{"id":2331,"date":"2020-04-20T17:26:06","date_gmt":"2020-04-20T15:26:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/?p=2331"},"modified":"2020-04-27T16:40:30","modified_gmt":"2020-04-27T14:40:30","slug":"darmmikrobiom-warum-wir-mikroorganismen-im-verdauungstrakt-brauchen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/darmmikrobiom-warum-wir-mikroorganismen-im-verdauungstrakt-brauchen\/","title":{"rendered":"Darmmikrobiom: Warum wir Mikroorganismen im Verdauungstrakt brauchen"},"content":{"rendered":"<p><strong>Unser K\u00f6rper ist Lebensraum f\u00fcr eine Vielzahl von Bakterien und anderen Mikroorganismen. Vor allem jene kleinen Mitbewohner, die sich in unserem Darm ansiedeln, sind an unserem Wohlbefinden ma\u00dfgeblich beteiligt. Wer von Bauchbeschwerden verschont bleiben und gleichzeitig seine Immunabwehr unterst\u00fctzen will, sollte sein Darmmikrobiom hegen und pflegen. Die bESSERwisser haben recherchiert, wie das funktioniert und was es mit Probiotika und Pr\u00e4biotika auf sich hat.<\/strong><\/p>\n<h2>Das menschliche Mikrobiom<\/h2>\n<p>Der menschliche K\u00f6rper ist von der Haut \u00fcber die Atemwege bis zum Verdauungstrakt dicht mit Mikroorganismen besiedelt. Der gr\u00f6\u00dfte Teil des menschlichen Mikrobioms &#8211; darunter versteht man die Gesamtheit der Mikroorganismen, die mit dem Menschen assoziiert sind\u00a0&#8211; ist im Darm angesiedelt und auch als Darmflora oder Darmmikrobiota bekannt. Schon bei der Geburt beginnen Mikroorganismen aus dem Geburtskanal der Mutter den Darm eines Babys zu besiedeln. Im Laufe des Lebens versorgen uns Muttermilch, Ern\u00e4hrung und unsere Umgebung permanent mit Mikroorganismen, die sich auf und in unserem K\u00f6rper ansiedeln.<\/p>\n<p>Den Hauptteil des menschlichen Mikrobioms machen Bakterien aus. Aber auch Archaeen, Pilze und Viren sind Teil des Mikrobioms, das in komplexer Interaktion mit dem K\u00f6rper steht. Lange Zeit wurde in der Wissenschaft die Ansicht vertreten, dass im menschlichen K\u00f6rper zehnmal mehr Mikroben-Zellen als menschliche Zellen zu finden sind und diese ein bis zwei Kilogramm des K\u00f6rpergewichts ausmachen [1]. Neue Berechnungen haben jedoch ergeben, dass im menschlichen K\u00f6rper gleich viele Mikroorganismenzellen wie K\u00f6rperzellen vorkommen Man wei\u00df heute auch, dass das Mikrobiom nicht mehr als 200 Gramm des K\u00f6rpergewichts ausmacht [2].<\/p>\n<h2>Mikroskopisches Leben im Verdauungstrakt<\/h2>\n<p>Die saure Umgebung des Magens und D\u00fcnndarms erlaubt es nur wenigen Bakterienspezies, dort zu \u00fcberleben. Ab dem letzten Drittel des D\u00fcnndarms (Ileum) steigt der pH-Wert an und wird basisch, und gleichzeitig nimmt auch die Zahl der Mikroorganismen zu. Im Dickdarm sind Anzahl und Diversit\u00e4t der Mikroorganismen am h\u00f6chsten. Hier herrschen anaerobe Bedingungen, das hei\u00dft, nur Organismen, die f\u00fcr ihren Stoffwechsel keinen Sauerstoff ben\u00f6tigen und Energie zum Beispiel aus Fermentation generieren, siedeln sich hier an [3].