Das menschliche Mikrobiom Mehr, als wir erwartet haben
Tom Fox 16.04.2021
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© Copyright 2021 Energetica Natura 2
© Copyright 2021 Energetica Natura 3
© Copyright 2021 Energetica Natura Appanna 2018 4
© Copyright 2021 Energetica Natura Pasolli 2019 5
© Copyright 2021 Energetica Natura Man kann schnell die Übersicht verlieren …
Gupta 2017 6
© Copyright 2021 Energetica Natura Dennoch: das Mikrobiom ist sehr individuell
Gilbert 2018 7
© Copyright 2021 Energetica Natura Besiedelung: die klassische Erklärung …
Beckmann / Rüffler 2007 8
© Copyright 2021 Energetica Natura … reicht nicht mehr
Stinson 2019 9
© Copyright 2021 Energetica Natura IgG / IgA Bakterienmetaboliten Potentielle aus Muttermilch Plazentabakterien > Darm - Muttermilch Mechanismen stimulieren epigenetische
Mechanismen Bakterien
> Darm - Muttermilch
Mutter-IgG fördert transplazentare Übertragung von Bakterien
Pränatale Kolonisation programmiert die spätere Flora
Bakterientranslokation Nyangahu 2019 Darm-Plazenta 10
© Copyright 2021 Energetica Natura Weitere Einflussfaktoren
Heijtz 2016 11
© Copyright 2021 Energetica Natura Das Mikrobiom ist mehr …
Marks 2018 12
© Copyright 2021 Energetica Natura Bakterien: Hauptgruppen (99%)
Actinobakterien
Bacteroidetes
Firmicuten
Proteobakterien
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© Copyright 2021 Energetica Natura Bevor wir total verrückt werden - ein Beispiel:
• Stamm (Phyla) • Bacteroidetes • Klasse • Bacteroidia • Ordnung • Bacteroidales • Familie • Bacteroidaceae • Gattung • Bacteroides • Art • Bacteroides faeces
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© Copyright 2021 Energetica Natura Beispiel: Stamm Actinobakterien • Klasse Acidimicrobiia • Familie Cellulomonadaceae • Familie Patulibacteraceae • Ordnung Acidimicrobiales • Familie Demequinaceae • Familie Solirubrobacteraceae • Unterordnung „Acidimicrobineae“ • Familie Dermabacteraceae • Klasse Thermoleophilia • Familie Acidimicrobiaceae • Familie Dermacoccaceae • Ordnung Thermoleophilales • Familie Iamiaceae • Familie Dermatophilaceae • Familie Thermoleophilaceae • Klasse Actinobacteria • Familie Intrasporangiaceae • Ordnung Acidothermales • Familie Jonesiaceae (inklusive ehemaliger Sanguibacteraceae) • Familie Acidothermaceae • Familie Kytococcaceae • Ordnung Actinomycetales • Familie Microbacteriaceae • Unterordnung Actinomycineae • Familie Micrococcaceae • Familie Actinomycetaceae • Familie Ornithinimicrobiaceae • Unterordnung Actinopolysporineae • Familie Promicromonosporaceae • Familie Actinopolysporaceae • Familie Rarobacteraceae • Unterordnung Catenulisporineae • Familie Ruaniaceae • Familie Actinospicaceae • Familie Tropherymataceae • Familie Catenulisporaceae • Familie Yaniellaceae • Unterordnung Corynebacterineae • Ordnung Micromonosporales • Familie Corynebacteriaceae • Familie Micromonosporaceae • Familie Dietziaceae • Ordnung Mycobacteriales (alternativ: Corynebacteriales) • Familie Mycobacteriaceae • Familie Corynebacteriacea • Familie Nocardiaceae • Familie Dietziaceae • Familie Segniliparaceae • Familie Gordoniaceae • Familie Tsukamurellaceae • Familie Lawsonellaceae • Unterordnung Glycomycineae • Familie Mycobacteriaceae • Familie Glycomycetaceae • Familie Nocardiaceae • Unterordnung Jiangellineae • Familie Segniliparaceae • Familie Jiangellaceae • Familie Tsukamurellaceae • Unterordnung Micromonosporineae • Ordnung Nakamurellales • Familie Micromonosporaceae • Familie Nakamurellaceae • Unterordnung Propionibacterineae • Ordnung Propionibacteriales • Familie Nocardioidaceae • Familie Actinopolymorphaceae • Familie Propionibacteriaceae • Familie Kribbellaceae • Unterordnung Pseudonocardineae • Familie Nocardioidaceae • Familie Pseudonocardiaceae • Familie Propionibacteriaceae • Unterordnung Streptomycineae • Ordnung Pseudonocardiales • Familie Streptomycetaceae • Familie Pseudonocardiaceae • Unterordnung Streptosporangineae • Ordnung Sporichthyales • Familie Nocardiopsaceae • Familie Sporichthyaceae • Familie Streptosporangiaceae • Ordnung Streptosporangiales • Familie Thermomonosporaceae • Familie Streptomycetaceae • Ordnung Actinopolysporales • Klasse Coriobacteriia • Familie Actinopolysporaceae • Ordnung Coriobacteriales • Ordnung Bifidobacteriales • Unterordnung „Coriobacterineae“ • Familie Bifidobacteriaceae • Familie Atopobiaceae • Ordnung Catenulisporales • Familie Coriobacteriaceae • Familie Actinospicaceae • Ordnung Eggerthellales • Familie Catenulisporaceae • Familie Eggerthellaceae • Ordnung Cryptosporangiales • Klasse Nitriliruptoria • Familie Cryptosporangiaceae • Ordnung Egibacterales • Ordnung Frankiales (alternativ: Motilibacterales) • Familie Egibacteraceae • Familie Frankiaceae • Ordnung Egicoccales • Familie Motilibacteraceae • Familie Egicoccaceae • Ordnung Geodermatophilales • Ordnung Euzebyales • Familie Antricoccaceae • Familie Euzebyaceae • Familie Geodermatophilaceae • Ordnung Nitriliruptorales • Ordnung Glycomycetales • Familie Nitriliruptoraceae • Familie Glycomycetaceae • Klasse Rubrobacteria • Ordnung Jatrophihabitantales • Ordnung Gaiellales • Familie Jatrophihabitantaceae • Familie Gaiellaceae • Ordnung Jiangellales • Ordnung Rubrobacterales • Familie Jiangellaceae • Unterordnung „Rubrobacterineae“ • Ordnung Kineosporiales • Familie Rubrobacteraceae • Familie Kineosporiaceae • Ordnung Solirubrobacterales • Ordnung Micrococcales • Familie Baekduiaceae 15 • Familie Beutenbergiaceae • Familie Conexibacteraceae • Familie Bogoriellaceae • Familie Paraconexibacteraceae • Familie Brevibacteriaceae • Familie Parviterribacteraceae © Copyright 2021 Energetica Natura Allein die Mundflora beherbergt 12 verschiedene „phylae (= Stämme)“
Firmicutes Fusobacteriae Proteobacteriae Actinobacteriae Bacteroidetes Chlamydiae Chloroflexi Spirochaetes SR1 Synergistetes Saccharibacteria Gracilibacteria
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© Copyright 2021 Energetica Natura Bakterien: wer ist wo?
Jandhyala 2015 17
© Copyright 2021 Energetica Natura Pilze …
Witherden 2017 18
© Copyright 2021 Energetica Natura Viren …
Liang 2021 19
© Copyright 2021 Energetica Natura Die grösste Gruppe Viren: Bakteriophagen
Shkoporov 2019 20
© Copyright 2021 Energetica Natura Parasiten …
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© Copyright 2021 Energetica Natura Das menschliche Parasitom A Blastocystis hominis B Enteromonas hominis C Retortamonas intestinalis D Pentratrichomonas hominis E Dientamoeba fragilis F Chilomastix mesnili G Entamoeba hartmani H Endolimax nana I Entamoeba coli J Entamoeba dispar K Isospora belli L Iodamoeba buetschli M Encephalitozoon cuniculi N Candida albicans
Lukeš 2015 22
© Copyright 2021 Energetica Natura Parasiten …
Definition:
„Lebewesen, das aus dem Zusammenleben mit anderen Lebewesen einseitig Nutzen zieht, die es oft auch schädigt und bei denen es Krankheiten hervorrufen kann.“
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© Copyright 2021 Energetica Natura Im Prinzip ist es dann doch einfach:
Bakterien
(Parasiten) (Archaea)
Viren Kontrolle Pilze
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© Copyright 2021 Energetica Natura Phagen kontrollieren Bakterien
Keen 2018 26
© Copyright 2021 Energetica Natura Die Diversität ändert sich im Laufe des Lebens
Kapitan 2019 27
© Copyright 2021 Energetica Natura Beispiel: Kontrolle des Candida albicans
Kapitan 2019 28
© Copyright 2021 Energetica Natura Pilze kontrollieren Viren
Linnakoski 2018 29
© Copyright 2021 Energetica Natura Und wir wissen auch wie …
Linnakoski 2018 30
© Copyright 2021 Energetica Natura Störung im Gleichgewicht
Balfour 2016 31
© Copyright 2021 Energetica Natura Parasiten: Die gute Seite
Maizels 2019 32
© Copyright 2021 Energetica Natura Unser Mikrobiom ist sehr, sehr alt …
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© Copyright 2021 Energetica Natura COMMUNICATIONS BIOLOGY | (2021)4:169 | https://doi.org/10.1038/s42003-021-01689-y | www.nature.com/commsbio 34
