Ernährung moduliert proinflammatorische Reaktionen des Kolonepithels durch Beeinflussung der Butyrat-produzierenden Mikrobiota

Einleitung: Die zunehmende Prävalenz von Fettleibigkeit stellt eine große Herausforderung für die Medizin dar und ist eng mit zahlreichen Krankheiten verbunden. Studien zeigen, dass Ernährungsumstellungen, die Fettleibigkeit fördern, mit Veränderungen in der Darmmikrobiota einhergehen. Diese Dysbiose wird mit chronischer Entzündung assoziiert, die sowohl bei entzündlichen als auch bei bösartigen Erkrankungen im Darm und anderen Organen eine Rolle spielt. Trotz wachsendem Verständnis bleibt der mechanistische Zusammenhang zwischen Ernährung, Darmdysbiose und Entzündung unklar.

Es ist bekannt, dass eine fettreiche Ernährung (HFD) Veränderungen in der Darmmikrobiota verursacht, die zu Dysbiose und der Pathogenese fettleibigkeitsbedingter Krankheiten beitragen können.

Ziel: Ziel dieser Studie ist es, HFD-assoziierte Veränderungen in der Dickdarm-Mikrobiota zu analysieren und deren Einfluss auf Entzündungsreaktionen im Darm zu untersuchen.

Methodik: Mäuse, die 13 Wochen lang eine HFD erhielten, nahmen um 67% zu. 16S-Sequenzanalysen zeigten signifikante Verschiebungen in der Mikrobiota, insbesondere eine Reduktion von butyratbildenden Bakterien. Butyrat ist eine kurzkettige Fettsäure (SCFA), die als Nährstoff für Kolonozyten dient und im Darm physiologische Funktionen beeinflusst. Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie bestätigten eine signifikante Verringerung des Butyrat-Levels bei HFD-Mäusen.

Ergebnisse: Immunfluoreszenz zeigte eine erhöhte Immunzellinfiltration, vor allem von Makrophagen (Iba1), im Dickdarmgewebe der HFD-Mäuse. Dies ging mit Veränderungen in der Kryptenorganisation und einer erhöhten Aktivierung des NF-κB-Signalwegs im Epithel einher. In Epithelorganoiden führte LPS zu NF-κB-Aktivierung und hoher Expression proinflammatorischer Chemokine wie Cxcl1 und Cxcl2. Vorbehandlung mit Butyrat reduzierte diese Reaktionen deutlich, was auf seine Fähigkeit hinweist, proinflammatorische Epithelantworten zu hemmen.

Schlussfolgerung: Die Ergebnisse unterstreichen die wichtige Rolle von Butyrat bei der Förderung der Toleranz gegenüber der Darmmikrobiota. Ein Mangel an Butyrat, verursacht durch Ernährungsumstellungen, kann zu verstärkten Entzündungsreaktionen im Darm führen. Weitere Studien sollen die genauen Auswirkungen von Butyrat auf die Immunität der Schleimhäute und die menschliche Gesundheit klären.

Präsentiert in der Sitzung: Mikrobiom – praxisrelevant bedacht

Donnerstag, 18. September 2025, 09:30 – 11:00, Theodor Billroth

Publication History

Article published online:
04 September 2025