<\/p>\n<p>Das menschliche Darmmikrobiom wird von zwei bakteriellen St\u00e4mmen beherrscht: den Bacteroidetes und den Firmicutes mit ihren jeweiligen Unterarten. Das Verh\u00e4ltnis dieser beiden zueinander wird in der Wissenschaft und Medizin repr\u00e4sentativ zur Beurteilung der Darmgesundheit herangezogen. Das Mikrobiom ist jedoch keine einheitliche Bakteriengemeinschaft, sondern variiert von Mensch zu Mensch und ver\u00e4ndert sich mit dem Alter. Faktoren, die die Zusammensetzung des Mikrobioms beeinflussen, sind unter anderem Alter, Genetik, geografische Lage, Art der Geburt (nat\u00fcrlich oder Kaiserschnitt), Ern\u00e4hrung in der fr\u00fchen Kindheit, Medikamenteneinnahme, und Ern\u00e4hrungsstil [4].<\/p>\n<h2>Wichtige Funktionen des Darmmikrobioms<\/h2>\n<p>Das Darmmikrobiom wird oft auch als das \u201evergessene Organ&#8220; bezeichnet, da es wichtige Funktionen im K\u00f6rper \u00fcbernimmt. So verarbeiten die Darmmikroben N\u00e4hrstoffe, sch\u00fctzen vor Krankheitserregern, beeinflussen das Immunsystem und k\u00f6nnen \u00fcber Verbindungen zum Hirn den K\u00f6rper auf viele Arten beeinflussen.<\/p>\n<h3>Verdauung<\/h3>\n<p>Am offensichtlichsten ist die Rolle Darmmikrobioms bei der Verdauung. Hier regen die Mikroorganismen Darmbewegungen an, sind bei der Verwertung von Nahrungsbestandteilen beteiligt und produzieren f\u00fcr den K\u00f6rper essenzielle N\u00e4hrstoffe. Die Hauptnahrungsquelle des Darmmikrobioms sind fasrige Nahrungsbestandteile, sogenannte Ballaststoffe. Bei deren Fermentation generieren die Mikroorganismen nicht nur Energie f\u00fcr sich selbst, sondern erzeugen auch Nebenprodukte, wie etwa kurzkettige Fetts\u00e4uren (SCFA). Ein Beispiel daf\u00fcr ist Butyrat, das eine wichtige Funktion bei der Versorgung der Darmzellen hat und immunmodulierend wirkt [5].<br \/>\nWeiters k\u00f6nnen Mikroorganismen in unserem Darm aus Ballaststoffen die Vitamine B1, B2, B5, B6, Folat, Vitamin B12 und Vitamin K2 produzieren und leisten so einen Beitrag zur Versorgung des K\u00f6rpers mit diesen N\u00e4hrstoffen [6]. Im Zuge der mikrobiellen Aktivit\u00e4t und vor allem durch den Prozess der Fermentation werden Gase wie Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Methan gebildet, die sich als Bl\u00e4hungen bemerkbar machen k\u00f6nnen.<\/p>\n<h3>Schutz vor Krankheitserregern<\/h3>\n<p>Eine weitere wichtige Funktion des Darmmikrobioms ist die Abwehr von pathogenen Keimen, die zum Beispiel durch die Nahrung aufgenommen werden. Eine intakte Darmflora mit einer hohen Anzahl an unterschiedlichen Organismen, die alle Nischen des Darms besiedelt und ihren Lebensraum verteidigt, ist ein guter Schutz gegen die Besiedelung durch andere, krankmachende Keime.<\/p>\n<p>Ein gesunder Mensch lebt mit seinem Mikrobiom in sogenannter\u201eNormobiose \u2013 das bedeutet, der K\u00f6rper profitiert von den anwesenden Mikroorganismen, und sch\u00e4dliche Organismen sind in der Unterzahl. Ein funktionierendes Mikrobiom ist notwendig f\u00fcr Stoffwechsel und Gesundheit. Es ist aber bislang nicht klar, ob das Mikrobiom nur positive Auswirkungen auf den K\u00f6rper hat. Ebenso ist nicht gekl\u00e4rt, was ein \u201egesundes\u201c Mikrobiom ausmacht, da es hier auch bei gesunden Individuen eine hohe Variabilit\u00e4t gibt. Es gibt allerdings Hinweise darauf, dass ein vielf\u00e4ltiges Darmmikrobiom sowie das Aufwachsen in einer Umgebung mit einer hohen Zahl und Vielfalt an Mikroorganismen sich positiv auf die Gesundheit im sp\u00e4teren Leben auswirkt [7].<\/p>\n<h2>Allesesser, Vegetarier, Veganer: Das Mikrobiom i(s)st, was man isst<\/h2>\n<p>So gut wie alles, was wir zu uns nehmen und was in weiterer Folge unseren Darm passiert, kann Einfluss auf das Darmmikrobiom haben. Interaktionen von Nahrung, Mikrobiom und K\u00f6rper sind aber hochkomplex und noch nicht ganzheitlich erforscht. Es gibt jedoch bereits etliche Studien, die sich mit der Auswirkung verschiedener Ern\u00e4hrungsweisen auf das Darmmikrobiom besch\u00e4ftigen.<\/p>\n<ul>\n<li>Es konnte gezeigt werden, dass im Mikrobiom von vegetarisch und vegan lebenden Personen vermehrt Bakteriengruppen zu finden sind, die Kohlenhydrate und Vitamine besonders gut metabolisieren k\u00f6nnen. Der h\u00f6here Anteil an Ballaststoffen in vegetarischer und veganer Ern\u00e4hrung verst\u00e4rkt au\u00dferdem die mikrobielle Fermentation von gesundheitsf\u00f6rderlichen Butyraten im Darm [8].<\/li>\n<li>Eine weitere Studie zeigte, dass sich bei einer Umstellung auf eine Ern\u00e4hrung mit ausschlie\u00dflich tierischen Produkten das Verh\u00e4ltnis von Bacteroidetes\/ Firmicutes ver\u00e4ndert. Die Anzahl der proteinverwertenden Bakterien stieg, w\u00e4hrend die Zahl der Firmicutes, die f\u00fcr die Verdauung von pflanzlichen Ballaststoffen verantwortlich sind, zur\u00fcckging. Die Studie ergab auch, dass sich das Darmmikrobiom innerhalb weniger Tage an eine neue Ern\u00e4hrungsweise anpassen kann, was in der Evolution des Menschen sicher hilfreich war [9].<\/li>\n<li>Nicht nur die Zusammensetzung, auch die Art der Zubereitung der Nahrung beeinflusst das Darmmikrobiom. Beim Kochen von st\u00e4rkehaltigen Lebensmitteln \u2013 wie etwa Kartoffeln \u2013 verkleistert die St\u00e4rke und wird somit leichter verdaulich. Dadurch erreicht weniger St\u00e4rke den Dickdarm und das Mikrobiom. In Studien an M\u00e4usen und Menschen konnte gezeigt werden, dass gekochte Nahrung im Vergleich zu Rohkost die Funktionalit\u00e4t und Diversit\u00e4t des Mikrobioms beeinflusst [10].<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Probiotika<\/h2>\n<p>Im Zusammenhang mit dem Darmmikrobiom ist h\u00e4ufig von Pro- und Pr\u00e4biotika die Rede. Als Probiotika werden lebende Mikroorganismen bezeichnet, die laut Definition der WHO \u201edem Wirt (= Mensch, der sie aufnimmt) einen gesundheitlichen Nutzen verschaffen, wenn sie in ausreichenden Mengen verabreicht werden.