Montag, 23. September 2019
Navigation öffnen

Medizin

16. Januar 2019 Nano-Partikel: Einfluss auf Magen- und Darmflora

Das Darm-Mikrobiom leistet nicht nur unverzichtbare Dienste bei der Verdauung, sondern spielt auch bei verschiedensten Krankheiten eine Rolle. Neue Erkenntnisse über den Einfluss von Nanopartikeln auf Darm-Mikroorganismen haben nun Forscher unter Federführung der Universitätsmedizin Mainz erzielt: Die Kleinstpartikel binden an Darm-Mikroorganismen und beeinflussen so deren Lebenszyklus. Die Forscher beobachteten beispielsweise, dass eine Infektion durch den am Magenkrebs beteiligten Krankheitserreger Helicobacter pylori zurückging, nachdem sich Nanopartikel daran angelagert hatten. Diese Erkenntnisse dienen sowohl als Grundlage für weitere epidemiologische Untersuchungen als auch der Entwicklung „probiotischer Nanopartikel“.
Anzeige:
Fachinformation
Nanopartikel haben aufgrund ihrer minimalen Größe einzigartige Eigenschaften und Fähigkeiten, beispielsweise bei der Anlagerung an Kleinststrukturen. Deswegen gilt die Nanotechnologie sowohl in der Industrie als auch in der Medizin als wichtiger Innovationsträger. Die Medizin hofft insbesondere auf verbesserte Diagnose- und Behandlungsmethoden durch die Kleinstteilchen. Die Industrie hat eher Produktoptimierungen im Blick. Sie verwendet künstlich hergestellte Nanopartikel bereits als Zusatzstoffe, um beispielsweise die Produkteigenschaften von Lebensmitteln zu verbessern. Doch wie lässt sich die Anwendung der Nanotechnologie in Lebensmitteln sicherer und effizienter gestalten? Welche Wirkprinzipien gilt es zu beachten?

Nanopartikel in der Nahrung

Durch den vermehrten Einsatz der Nanotechnologie erlangt die Suche nach Antworten hierauf zunehmend an Bedeutung. Dies vor allem auch vor dem Hintergrund, dass Nanopartikel außer über Mund und Nase vor allem über die Nahrung in den Körper gelangen. Die Ernährung wiederum hat starken Einfluss auf die Vielfalt und Zusammensetzung des sogenannten Mikrobioms. Das Mikrobiom bezeichnet die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die den Menschen besiedeln, insbesondere alle Darmbakterien – also die Darmflora, aber auch die Haut, Mund- und Nasenhöhle besiedelnden Mikroorganismen.

Interessant für die Forschung und Klinik sind Mikrobiome auch deshalb, weil sie das Immunsystem, den Stoffwechsel, die Gefäßalterung, die Hirnfunktionen sowie das Hormonsystem ihres Wirts positiv oder auch negativ beeinflussen können. Daher spielt die Zusammensetzung dieser Mikroorganismen auch eine Rolle bei der Entstehung verschiedener Erkrankungen. Dazu zählen beispielsweise Herz-Kreislauf-Krankheiten, Darmkrebs, Allergien oder Adipositas bis hin zu psychischen Störungen. Zudem kann sich die Wechselwirkung zwischen dem Mikrobiom und dem Wirt – und damit die Gesundheit des Menschen – verändern, wenn Umweltfaktoren, wie die Einnahme von Medikamenten und vor allem die Ernährung, also beispielsweise mit technischen Nanopartikeln versetzte Lebensmittel, auf sie einwirken. Um potenzielle Risiken zu verringern sowie idealerweise die Gesundheit zu fördern, gilt es daher, die potenziell negativen oder positiven Auswirkungen von mit der Nahrung aufgenommenen Nanoteilchen bestmöglich zu untersuchen und zu verstehen.

Interaktion mit Mikroorganismen

„Ob und inwiefern diese Nano-Zusätze die Magen- oder Darmflora überhaupt beeinflussen, war bislang völlig unbekannt. Daher haben wir es uns zum Ziel gesetzt, die komplexen Interaktionen von Nanopartikeln mit Mikroorganismen zu erforschen und ihre potenziellen positiven oder schädlichen Folgen zu verstehen", erläutert Univ.-Prof. Dr. Roland Stauber, Mainz. „Zu diesem Zweck untersuchten wir eine Reihe von technischen Nanopartikeln mit klar definierten Eigenschaften, um diejenigen zu simulieren, die derzeit oder potenziell in der Lebensmittelindustrie als funktionelle Inhaltsstoffe verwendet werden. Besonders spannend wurde es, als wir Nanoteilchen aus Lebensmitteln wie Bier isolieren konnten. Das heißt, Nanoteilchen werden nicht nur gezielt unserer Nahrung zugesetzt, sondern entstehen auch völlig natürlich bei deren Zubereitung — sind also bereits omipräsent.“

Indem sie den Gang der Partikel durch die unterschiedlichen Bedingungen des Verdauungstrakts im Labor nachstellten, konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass eine Vielzahl von Nanomaterialien an Bakterien binden können, so auch die „Bier-Nanopartikel“.

Positive Nebeneffekte

Wie sich zeigte, kann sich dieser Vorgang unterschiedlich auswirken. Einerseits scheint die körpereigene Immunpolizei bedeckte Mikroorganismen weniger effizient zu erkennen, was zu vermehrten Entzündungsreaktionen führen kann. Andererseits sind auch positive Nebeneffekte durch das „Nano-food“ möglich. Beispielsweise ließ sich in Zellkulturmodellen durch Silica-Nanoteilchen die Infektiösität des Keims Helicobacter pylori, der als Hauptursache für die Entstehung von Magenkrebs gilt, abschwächen. Dies lässt den Schluss zu, dass nanoskalige Lebensmittelzusatzstoffe sowie natürlich vorkommende Nanoteilchen genutzt werden können, um das Mikrobiom (rational) zu formen.

„Aus den erzielten Studienergebnissen lassen sich Strategien ableiten, um technische Nanopartikeln als Inhaltsstoffe für funktionelle Lebensmittel zu entwickeln und anzuwenden. In diesem Forschungsfeld, einschließlich Nahrungsmittelallergien, liegt ein riesiges Potenzial“, so Stauber. „Herauszufinden, ob und vor allem welche Art von künstlichen oder natürlichen Nanoteilchen möglicherweise sogar als probiotische Nahrungsergänzung ihre Anwendung finden könnten, ist für uns Forscher eine spannende Herausforderung“, betonen Stauber und sein Team.

Quelle: Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz


Das könnte Sie auch interessieren

Biopharmazeutika sind den meisten Deutschen unbekannt

Biopharmazeutika sind den meisten Deutschen unbekannt
© Darren Baker / Fotolia.com

Naturheilmittel oder neuer Trend der Bio-Welle? 94 Prozent der Deutschen können mit dem Begriff Biopharmazeutika nichts anfangen (1). Oftmals werden hinter dem Begriff Naturheilmittel vermutet. Dabei handelt es sich um Arzneimittel, die biotechnisch hergestellt oder aus gentechnisch veränderten Organismen gewonnen werden und mit dem Ziel der Bekämpfung einer Krankheit in die Vorgänge des Körpers eingreifen. Insulin ist ein bekanntes Beispiel. Wem das erklärt wird, der ist gerne zur Einnahme eines solchen Arzneimittels bereit. Das sind Ergebnisse einer...

Schuppenflechte in Gelenken: Neue Therapien bei Psoriasis-Arthritis

Schuppenflechte in Gelenken: Neue Therapien bei Psoriasis-Arthritis
© Sebastian Kaulitzki / Fotolia.com

Mit Rheuma werden gemeinhin Beschwerden am Stütz- und Bewegungsapparat mit fließenden, reißenden und ziehenden Schmerzen bezeichnet, oft einhergehend mit einer Einschränkung der Funktionsfähigkeit. Etwa 200 bis 400 einzelne Erkrankungen werden mittlerweile unter Rheuma verzeichnet, die sich im Beschwerdebild, dem Verlauf und der Prognose sehr unterscheiden. Entgegen weit verbreiteter Meinung ist es keine Erkrankung nur älterer Menschen, betont Prof. Christoph Baerwald, 1. Sprecher des Rheumazentrums am Universitätsklinikum Leipzig anlässlich des...

Warum alltägliche und seelische Belastungen wichtig werden können

Warum alltägliche und seelische Belastungen wichtig werden können
© Sebastian Kaulitzki / Fotolia.com

Fast jeder kennt Kreuzschmerzen. Sie sind in den meisten Fällen harmlos und gehen nach kurzer Zeit von alleine wieder weg. Halten die Schmerzen jedoch länger an, fragen sich viele Betroffene, woher ihre Beschwerden kommen. Wichtig für Sie zu wissen ist: Auch alltägliche, seelische oder berufliche Probleme können Kreuzschmerzen hervorrufen und deren Verlauf beeinflussen. Deshalb soll Ihre Ärztin oder Ihr Arzt Sie vor und während der Behandlung gezielt auf Belastungen im Privatleben und am Arbeitsplatz ansprechen.

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Nano-Partikel: Einfluss auf Magen- und Darmflora"

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.