Bakterien, kurzkettige Fettsäuren und Morbus Alzheimer
Spielt die Darmflora eine protektive Rolle bei Morbus Alzheimer?
Das Interesse, die Rolle der intestinalen Bakterienpopulation in Gesundheit und/oder Krankheit zu erforschen, wächst zusehends. Tatsächlich hat man bereits zahlreiche Unterschiede der intestinalen Bakterienzusammensetzung bei Übergewicht, Metabolischem Syndrom, immunologischen-, kardiovaskulären- und auch neurodegenerativen Erkrankungen wie etwa Morbus Alzheimer oder Parkinson entdeckt.
Gastrointestinale (GI) Bakterien spielen entscheidende Rollen in mannigfaltigen Wirts-Mechanismen: sie behindern/vertreiben mögliche Pathogene, verbessern die Barrierefunktion, modulieren das Immunsystem und/oder produzieren Neurotransmitter. Weiters sind sie in der Lage, Nahrungsbestandteile zu sofort verfügbaren, bioaktiven Substanzen zu verwandeln, die in zahlreichen biologischen Prozessen aktiv werden. Ein Beispiel hierfür ist etwa die Verstoffwechselung von Ballaststoffen im Dickdarm zu kurzkettigen Fettsäuren (short-chain fatty acids, SCFAs) wie etwa Butyrat.
Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass die Bakterien-vermittelte Produktion von Butyrat therapeutischen Nutzen bei der Alzheimer Erkrankung liefern könnte. Neurotoxische Aβ Aggregate spielen eine zentrale Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten bei Morbus Alzheimer.
Methode
Ob jedoch GI-Bakterien-erzeugte SCFAs (GI-SCFAs) die Aβ Aggregation beeinflussen oder gar verhindern können, ist nach wie vor ungeklärt, und wurde in dieser in vitro Studie untersucht.
Dazu wurden mehrere komplementäre in vitro Assays verwendet, um 6 GI-SCFAs (Valeriansäure, Butyrat, Propionsäure, Iso-Buttersäure, Iso-Valeriansäure und Essigsäure) auf deren Eigenschaft, die Aggregation von Aβ1-40 and Aβ1-42 Peptiden zu neurotoxischen Aggregaten zu verhindern.
Ergebnisse
Es konnte gezeigt werden, dass Valeriansäure, Butyrat und Propionsäure, in der Lage sind die Aβ Aggregation zu inhibieren. Im Detail konnte eine höhere Dosis Valeriansäure die Interaktion von Aβ1-40 und Aβ1-42 Peptiden verhindern; eine niedrigere Dosis konnte zwar die Aggregation von Aβ1-40 zu Trimeren und Dimeren inhibieren, nicht aber die Aggregation von Aβ1-42. Im Gegensatz dazu, konnten Butyrat (hohe und niedrigere Dosis) und Propionsäure (hohe Dosis) zwar die Bildung von Aβ1-40 Trimeren, nicht aber die Bildung von Aβ1-40 Dimeren inhibieren. Im Unterschied zu Valeriansäure hatte keine dieser beiden GI-SCFAs einen Einfluss auf die höher-strukturierte Aggregation von Aβ1-40 zu sogenannten Fibrillen. Im Gegensatz zu Valeriansäure, Butyrat und Propionsäure, zeigten Iso-Buttersäure, Iso-Valeriansäure und Essigsäure keine inhibierenden Effekte auf die Aβ Aggregation.
Conclusio
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die intestinalen Mikrobiota eine protektive Rolle bei Morbus Alzheimer spielen, da sie kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) erzeugen, welche die Bildung toxischer, löslicher Aβ Aggregate inhibieren. Basierend auf diesen neuen Erkenntnissen, könnte Valeriansäure möglichweise als Agens für die Behandlung von Morbus Alzheimer Verwendung finden.
