Das Leben in benachteiligten Vierteln verändert das Darmmikrobiom

Eine große britische Zwillingsstudie zeigt, dass Nachbarschaftsbenachteiligung mit messbaren Veränderungen bei Darmbakterien und Stoffwechselwegen zusammenhängt, was neue Hinweise darauf liefert, wie soziale Ungleichheit biologisch verankert werden kann.

Studie: Zusammensetzung und Funktion des Darmmikrobioms spiegeln sozioökonomische Benachteiligung wider. Bildnachweis: sulit.photos/Shutterstock.com

Der sozioökonomische Status (SES) ist ein wichtiger Gesundheitsindikator. Ein aktueller Artikel in der Zeitschrift NPJ-Biofilme und Mikrobiome untersuchten die Auswirkungen sozioökonomischer Deprivation auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms und ob dies zur Erklärung der psychischen und metabolischen negativen Auswirkungen von Deprivation beiträgt.

Wie sich Nachbarschaftsbenachteiligung auf die langfristige Gesundheit auswirkt

Ein niedrigerer SES steht in engem Zusammenhang mit einer Reihe chronischer Erkrankungen, darunter psychische Erkrankungen und Typ-2-Diabetes. Der sozioökonomische Status umfasst Faktoren wie Einkommen, Bildung und die Umgebung zu Hause, in der Schule, am Arbeitsplatz und in der Nachbarschaft. Diese Determinanten beeinflussen den Grad der persönlichen und ökologischen Sauberkeit, die Qualität der Ernährung, die Belastung durch Umweltverschmutzung, die Wohnbedingungen und die Antibiotikabelastung.

Chronischer Stress im Zusammenhang mit sozioökonomischer Benachteiligung wird mit einer Fehlregulation entzündlicher und neuroendokriner Signalwege in Verbindung gebracht, was den Stress weiter verschlimmern und Krankheitszyklen aufrechterhalten kann. Solcher Stress kann durch finanzielle und Wohnungsunsicherheit, vernachlässigte Nachbarschaften und eingeschränkten Zugang zu unterstützenden Ressourcen entstehen.

Das Darmmikrobiom scheint für diese Beziehungen von zentraler Bedeutung zu sein, da es neben der Wirtsgenetik stark auf Umwelt- und soziale Einflüsse reagiert und manchmal auch als „Soziobiom“ bezeichnet wird. Es spielt auch eine wichtige Rolle in der Darm-Hirn-Achse, die die neurologische Entwicklung, Stressreaktionen und die psychische Gesundheit beeinflusst. Frühere Forschungen haben psychischen Stress mit Störungen der Darm-Hirn-Achse und biochemischen Veränderungen in Verbindung gebracht, die das Darmmikrobiom in Richtung Dysbiose verschieben und möglicherweise die psychische Gesundheit verschlechtern können.

Sozioökonomische Bedingungen im frühen Leben können das Mikrobiom auf eine Weise beeinflussen, die über die gesamte Lebensspanne anhält. Obwohl präklinische Studien darauf hindeuten, dass Darmmikroben depressives Verhalten beeinflussen können, bleiben die genauen biologischen Mechanismen unklar.

Die aktuelle Studie untersuchte Zusammenhänge zwischen sozioökonomischer Benachteiligung und der Zusammensetzung und Funktion des Darmmikrobioms. Die Forscher wollten herausfinden, ob bestimmte mikrobielle Merkmale biologische Wege darstellen könnten, die Deprivation mit einer schlechteren psychischen und metabolischen Gesundheit verbinden.

Nachbarschaftsbenachteiligung auf Darmbiologie abbilden

An der Studie nahmen 1.390 Frauen aus der TwinsUK-Kohorte teil, deren Stuhlproben einer metagenomischen Shotgun-Sequenzierung unterzogen wurden. Die sozioökonomische Deprivation wurde anhand des Townsend Deprivation Index bewertet, einem gebietsbezogenen Maß für die materielle Deprivation in der Nachbarschaft. Die Forscher untersuchten Zusammenhänge zwischen diesem Index und sowohl strukturellen als auch funktionellen Merkmalen des Darmmikrobioms. Sie führten auch Mediationsanalysen durch, um zu untersuchen, ob bestimmte mikrobielle Merkmale teilweise die Zusammenhänge zwischen Deprivation und Gesundheitsergebnissen erklären könnten.

Mangel verbunden mit verminderter mikrobieller Vielfalt

Höhere Townsend-Deprivationswerte waren mit einem verringerten Reichtum an Darmmikrobiomen verbunden, gemessen als beobachtete Merkmale. Andere Alpha-Diversitätsindizes, darunter Shannon- und Simpson-Diversität, waren nach statistischer Anpassung nicht signifikant assoziiert. Deprivation war auch mit deutlichen Veränderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung verbunden. Zwölf Bakterienarten waren signifikant mit Deprivation verbunden, neun davon gehörten zur Firmicutes-Klasse.

Mehrere Arten, darunter Intestinimonas massiliensis, Eubacterium siraeumUnd Lawsonibacter sp_NSJ_51waren bei Teilnehmern mit größerer Benachteiligung erschöpft. Diese Taxa sind bekannte Produzenten von kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs), Metaboliten, die mit der Darm- und Gehirngesundheit verbunden sind. Im Gegensatz dazu waren drei Arten positiv mit einer höheren Benachteiligung verbunden.

