Buttersäure: Verbindung zwischen Darmentzündung und Mikrobiom

Die Bakterien in unserem Darm sind eine wichtige Schaltstelle für die Gesundheit. Das zeigt sich insbesondere dann, wenn gesundheitsfördernde Bakterien wie Faecalibacterium prausnitzii verringert sind. Das Bakterium gehört zu den wichtigsten Produzenten der kurzkettigen Fettsäure Butyrat (= Buttersäure), die die Darmepithelzellen ernährt und entzündungshemmend wirkt. 

Patienten mit Morbus Crohn haben weniger Faecalibacterium prausnitzii im Darm

Patienten mit der chronisch entzündlichen Darmerkrankung Morbus Crohn haben deutlich weniger Faecalibacterium prausnitzii im Darm, wie eine Studie (1) zeigte. Zusätzlich sind ihre enteralen Butyrat-Level signifikant erniedrigt, während gleichzeitig signifikant erhöhte Acetat (= Essigsäure)-Mengen im Darm nachweisbar sind (1). Die kurzkettige Fettsäure Acetat entsteht ebenfalls durch bakterielle Fermentation, kann aber auch durch Nahrungsmittel wie verarbeitete Fleischwaren in den Darm gelangen. (4)

Wissenschaftler klärten nun in Experimenten mit Mäusen auf, wie die kurzkettige Fettsäure Butyrat genau zur Entzündungshemmung beiträgt. Dabei stießen sie in Darmepithelzellen auf das Enzym Hexokinase 2, das die entzündungshemmende Wirkung des Butyrats vermittelt. Die kurzkettige Fettsäure Butyrat reguliert die Menge der Hexokinase 2 in den Zellen und reguliert so die Entzündungsbereitschaft: Ist ausreichend Butyrat vorhanden, ist die Hexokinase 2-Konzentration  in den Darmepithelzellen niedrig und das Epithel vor Entzündungen geschützt. Ist hingegen wenig Butyrat im Darm, steigt der Hexokinase 2-Level in den Epithelzellen an und die Entzündungsbereitschaft nimmt zu.

Das Enzym Hexokinase 2 vermittelt auch die entzündungsmodulierende Wirkung der kurzkettigen Fettsäure Acetat, wie die Wissenschaftler zeigten. Dabei wirkt Acetat gegenteilig zu Butyrat: Acetat erhöht die Konzentration der Hexokinase 2 in Darmepithelzellen und verschlimmert so die Entzündung des Darmepithels.

Fazit:

Darmbakterien steuern über die von ihnen gebildeten kurzkettigen Fettsäuren Butyrat und Acetat die Entzündungsbereitschaft des Darmepithels. Butyrat-produzierende Bakterien im Darmmikrobiom von Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen aufzubauen, ist nach Meinung der Wissenschaftler deshalb ein wichtiger therapeutischer Ansatz (2,3) .

(1) Gałecka M et al. Faecalibacterium prausnitzii and Crohn's disease - is there any connection? Pol J Microbiol 2013;62:91.
http://www.pjmonline.org/wp-content/uploads/archive/vol6212013091.pdf

(2) Hinrichsen F et al. Microbial regulation of hexokinase 2 links mitochondrial metabolism and cell death in colitis. Cell Metabolism 2021;33:2355.

https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S1550-4131%2821%2900532-5

(3) Nees K. Verbindung zwischen Darmentzündung und Mikrobiom. idw/PMI-Precision Medicin in Chronic Inflammation. https://idw-online.de/en/news783178, abgerufen am 21.02.2023

(4) Hernandez MAG et al. The Short-Chain Fatty Acid Acetate in Body Weight Control and Insulin Sensitivity. Nutrients 2019;11:1943. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6723943/pdf/nutrients-11-01943.pdf

Volltextsuche innerhalb der Webseite: