Einfluss von Probiotika auf den Wirtsfettstoffwechsel

Abstract

Das intestinale Mikrobiom spielt bei der Pathogenese der Adipositas neben genetischer Suszeptibilität und Lebensstil eine wichtige Rolle. Der Begriff Mikrobiom fasst die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die den menschlichen Körper besiedeln, sowie ihre Gene zusammen. Verschiedene Faktoren der Interaktion sind bereits beschrieben worden.

In dieser Arbeit wurde untersucht, ob das Bifidobakterium B. adolescentis, welches ein prominenter Vertreter des humanen Mikrobioms ist, den Fettstoffwechsel von C57 BL/6-Mäusen bzw. die Differenzierung von Präadipozyten 3T3-L1 beeinflussen kann.

C57 BL/6-Mäuse wurden über das Trinkwasser mit B. adolescentis gefüttert. Am Endpunkt des Experiments wurde das Körpergewicht der Tiere, einige Fettstoffwechselparameter im Blut und in der Leber der Tiere, sowie die Fasting-induced adipose factor (Fiaf)-mRNA im Dünndarm gemessen. Dabei zeigte sich eine Körpergewichtszunahme bei den B. adolescentis-gefütterten Tieren. Dies war assoziiert mit der Entwicklung einer Insulinresistenz, die durch eine signifikante Erhöhung des Insulinserumspiegels nachgewiesen werden konnte. Alle anderen gemessenen Stoffwechselparameter wie Blutzucker, Serumtriglyceride, Serumcholesterin und freie Fettsäuren im Serum sowie Cholesteringehalt der Leber und Fiaf-mRNA in der Dünndarmwand der Tiere, zeigten jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den B. adolescentis-gefütterten und den unbehandelten Kontrolltieren.

Präadipozyten der Zelllinie 3T3-L1 wurden mit Überständen der intestinalen Epithelzelllinie Mode K, die mit B. adolescentis stimuliert wurde, inkubiert und die Differenzierung zum Adipozyt quantifiziert. Dabei zeigte sich, dass 3T3-L1-Zellen mit Überständen von B. adolescentis-stimulierten Mode K-Zellen und mit den Supplementen Insulin, DEXA und IBMX besser ausdifferenzierten als nur mit den supplementierten Zellen. Unterschiedliche Konzentrationen der Überstände hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Ausdifferenzierung der Präadipozyten. Ohne Supplementierung durch Insulin, DEXA und IBMX gelang die Ausdifferenzierung nur unzureichend.

Insgesamt zeigen meine Ergebnisse, dass B. adolescentis-Fütterung zu einer signifikanten Gewichtszunahme der Mäuse führte, die mit einem erhöhten Seruminsulinspiegel korreliert war. Zudem scheinen B. adolescentis-induzierte Epithelzellfaktoren die Differenzierung von Präadipozyten zu Adipozyten zu fördern. Weitere Studien zu diesem Thema sind notwendig, um das Verständnis der diversen Effekte zu grundlegenden molekularen Mechanismen zu verbessern und neue Strategien der Behandlung der Adipositas und damit assoziierten Erkrankungen aufzuzeigen.