Wissenschaftler haben eine groß angelegte Laboranalyse häufig verwendeter künstlicher Chemikalien durchgeführt und festgestellt, dass 168 davon schädlich für Bakterien sind, die normalerweise im gesunden menschlichen Darm leben. Diese Substanzen verlangsamen oder stoppen das Wachstum von Mikroben, die eine wichtige Rolle für die allgemeine Gesundheit spielen. Viele der identifizierten Chemikalien sind solche, denen Menschen im Alltag ausgesetzt sind, darunter Lebensmittel, Trinkwasser und die Umwelt. Bislang ging man davon aus, dass die meisten davon keinerlei Auswirkungen auf Bakterien haben.
Pestizide und Industriechemikalien gehören zu den schädlichsten Stoffen für die Darmbakterien
Wenn Darmbakterien diesen chemischen Schadstoffen ausgesetzt sind, verändern einige ihre Funktionsweise, um zu überleben. In bestimmten Fällen führt diese Anpassung auch dazu, dass die Bakterien gegen Antibiotika wie Ciprofloxacin resistent werden. Wenn ähnliche Veränderungen im menschlichen Körper auftreten, könnten Infektionen schwieriger zu behandeln sein. Die Studie wurde von Forschern der Universität Cambridge geleitet und umfasste die Untersuchung von 1076 verschiedenen chemischen Schadstoffen an 22 Arten von Darmbakterien unter Laborbedingungen.
Zu den Chemikalien, die nachweislich Darmbakterien schädigen, gehören Pestizide wie Herbizide und Insektizide, die häufig in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Auch industrielle Verbindungen, die in Produkten wie Flammschutzmitteln und Kunststoffen verwendet werden, erwiesen sich als toxisch für diese Mikroben.
Gesundes Mikrobiom essentiell
Das menschliche Darmmikrobiom besteht aus mehreren tausend verschiedenen Mikroorganismen, die dazu beitragen, dass der Körper richtig funktioniert. Wenn dieses empfindliche System gestört ist, kann es zu einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen konmen,. Die wertvollen Mikroben unterstützen die Verdauung, indem sie Nahrungsbestandteile wie Ballaststoffe abbauen, die der menschliche Körper allein nicht verwerten kann, und dabei wichtige Stoffe wie Vitamine und kurzkettige Fettsäuren produzieren.
Der Darm ist eng mit dem Immunsystem verbunden, da ein großer Teil der Immunabwehr dort angesiedelt ist. Ein ausgewogenes Mikrobiom hilft, Krankheitserreger abzuwehren und das Immunsystem richtig zu regulieren. Darüber hinaus steht der Darm über die sogenannte Darm-Hirn-Achse in ständigem Austausch mit dem Gehirn, wodurch das Mikrobiom auch Einfluss auf Stimmung, Stressverarbeitung und psychisches Wohlbefinden haben kann. Gerät dieses empfindliche Gleichgewicht aus der Balance, spricht man von einer Dysbiose, die mit Beschwerden wie Verdauungsproblemen, Übergewicht, einem geschwächten Immunsystem oder auch psychischen Veränderungen in Verbindung gebracht wird. Faktoren wie eine einseitige, ballaststoffarme Ernährung, Stress, Schlafmangel oder der häufige Einsatz von Antibiotika können das Mikrobiom negativ beeinflussen, während eine abwechslungsreiche Ernährung, ausreichend Bewegung und ein gesunder Lebensstil zur Stabilität und Vielfalt der Darmflora beitragen.
Forscher fordern einen neuen Ansatz für die Chemikaliensicherheit
Aktuelle Chemikaliensicherheitsbewertungen berücksichtigen in der Regel nicht das Darmmikrobiom. Das liegt daran, dass Chemikalien auf bestimmte Organismen oder Prozesse ausgerichtet sind, beispielsweise sollten Insektizide auf Insekten abzielen. Anhand der Daten aus ihren Experimenten entwickelten die Forscher ein maschinelles Lernmodell, mit dessen Hilfe sich vorhersagen lässt, ob Industriechemikalien – egal ob bereits im Einsatz oder in der Entwicklung – die menschlichen Darmbakterien schädigen können. Die Ergebnisse und das neue Modell wurden in der Fachzeitschrift Nature Microbiology veröffentlicht.
Dr. Indra Roux, Forscherin an der MRC Toxicology Unit der Universität Cambridge und Erstautorin der Studie, sagte: „Wir haben festgestellt, dass viele Chemikalien, die nur auf eine bestimmte Zielgruppe, beispielsweise Insekten oder Pilze, wirken sollen, auch die Darmbakterien beeinflussen. Wir waren überrascht, dass einige dieser Chemikalien so starke Auswirkungen hatten. Beispielsweise ging man davon aus, dass viele Industriechemikalien wie Flammschutzmittel und Weichmacher, mit denen wir regelmäßig in Kontakt kommen, keinerlei Auswirkungen auf lebende Organismen haben, aber das ist nicht der Fall.“
Professor Kiran Patil, leitender Autor der Studie und ebenfalls an der MRC Toxicology Unit der Universität Cambridge tätig, fügte hinzu: „Die wahre Stärke dieser groß angelegten Studie liegt darin, dass wir nun über Daten verfügen, mit denen wir die Auswirkungen neuer Chemikalien vorhersagen können, um eine Zukunft zu erreichen, in der neue Chemikalien von Grund auf sicher sind.“ Laut Dr. Stephan Kamrad, einem weiteren an der Arbeit beteiligten Forscher müssen Sicherheitsbewertungen neuer Chemikalien für den menschlichen Gebrauch garantieren, dass sie auch für unsere Darmbakterien unbedenklich sind, die über unsere Nahrung und unser Wasser mit den Chemikalien in Kontakt kommen könnten.
Was Wissenschaftler noch nicht über die Exposition in der realen Welt wissen
Derzeit gibt es nur begrenzte Informationen darüber, wie Umweltchemikalien das Darmmikrobiom und damit die menschliche Gesundheit direkt beeinflussen. Die Forscher sagen, dass Darmbakterien wahrscheinlich häufig vielen der getesteten Chemikalien ausgesetzt sind, aber die genauen Mengen, die das Verdauungssystem erreichen, bleiben unklar. Um die Risiken besser zu verstehen, müssen zukünftige Studien die Chemikalienexposition im gesamten Körper verfolgen.
Nachdem sie nun begonnen haben, diese Wechselwirkungen im Labor zu entdecken, ist es wichtig, mehr Daten zur Chemikalienbelastung in der realen Welt zu sammeln, um zu sehen, ob es ähnliche Auswirkungen in unserem Körper gibt. Bis mehr bekannt ist, empfehlen die Forscher einfache Maßnahmen zur Verringerung der Belastung, wie z. B. das Waschen von Obst und Gemüse vor dem Verzehr und den Verzicht auf Pestizide im heimischen Garten.