Forschende der UZH haben erstmals gezeigt, dass Darmbakterien und ihre Stoffwechselprodukte die Alterung der Blutgefässe beschleunigen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen auslösen können.
Phenylessigsäure löst Zellalterung aus
Der menschliche Körper besteht aus etwa 30 bis 100 Billionen Bakterien, die unsere Organe besiedeln. 90 Prozent dieser Bakterien leben im Darm und verarbeiten die aufgenommene Nahrung zu Stoffwechselprodukten, die wiederum unseren Körper beeinflussen. „Die Hälfte dieser Substanzen ist noch unerkannt“, sagt Soheil Saeedi. Seine Forschungsgruppe am Zentrum für Translationale und Experimentelle Kardiologie untersucht, wie sich die Zusammensetzung der Mikrobiota mit dem Alter verändert und ob sich dies auf das Herz-Kreislauf-System auswirkt.
Anhand von Daten von mehr als 7.000 gesunden Personen im Alter zwischen 18 und 95 Jahren sowie einem Mausmodell der chronologischen Alterung fanden die Forscher heraus, dass sich das Abbauprodukt der Aminosäure Phenylalanin – Phenylessigsäure – mit zunehmendem Alter anreichert. In mehreren Versuchsreihen konnte Saeedis Team nachweisen, dass Phenylessigsäure zur Seneszenz von Endothelzellen führt. Dabei vermehren sich die Zellen, die die Innenseite der Blutgefäße auskleiden, nicht mehr, sondern produzieren Entzündungsmoleküle und zeigen ein alterstypisches Erscheinungsbild. Die Folge ist eine Versteifung der Gefäße und eine Funktionsbeeinträchtigung.
Verantwortliches Bakterium gefunden
Durch eine umfassende bioinformatische Analyse des Mikrobioms von Mäusen und Menschen konnten die Forschenden das Bakterium Clostridium sp.ASF356 identifizieren , das Phenylalanin zu Phenylessigsäure verarbeiten kann. Besiedelten die Forschenden junge Mäuse mit diesem Bakterium, zeigten diese in der Folge erhöhte Phenylessigsäurewerte und Anzeichen von Gefäßalterung. Wurden die Bakterien jedoch mit Antibiotika eliminiert, sank die Phenylessigsäurekonzentration im Körper. „Damit konnten wir zeigen, dass die Darmbakterien für die erhöhten Werte verantwortlich sind“, erklärt Saeedi.
Der körpereigene Jungbrunnen
Das Mikrobiom im Darm produziert jedoch auch Substanzen, die sich positiv auf die Gefäßgesundheit auswirken. Kurzkettige Fettsäuren wie Acetat, die durch Fermentation von Ballaststoffen und Polysacchariden im Darm entstehen, wirken als natürliche Verjüngungsmittel. Die Forschungsgruppe zeigte in In-vitro -Experimenten, dass die Zugabe von Natriumacetat die Funktion gealterter Gefäßendothelzellen wiederherstellen kann. Bei der Analyse von Darmbakterien stellten sie fest, dass die Anzahl der Bakterien, die solche Verjüngungsmittel produzieren, mit zunehmendem Alter abnimmt.
