträchtigung des Fettstoffwechsels bei weiblichen - aber nicht männlichen - Fischen und deren Nachkommen in Verbindung gebracht. Die Mikrobiomveränderungen blieben bei den Nachkommen bestehen, und die Jungfische erlitten eine höhere Sterblichkeit als diejenigen, deren Mütter nicht PFCs ausgesetzt waren.Studien haben gezeigt, dass die Exposition gegenüber Glyphosat-Herbiziden die bakterielle Zusammensetzung des Darmmikrobioms bei Rindern, Nagetieren und Honigbienen verändert. Es verstärkte Angst- und Depressionssymptome bei Mäusen und war mit einer Zunahme pathogener Bakterien bei Rindern verbunden. Das Pestizid Chlorpyrifos wirkt sich auf mikrobielle Populationen in männlichen Nagetieren und Fischen aus, die während der Entwicklung und im Erwachsenenalter exponiert werden, und verursacht auch Entzündungen und oxidativen Stress im Darm."All diese Daten zusammengenommen deuten darauf hin, dass die Exposition gegenüber vielen dieser Umweltchemikalien in verschiedenen Lebensphasen das Darmmikrobiom auf gesundheitsbeeinflussende Weise verändern kann", sagte Chiu. "Zu den Pathologien, die mit veränderten Mikrobiomen nach der Exposition gegenüber Umweltchemikalien verbunden sind, gehören Immunfunktionsstörungen, veränderter Kohlenhydrat- und Lipidstoffwechsel sowie neurologische und Verhaltensbeeinträchtigungen. „Wir sehen auch, dass diese Auswirkungen in hohem Maße vom Geschlecht und Alter einer Person abhängen“, so die Forscher.
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