\u201c<\/p>\n<p>Die Bezeichnung \u201eprobiotisch\u201c wird vor allem f\u00fcr Nahrungsmittel verwendet, die verdauungsf\u00f6rderliche Mikroorganismen wie Bifidobakterien oder Laktobazillen beinhalten. Dazu z\u00e4hlen vorrangig vergorene Lebensmittel wie Joghurt, K\u00e4se, Sauerkraut, aber auch unfiltriertes Bier. Ihnen wird nachgesagt, dass sie Verdauungsprobleme l\u00f6sen, die Stuhlkonsistenz normalisieren und gegen Allergien und Unvertr\u00e4glichkeiten helfen. Ob die Mikroorganismen in diesen Lebensmitteln jedoch tats\u00e4chlich auch noch leben, wenn sie in den Dickdarm gelangen, ist nicht g\u00e4nzlich bewiesen. Laut der europ\u00e4ischen Lebensmittelbeh\u00f6rde (EFSA) muss bei der Bewerbung eines Produktes mit dem Wort \u201eprobiotisch\u201c dessen Wirkung auch wissenschaftlich belegt sein. Das hat in der Lebensmittelbranche gro\u00dfen Unmut hervorgerufen und dazu gef\u00fchrt, dass heute kaum mehr \u201eprobiotisch\u201c beworbene Produkte in den Regalen zu finden sind [11].<\/p>\n<p>Die m\u00f6glichen gesundheitsf\u00f6rderlichen Eigenschaften von Probiotika sind in der Forschung dennoch ein hei\u00dfes Thema. Mit ihrer Hilfe erwartet man sich Pr\u00e4vention und Behandlung von Krankheiten. So f\u00fchrte in einer Studie mit \u00e4lteren Menschen die regelm\u00e4\u00dfige Einnahme von Joghurt, das mit Laktobazillen angereichert wurde, zu einer Verringerung von Atemwegsinfekten um mehr als die H\u00e4lfte im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Forscher f\u00fchrten diesen Effekt auf eine verbesserte T-Zell mediierte Immunabwehr zur\u00fcck [12]. Eine andere Studie ergab, dass regelm\u00e4\u00dfige Einnahme von Milch bzw. Reis, die mit Laktobazillen fermentiert wurden, auch bei Kleinkindern zu einem besseren Schutz gegen Infektionskrankheiten f\u00fchrt [13].<\/p>\n<p>Laktobazillen, die in diesen beiden Studien bei gesunden Menschen eine gesundheitsf\u00f6rdernde Wirkung zeigten, k\u00f6nnen in seltenen F\u00e4llen bei immunschwachen Menschen aber auch in den Blutkreislauf eindringen. Dies kann in manchen F\u00e4llen Infektionen bis hin zur Entz\u00fcndung der Herzklappen oder zu Hirnhautentz\u00fcndung hervorrufen [14].<\/p>\n<h2>Pr\u00e4biotika<\/h2>\n<p>Als Pr\u00e4biotika werden unverdauliche Substanzen bezeichnet, die f\u00fcr das Darmmikrobiom f\u00f6rderlich sind. Sie werden entweder von Mikroorganismen als Energiequelle verwertet (fermentiert) oder beeinflussen deren Lebensraum positiv.<\/p>\n<p>Die wohl bekanntesten Pr\u00e4biotika sind Ballaststoffe \u2013 unverdauliche Kohlenhydrate, die meist pflanzlichen Ursprung haben. Hohen pr\u00e4biotischen Gehalt weisen Glykane, resistente (unverdauliche) St\u00e4rke, Inulin, und Oligofruktose auf [15]. Diese sind vor allem in fasrigem Gem\u00fcse wie Spargel oder Chicor\u00e9e sowie in st\u00e4rkehaltigen Nahrungsmitteln wie Johannisbrotkernmehl enthalten. Darmbakterien, die die notwendigen Enzyme (CAZyme) besitzen, k\u00f6nnen diese Stoffe verwerten. Ob Pr\u00e4biotika auch einen spezifischen Nutzen f\u00fcr den Menschen haben, ist wie bei den Probiotika ungekl\u00e4rt. Laut der EFSA muss auch f\u00fcr die Bezeichnung \u201epr\u00e4biotisch\u201c ein gesundheitlicher Nutzen wissenschaftlich erwiesen sein. Gr\u00fcnes Licht f\u00fcr die Bezeichnung \u201ePr\u00e4biotikum\u201c gab es von der EFSA bisher nur in wenigen F\u00e4llen: F\u00fcr Oligofruktose, die sich nachweislich auf den Blutzuckerspiegel auswirkt, sowie f\u00fcr Inulin, welches aus Chicor\u00e9e gewonnen wird und einen positiven Effekt auf den Stuhlgang hat [16].<\/p>\n<h2>Die Rolle des Mikrobioms in Krankheit und Gesundheit<\/h2>\n<p>Auch wenn die spezifischen Interaktionen zwischen K\u00f6per und Mikrobiom noch nicht vollst\u00e4ndig gekl\u00e4rt sind, ist eines klar: Die Mikroorganismen des Menschen spielen eine wichtige Rolle f\u00fcr seine Gesundheit. So konnten zahlreiche Studien bereits einen Zusammenhang zwischen Darmmikrobiom und Infektionskrankheiten, chronischen Darmerkrankungen, \u00dcbergewicht, Diabetes, Darm- und Leberkrebs und Allergien belegen [17].<\/p>\n<p>Tatsache ist auch, dass Antibiotika, die im Zuge von bakteriellen Infektionen eingenommen werden, nicht nur die krankmachenden Keime, sondern auch f\u00f6rderliche Darmbakterien angreifen. Langwierige Antibiotikatherapien k\u00f6nnen das Darmmikrobiom zerst\u00f6ren und die Verdauung nachhaltig negativ beeinflussen [18].<\/p>\n<p>Zur Therapie von Darmerkrankungen wird in der Medizin seit einiger Zeit auf die F\u00e4kaltransplantation zur\u00fcckgegriffen. Der Hype um diesen absto\u00dfend-faszinierenden Eingriff verschaffte dem \u201egesunden\u201c Stuhl einen neuen Wert, der in der Southpark Folge \u201eKot-Diebe\u201c (s23f8) k\u00f6stlich auf die Spitze getrieben wird.<\/p>\n<h2>Fazit<\/h2>\n<p>Heute ist bereits erwiesen, dass das Mikrobiom eine wichtige Rolle in Krankheit und Gesundheit spielt. Auf welche Weise es durch Ern\u00e4hrung beeinflusst werden kann und welche Folgen das hat, ist aber wissenschaftlich noch nicht vollst\u00e4ndig gekl\u00e4rt und Gegenstand aktueller Untersuchungen. Fest steht zumindest schon einmal, dass eine vielseitige, ballaststoffreiche Ern\u00e4hrung gut f\u00fcr das Mikrobiom ist und der Verdauung hilft.<\/p>\n<p><strong>Weiterf\u00fchrender Link zum Mikrobiom des Menschen:<\/strong><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.openscience.or.at\/link\/9VDE\">Mikrobiom des Menschen: Mikrobiomforschung im digitalen Zeitalter; Wissensartikel von Open Science<\/a><\/p>\n<p><strong>Quellen:<\/strong><\/p>\n<p>[1] Luckey TD: Introduction to intestinal microecology (1972). The American journal of clinical nutrition 25 (12), S. 1292\u20131294. DOI: 10.1093\/ajcn\/25.12.1292.<\/p>\n<p>[2] Sender R., Fuchs S., Milo R.: Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body (2016). PLoS biology 14 (8), e1002533. DOI: 10.1371\/journal.pbio.1002533.<\/p>\n<p>[3] Lin CS, Chang CJ, Lu CC, Martel J. et al.: Impact of the gut microbiota, prebiotics, and probiotics on human health and disease (2014). Biomedical journal 37 (5), S. 259\u2013268. DOI: 10.4103\/2319-4170.138314.<\/p>\n<p>[4] Yang Q., Liang Q., Balakrishnan B., Belobrajdic D. et al.: Role of Dietary Nutrients in the Modulation of Gut Microbiota (2020). A Narrative Review. Nutrients 12 (2). DOI: 10.3390\/nu12020381.<\/p>\n<p>[5] Martin-Gallausiaux C., Marinelli L., Blotti\u00e8re HM et al.: SCFA. Mechanisms and functional importance in the gut (2020). The Proceedings of the Nutrition Society, S. 1\u201313. DOI: 10.1017\/S0029665120006916.<\/p>\n<p>[6] LeBlanc JG, Milani C., Giori GS et al.: Bacteria as vitamin suppliers to their host (2013). A gut microbiota perspective. Current opinion in biotechnology 24 (2), S. 160\u2013168. DOI: 10.1016\/j.copbio.2012.08.005.<\/p>\n<p>[7] Eisenstein M.: The hunt for a healthy microbiome (2020). Nature 577 (7792), S6-S8. DOI: 10.1038\/d41586-020-00193-3.<\/p>\n<p>[8] de Angelis M., Ferrocino I., Calabrese FM et al.: Diet influences the functions of the human intestinal microbiome (2020). Scientific reports 10 (1), S. 4247. DOI: 10.1038\/s41598-020-61192-y.<\/p>\n<p>[9] David LA., Maurice CF, Carmody RN, Gootenberg DB et al.: Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome (2014). Nature 505 (7484), S. 559\u2013563. DOI: 10.1038\/nature12820.<\/p>\n<p>[10] Carmody RN, Bisanz JE, Bowen BP et al: Cooking shapes the structure and function of the gut microbiome (2019). Nature microbiology 4 (12), S. 2052\u20132063. DOI: 10.1038\/s41564-019-0569-4.<\/p>\n<p>[11] https:\/\/www.theguardian.com\/society\/2010\/oct\/19\/efsa-rules-probiotic-health-claims-unproven<\/p>\n<p>[12] Pu F., Guo Y., Li M. et al.: Yogurt supplemented with probiotics can protect the healthy elderly from respiratory infections (2017). A randomized controlled open-label trial. Clinical interventions in aging 12, S. 1223\u20131231. DOI: 10.2147\/CIA.S141518.<\/p>\n<p>[13] Nocerino R., Paparo L., Terrin G. et al.: Cow&#8217;s milk and rice fermented with Lactobacillus paracasei CBA L74 prevent infectious diseases in children (2017). A randomized controlled trial. Clinical nutrition (Edinburgh, Scotland) 36 (1), S. 118\u2013125. DOI: 10.1016\/j.clnu.2015.12.004.<\/p>\n<p>[14] Goldstein EJC, Tyrrell KL and Citron DM: Lactobacillus species. Taxonomic complexity and controversial susceptibilities (2015). Clinical infectious diseases : an official publication of the Infectious Diseases Society of America 60 Suppl 2, S98-107. DOI: 10.1093\/cid\/civ072.<\/p>\n<p>[15] Markowiak P. and \u015ali\u017cewska K.: Effects of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics on Human Health (2017). Nutrients 9 (9). DOI: 10.3390\/nu9091021.<\/p>\n<p>[16] Hutkins RW, Krumbeck JA, Bindels LB, Cani PD et al.: Prebiotics. Why definitions matter (2016). Current opinion in biotechnology 37, S. 1\u20137. DOI: 10.1016\/j.copbio.2015.09.001.<\/p>\n<p>[17] Bindels LB, Delzenne NM, Cani PD and Walter J.: Towards a more comprehensive concept for prebiotics (2015). Nature reviews. Gastroenterology &amp; hepatology 12 (5), S. 303\u2013310. DOI: 10.1038\/nrgastro.2015.47.<\/p>\n<p>[18] Lange K., Buerger M., Stallmach A. and Bruns T.: Effects of Antibiotics on Gut Microbiota (2016). Digestive diseases (Basel, Switzerland) 34 (3), S. 260\u2013268. DOI: 10.1159\/000443360.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Unser K\u00f6rper ist Lebensraum f\u00fcr eine Vielzahl von Bakterien und anderen Mikroorganismen. Vor allem jene kleinen Mitbewohner, die sich in unserem Darm ansiedeln, sind an unserem Wohlbefinden ma\u00dfgeblich beteiligt. Wer von Bauchbeschwerden verschont bleiben und gleichzeitig seine Immunabwehr unterst\u00fctzen will, sollte sein Darmmikrobiom hegen und pflegen. 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