© Copyright 2021 Energetica Natura Aber: der Mensch hat leider ‚wenig‘ Diversität … entwickelt
Gupta 2017 35
© Copyright 2021 Energetica Natura Und das fängt schon bei Primaten an …
Clayton 2016 36
© Copyright 2021 Energetica Natura plant-based diet animal-based diet Nahrung ändert das Mikrobiom innerhalb von Tagen
David 2014 37
© Copyright 2021 Energetica Natura Dies hat Einfluss auf die kurzkettigen Fettsäuren
plant-based diet
animal-based diet
A: KKFS aus Polysaccharid-Fermentation
David 2014 B: KKFS aus Aminosäuren-Fermentation 38
© Copyright 2021 Energetica Natura Faserstoffe: der Treibstoff für Bakterien
Myhrstad 2020 39
© Copyright 2021 Energetica Natura Das Ergebnis der Fermentation: Kurzkettige Fettsäuren
Butyrat Hauptsächlich durch Firmicuten
Acetat Hauptsächlich durch Bakteroidetes Propionat
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© Copyright 2021 Energetica Natura Hauptaufgaben dieser Fettsäuren
• Energieversorgung
• Signalgebung
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© Copyright 2021 Energetica Natura Wie werden diese Fettsäuren aufgenommen?
• passiver Membrantransport
• MCT-1
• SMCT-1
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© Copyright 2021 Energetica Natura MCT-1 und SMCT-1
Goncalves 2016 43
© Copyright 2021 Energetica Natura Anzahl MCT-1 bei Entzündung …
Thibault 2007 44
© Copyright 2021 Energetica Natura … führt zu weniger KKFS Aufnahme
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© Copyright 2021 Energetica Natura Anzahl SMCT-1 bei Entzündung …
Borthakur 2010 46
© Copyright 2021 Energetica Natura … und in Anwesenheit von Laktobazillen
Borthakur 2010 47
© Copyright 2021 Energetica Natura KKFS als Botenstoffe G protein-coupled receptors (GPR):
• GPR41
• GPR43
• GPR109a
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© Copyright 2021 Energetica Natura GPR41
Nakajima 2018 49
© Copyright 2021 Energetica Natura GPR43
Kimura 2014 50
© Copyright 2021 Energetica Natura GPR109a
Jobin 2014 51
© Copyright 2021 Energetica Natura Zusammengefasst:
Venegas 2019 52
© Copyright 2021 Energetica Natura Das Mikrobiom optimiert das Immunsystem …?
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© Copyright 2021 Energetica Natura 54
© Copyright 2021 Energetica Natura Effekte ausgewählter Probiotika auf das Immunsystem Lactobacillus acidophilus: verstärkte Antivirus-Abwehr
Lactobacillus rhamnosus: verstärkte Antivirus-Abwehr verbesserte Impf-Effizienz Lactobacillus casei: verstärkte Phagozytoseaktivität alveolarer Makrophagen sowie mehr sIgA Bifidobakterien: verbesserte Impf-Effizienz
He 2020 55
© Copyright 2021 Energetica Natura Unser Mikrobiom produziert nicht nur Fettsäuren
Portune 2016 56
© Copyright 2021 Energetica Natura Aminosäurentransporter in Dick- und Dünndarm (>)
Histidin, Isoleucin, Methionin
Cystein LAT-1 Valin, Leucin Threonin, Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan
Zelle
In Anlehnung an: Van der Wielen 2017 57
© Copyright 2021 Energetica Natura Das Mikrobiom bestimmt Biorhythmus und Stoffwechsel
Leone 2015 58
© Copyright 2021 Energetica Natura Epigenetische Einflüsse durch bakterielle Produkte?
Mischke, Plösch 2016 59
© Copyright 2021 Energetica Natura 60 Mischke, Plösch 2016 © Copyright 2021 Energetica Natura Darmbakterien und Verhalten
Johnson 2020 61
© Copyright 2021 Energetica Natura Offene Fragen:
• Ist mein Lebensstil gesund? • Was muss ich tun, um ein optimales Mikrobiom zu erhalten? • Wenn mein Mikrobiom nicht „ok“ ist, was tun? Gibt es Protokolle? • Kann ich mit einer Mikrobiomveränderung Krankheiten beeinflussen?
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© Copyright 2021 Energetica Natura Wir sehen uns am 08.10.21
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© Copyright 2021 Energetica Natura Vielen Dank [email protected] www.energeticanatura.com
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