Wasserstoff spielt eine größere Rolle bei der Darmfunktion als bisher angenommen

Fürze sorgen in der Forschungswelt für Aufruhr, aber im positiven Sinne.

Wissenschaftler aus Melbourne haben herausgefunden, wie Wasserstoff im menschlichen Darm hergestellt und verwendet wird. Obwohl Wasserstoff dafür berüchtigt ist, Fürze zum Entzünden zu bringen, spielt er auch eine positive Rolle bei der Unterstützung der Darmgesundheit.

In dieser Studie veröffentlicht in NaturmikrobiologieForscher der Monash University und des Hudson Institute of Medical Research leiteten ein internationales Team, das analysierte, wie Mikroben den Wasserstoffgehalt im Darm kontrollieren.

Wasserstoffgas entsteht auf natürliche Weise im Darm, wenn Bakterien unverdaute Kohlenhydrate aus unserer Nahrung fermentieren. Ein Teil dieses Gases wird ausgeatmet, ein Großteil wird von anderen Darmbakterien recycelt und der Rest verlässt den Körper als Blähungen.

Die Erstautorin Dr. Caitlin Welsh, die gemeinsam von der Monash University und dem Hudson Institute of Medical Research moderiert wurde, sagte, die Ergebnisse zeigten, dass Wasserstoff eine noch größere Rolle bei der Darmfunktion spiele als bisher angenommen.

Die meisten Menschen setzen etwa einen Liter Gas pro Tag frei, die Hälfte davon ist Wasserstoff. Aber Wasserstoff ist mehr als nur das Gas, das Blähungen verursacht – er ist ein versteckter Treiber für die Darmgesundheit. Unsere Studie zeigt, dass Wasserstoff das Darmmikrobiom auf überraschende und vielfältige Weise prägt. Es hilft einigen nützlichen Bakterien, im Darm zu gedeihen und hält die Verdauung in Gang.“

Dr. Caitlin Welsh, Erstautorin

Die Forscher hoffen, dass ihre Entdeckung die Notwendigkeit verdeutlicht, das grundlegende Wissen über die Funktionsweise unseres Darms zu erweitern, damit daraus neue Behandlungen für Magen-Darm-Probleme entwickelt werden können.

Co-Senior-Autor Professor Chris Greening, der die One Health Microbiology-Gruppe am Biomedicine Discovery Institute der Monash University leitet, sagte, Wasserstoff sei für die Darmfunktion von zentraler Bedeutung.

„Die Gasproduktion im Darm ist ein normaler Prozess. Wasserstoff entsteht in großen Mengen, wenn Darmbakterien Nahrung abbauen, und wird dann von anderen Mikroben zur Energiegewinnung genutzt“, sagte Professor Greening.

Eine übermäßige Wasserstoffproduktion kann jedoch auf Darmprobleme hinweisen. Abnormale Wasserstoffwerte werden mit Infektionen, Verdauungsstörungen und sogar Krebs in Verbindung gebracht und werden häufig bei Atemtests zur Beurteilung der Darmgesundheit gemessen.

„Wir haben auch Anzeichen dafür gesehen, dass die Wasserstoffproduktion bei Menschen mit Darmerkrankungen gestört war, aber es ist unklar, ob dies eine Ursache oder Folge einer Krankheit ist“, sagte Professor Greening.

Die Arbeit der Forscher konzentrierte sich auf das Verständnis der grundlegenden Rolle von Wasserstoff für die Darmfunktion und nicht auf die Verbesserung der Diagnostik oder die Entwicklung von Therapien.

Co-Senior-Autor, außerordentlicher Professor Sam Forster, der das Mikrobiota- und Systembiologielabor des Hudson Institute leitet und eine Anstellung am Department of Molecular and Translational Sciences der Monash University an der School of Clinical Sciences hat, sagte, die neu entdeckten Zusammenhänge könnten dennoch zum Verständnis von Darmerkrankungen beitragen und die Entwicklung neuer mikrobiombasierter Behandlungen leiten.

Associate Professor Forster sagte, dass die neuen mikrobiombasierten Therapien zwar von Stuhltransplantationen und Probiotika bis hin zu lebenden Biotherapeutika reichten, wir aber noch einen langen Weg vor uns hätten, um vollständig zu verstehen, wie sie funktionieren und wie man sie am besten nutzt.

„Durch das Verständnis der Funktionen dieser Systeme eröffnen sich neue Möglichkeiten für therapeutische Interventionen, an die wir teilweise noch nicht einmal gedacht haben“, sagte er.

Was die Forschung herausgefunden hat

Die Studie ergab, dass ein bestimmtes Enzym namens Gruppe B [FeFe]-Hydrogenase war hauptsächlich für die Herstellung von Wasserstoff im Darm verantwortlich. Dieses Enzym kommt in vielen Darmbakterien vor und ist sehr aktiv. Die Forscher untersuchten Bakterien aus Stuhlproben und Darmgewebe und fanden heraus, dass dieses Enzym Bakterien dabei hilft, zu wachsen und Wasserstoff zu produzieren, insbesondere in den primär gesundheitsrelevanten Gruppen. Sie entdeckten auch, dass dieses Enzym durch eine spezifische chemische Reaktion funktioniert, an der Eisen und ein anderes Protein namens Ferredoxin beteiligt sind. Gesunde Menschen haben beispielsweise viele dieser Enzyme im Darm, Menschen mit Morbus Crohn hingegen haben weniger davon und mehr andere Arten von wasserstoffproduzierenden Enzymen.

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