| Hintergrund
Die Interaktion zwischen Gallensäuren und der Gesamtheit der Darmmikrobiota ist Gegenstand jüngster Forschung. Mikrobiota sind im Kolon ständig den von der Leber sezernierten Gallensäuren ausgesetzt. Diese Interaktion hat physiologische Konsequenzen, da Mikrobiota in hohem Maße den Stoffwechsel des menschlichen Körpers beeinflussen und eine Dysbiose (pathologische Abweichung der Zusammensetzung des Mikrobioms von der Norm) mit Erkrankungen wie Adipositas, Diabetes Mellitus Typ 2 oder chronischer Cholestase assoziiert ist. Im Sinne einer Bilateralität beeinflusst das Mikrobiom das Gallensäureprofil des Organismus und vice versa. Gallensäuren sind daher eine wichtige Determinante der Funktion und Zusammensetzung des Mikrobioms.
Methodik
Im Sinne einer Übersichtsarbeit wurde die Interaktion zwischen Gallensäuren und Mikrobiota anhand von in vitro Experimenten untersucht. Dazu wurden zwei verschiedene Nährmedien (LB und GIM) hergestellt, die mit konjugierten, freien und synthetischen Gallensäuren angereichert wurden. Mikrobiota aus dem Caecum von weiblichen, männlichen, SHAM und BDL Mäusen wurden gewonnen und mittels dieser Medien unter aeroben und anaeroben Bedingungen kultiviert. Der Einfluss der Gallensäuren auf das bakterielle Wachstum wurde anhand der CFU/ml und OD600 bestimmt. Weiterhin bestimmten wir die Aktivität der bakteriellen Enzyme "bile salt hydrolase" (BSH) und 7α-Dehydroxylase anhand der Generierung von unkonjugierten (freien) und dehydroxylierten (sekundären) Derivaten der zugesetzten Gallensäuren mittels LC-MS. Ferner untersuchten wir, ob bakterielle Stoffwechselprodukte in den Kulturen entstanden sind, die die Expression von Genen des Gallensäurestoffwechsels in Hepatozyten modulieren. Dazu wurden HepG2 Zellen mit Überständen der bakteriellen Kulturen kultiviert und die Expression von Cyp7a1 und Shp in diesen Zellen mittels RT-PCR gemessen.
Ergebnisse
Gallensäuren hemmen das Wachstum der Darmmikrobiota in unterschiedlichem Maße. CA zeigte die stärkste Wachstumshemmung sowohl in LB als auch in GIM, wo kein Wachstum beobachtet wurde. Die konjugierten Gallensäuren TCA und TUDCA zeigten einen Trend zur milderen Hemmung bakteriellen Wachstums. Die synthetische Gallensäure CHS zeigte in GIM eine sehr starke Hemmung, nicht jedoch in LB. Ferner hemmten CA und TCA in LB das Wachstum von Bakterien der SHAM-Tiere stärker als das Wachstum von Bakterien der BDL-Tiere. TUDCA zeigte diesen Effekt jedoch nicht.
Weiterhin zeigte sich die bakterielle Biotransformation von Gallensäuren in vitro im ersten Schritt, der Dekonjugation (BSH-Aktivität), suffizient unter aeroben und anaeroben Bedingungen. Der zweite Schritt, die Generierung von sekundären Gallensäuren (7α-Dehydroxylase-Aktivität) war weder unter aeroben, noch unter anaeroben Bedingungen festzustellen.
Ferner konnten wir zeigen, dass Stoffwechselprodukte bakterieller Kulturen in Gallensäureselektionsmedien Einfluss auf hepatische Genexpression haben, Gallensäuren als solche jedoch nicht (außer CDCA). Die Expression von Cyp7a1 wurde unter CA, TCA und UDCA reprimiert. Die Expression von Shp wurde unter CA und TCA induziert.
Schlussfolgerung
Die Interaktion zwischen Gallensäuren und Darmmikrobiota ist komplex. Gallensäuren und ihr Metabolismus durch das Mikrobiom tragen zur intestinalen und hepatischer Homöostase bei. |