Funktionelle Analysen identifizierten 22 MetaCyc-Wege, die mit Deprivation verbunden sind. Viele davon standen im Zusammenhang mit dem Energiestoffwechsel, einschließlich der Beta-Oxidation von Fettsäuren und den zentralen Kohlenstoffstoffwechselwegen, und waren negativ mit einem höheren Mangel verbunden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass soziale Deprivation möglicherweise mit Veränderungen in der Art und Weise zusammenhängt, wie Darmmikroben Nährstoffe verarbeiten und Energie aus ihnen gewinnen.

Klassifizierungsmodelle für maschinelles Lernen, die mikrobielle Spezies oder Funktionswege nutzen, unterschieden Teilnehmer in den am stärksten benachteiligten Gruppen von den am wenigsten benachteiligten Gruppen, mit Werten für die Fläche unter der Kurve von etwa 0,73–0,74. Diese Modelle unterschieden zwischen Gruppen mit hoher und geringer Deprivation, sagten jedoch nicht den Deprivationsstatus auf individueller Ebene voraus. Wichtig ist, dass die meisten Zusammenhänge nach Anpassung an die Ernährungsqualität weiterhin signifikant blieben, was darauf hindeutet, dass über Ernährungsunterschiede hinausgehende Faktoren wie Stress oder allgemeinere Umwelteinflüsse zu den beobachteten Mustern beitragen können.

Sozioökonomische Deprivation war auch mit einem höheren Risiko für Angstzustände (Odds Ratio 1,09) und einem höheren Risiko für Diabetes (Odds Ratio 1,16) verbunden. Diese Effektgrößen waren bescheiden und belegen weder Kausalität noch Richtungsabhängigkeit. Es wird angenommen, dass SCFAs die Serotoninproduktion im Darm unterstützen, obwohl der Serotoninspiegel in dieser Studie nicht direkt gemessen wurde. Entzug war negativ mit den mikrobiellen L-Tryptophan-Biosynthesewegen verbunden, was auf eine verringerte mikrobielle Produktion eines Serotonin-Vorläufers schließen lässt. Dieser Befund ist im Zusammenhang mit Angstzuständen biologisch plausibel, bleibt jedoch ein indirekter Beweis.

Der Zusammenhang zwischen Entbehrung und Angst wurde teilweise durch zwei Mikrobenarten vermittelt: Intestinimonas massiliensis Und Lawsonibacter sp_NSJ_51. Lawsonibacter sp_NSJ_51 teilweise auch den Zusammenhang zwischen Deprivation und Diabetes vermittelt. In beiden Fällen war die Vermittlung teilweise, was darauf hindeutet, dass wahrscheinlich mehrere biologische und soziale Wege beteiligt sind.

Die Ergebnisse stimmen mit einigen früheren Untersuchungen überein, die sozioökonomische Benachteiligung mit Veränderungen im Mikrobiom in Verbindung bringen, obwohl Inkonsistenzen zwischen den Studien möglicherweise Unterschiede in der Art und Weise, wie SES gemessen wird, und Unterschiede in den Studienpopulationen widerspiegeln.

Studienbeschränkungen

Die Studie weist mehrere Einschränkungen auf. Der Townsend Deprivation Index erfasst die materielle Deprivation auf Nachbarschaftsebene, bietet jedoch kein umfassendes Maß für den individuellen sozioökonomischen Status. Die Ergebnisse der psychischen Gesundheit wurden selbst gemeldet, was zu einer Verzerrung der Berichterstattung führen kann. Die Anzahl der Teilnehmer mit Angstzuständen oder Diabetes war relativ gering, obwohl die Einbeziehung von Grenzkategorien in die statistischen Modelle die Stabilität verbesserte. Da es sich um eine Beobachtungsstudie handelt, kann die Analyse keine kausalen Zusammenhänge herstellen. Darüber hinaus bestand die Kohorte ausschließlich aus Frauen aus dem Vereinigten Königreich, was eine Generalisierbarkeit auf andere Bevölkerungsgruppen einschränkte.

Neue Hinweise darauf, wie sich Benachteiligung auf die Gesundheit auswirkt

Diese Studie integriert Maßnahmen der sozioökonomischen Deprivation mit der Darmmikrobiom-Profilierung, um potenzielle biologische Wege zu untersuchen, die soziale Benachteiligung mit der Gesundheit verbinden. Die Ergebnisse zeigen Zusammenhänge zwischen höherem Mangel und verringertem mikrobiellen Reichtum, der Verarmung an SCFA-produzierenden Bakterien und Veränderungen in den Energiestoffwechselwegen. Einige mikrobielle Merkmale vermittelten teilweise Zusammenhänge zwischen Deprivation und Angstzuständen oder Diabetes. Da es sich bei der Studie jedoch um eine Beobachtungsstudie handelt, identifizieren die Ergebnisse Zusammenhänge und belegen nicht, dass sozioökonomische Deprivation direkt zu Mikrobiomveränderungen oder Krankheitsfolgen führt.

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass „die nachteiligen Auswirkungen sozialer Deprivation über psychische Erkrankungen hinausgehen und wichtige Stoffwechselwege durch mikrobiomgesteuerte Mechanismen beeinflussen“, und betonen gleichzeitig, dass weitere Forschung erforderlich ist, um die Kausalwege zu klären.

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Quellen: