5 Arten, die dein vielfältiges Mikrobiom beeinflussen

Lass uns auch heute mit einer Frage starten: Hast du dir schon mal Gedanken darüber gemacht, was alles unser Mikrobiom beeinflussen kann?

Sich diese Frage zu stellen, ist gar nicht so unwichtig und auch wirklich spannend! Denn wir leben in keiner geschützten Kapsel, und unser Körper ist tagtäglich äußeren Einflüssen ausgesetzt. Viele von ihnen können wir nur indirekt beeinflussen, zum Beispiel die Luftqualität (ja, du kannst wegziehen und das Landleben bevorzugen. Aber dadurch wird der Weg zu deiner Arbeit womöglich länger?)

Auch zu Beginn unseres Lebens werden Entscheidungen, die unseren Körper betreffen, durch unsere Eltern „bestimmt“. Die Entscheidungen sind maßgeblich davon abhängig, welche Erfahrungen unsere Eltern gemacht haben, wie offen sie Änderungen gegenüber sind, aber auch, wie weit der wissenschaftliche Fortschritt zu dieser Zeit war.

Andere Einflüsse entstehen durch unsere bewusste Entscheidung, wie beispielsweise unserer Ernährung oder wie wir mit Medikamenten umgehen.

Spoiler: Ja, diese Einflüsse von außen beeinflussen die Zusammensetzung unseres Mikrobioms. Lass uns daher heute 5 große Gruppen, die unser Mikrobiom beeinflussen, anschaulich betrachten. Bist du bereit?

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Dieser Beitrag ist Teil der des Mikrobiom – Themenmonats. Einen Monat lang werden wir wichtige und interessante Bereiche betrachten, die unsere Darmflora betreffen. Was können wir machen, damit sie vielfältig ist? Welche Funktion hat unsere Darmflora?

Bisher sind im Rahmen des Themenmonats erschienen:

• Übersichtsartikel: Deine faszinierende Darmflora
• Die 5 unsichtbaren und nützlichen Aufgaben deiner Darmflora
• Superstars der Darmbakterien – 5 „aufstrebende“ Helden
• Metabolite des Mikrobioms – Wie Bakterien deine Gesundheit beeinflussen
• Veränderungen des Mikrobioms im Laufe unseres Lebens – Kann unsere Darmflora altern?

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# 1 – Umwelteinflüsse: Von Luftverschmutzung und Bisphenol A

Okay, ich falle gleich mal mit der Tür ins Haus. Die Begriffe der letzten Jahre sind, neben Klimaerwärmung und Ukraine-Krieg, Luftverschmutzung und (Kinder-)Gegenstände, die Bisphenol A enthalten.

Vielleicht stolperst du auch hin und wieder über solche Beiträge?
Ja, ziemlich viel von dem, was wir zu uns nehmen, haben eine Wirkung auf unseren Körper UND unsere Bakterien. Dazu heute mehr.

Die aktiven Substanzen der Luftverschmutzung

Die „aktiven“ Substanzen der Luftverschmutzung sind besonders Kohlenstoffmonoxid (CO), Ozon (O₃) oder Stickstoffdioxid (NO₂).

Kohlenstoffmonoxid ist ein geruchs- und geschmackloses Gas. Wenn die Verbrennung von Diesel oder Benzin bei Verbrennungsmotoren unvollständig ist, so kann dieses Gas entstehen. Aber auch bei schadhaften Gasthermen in Wohnhäusern besteht dieses Risiko!

Beim Verbrennungsprozess (in Verbrennungsmotoren oder Feuerungsanlagen) entstehen darüber hinaus auch Stickstoffdioxide. Ozon, ein instabiles Sauerstoffmolekül, das ein zusätzliches Sauerstoffatom besitzt, kann auf unterschiedliche Weisen entstehen. Durch Stickstoffdioxid, Sauerstoff und Sonneneinstrahlung (UV-Strahlung), bildet sich Ozon.

Sowohl Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, als auch Ozon, stellen einen Stressfaktor für die Zellen der Atem- und Herzkreislaufgefäße dar.

Bisphenol A greift in den Hormonhaushalt ein

Mittlerweile ist die hormonelle Wirkung von Bisphenol A (BPA) wissenschaftlich gut untersucht. Schlagworte wie „Verweiblichung von Jungen“ kommen dabei vermutlich schneller in deine Gedanken, als du ahnst.

Besonders problematisch wird es, wenn Bisphenol A Plastikgegenständen wie Plastikbesteck oder Kauringen zugesetzt wird. Warum? Weil unser Körper kleinste Mengen von Bisphenol A aufnimmt. Über einen längeren Zeitraum genutzt, kann die Menge an BPA im Körper ansteigen und dann mit hormonähnlicher Wirkung unseren Hormonhaushalt verschieben.

BPA wirkt dabei ähnlich wie das weibliche Hormon Östrogen. Die Wirkung weiblicher Sexualhormone wird durch BPA verstärkt und die der männlichen sowie der Schilddrüsenhormone gehemmt!

Die Folge: Mädchen und Jungen kommen früher in die Pubertät, die oft mit Verhaltensstörungen begleitet ist. Bei Männern kann eine reduzierte Spermienzahl oder eine vergrößerte Prostata beobachtet werden.

Genauso, wie die Luftverschmutzung zu einer Schädigung unseres Lungengewebes und Bisphenol A eine Veränderung des Hormonhaushaltes verursacht, werden auch die guten Bakterien unserer Darmflora beeinflusst. Aber wie?

Veränderungen der Lebensumgebung der Bakterien

Im Prinzip bewirken diese Substanzen vor allem eines: Sie verändern die Umgebung der Bakterien in unserem Darm, in der sie leben.

So verändern Luftverschmutzung (siehe oben) und Bisphenol A die Schleimhautbarriere des Darms und schwächen diese. Die Darmbakterien finden weniger Futter und können als Folge unsere Darmschleimhaut nicht so gut reparieren und in Takt halten.

Zudem wird ein oxidativer Stress für die Bakterien verursacht. Dieser oxidative Stress nervt und zerstört nicht nur unsere Zellen, sondern auch Bakterienzellen. Durch diesen Umstand kann es viel eher vorkommen, dass giftige Metabolite gebildet werden, mit denen sich die Bakterien versuchen zu schützen.

Diese giftigen Metabolite verursachen in unserem Körper eine verringerte Immunabwehr und können Entzündungen beeinflussen.

Für Bisphenol A zeigte sich außerdem, dass das gute Darmbakterium Akkermansia muciniphila in deutlich geringeren Konzentration im Darm anzutreffen war. Dadurch nahm insbesondere auch die Bildung von SCFA und Serotonin, unserem natürlichen Stimmungsaufheller, ab.

# 2 – Nanopartikel in Lebensmitteln und Kosmetika

Hast du schon mal etwas von Nanopartikeln gehört? Das sind klitzekleine Partikel oder ein Verbund aus ihnen, die maximal 100 Nanometer groß sind. Sie sind somit etwa 100-mal kleiner als ein Haar!

Zu den Nanopartikeln zählen hier Eisenoxid, Zinkoxid (ZNO), Silica (SiO₂) oder Titandioxid (TiO₂).

Dadurch, dass sie so klein sind, haben sie ganz besondere Eigenschaften, die besonders in der Lebensmittelindustrie und auch in Kosmetika Anwendung finden:

• als Farbzusätze oder “Aufheller” in Lebensmitteln und Kosmetika (z.B. Zahnpasta)
• als Zusatz bei Antihaftbeschichtungen
• um Verpackungen antimikrobiell zu halten
• in Medikamenten oder
• als Kontrastmittel beim MRT
• als Überzugsmittel von z.B. Süßigkeiten
• in Solarpanelen

Schau doch mal beim nächsten Zähneputzen auf die Inhaltsstoffe. Mit Sicherheit wird dir Titandioxid (TiO₂) über den Weg laufen. Dieser Nanopartikel wird in Zahnpasta dafür genutzt, damit diese so schön weiß ist.

Wie Nanopartikel unsere Darmbakterien beeinflussen

Wie auch schon bei den Schadstoffen setzen die meisten Nanopartikel die Barrierefunktion unserer Darmschleimhaut herab. Diese beeinträchtigte Darmbarriere führt zu einer verringerten Bakterienvielfalt, da viele der guten Bakterien kein Mucin mehr finden. Eine Ausnahme scheint hier der Nanopartikel Eisenoxid zu sein.

Sobald ein wichtiger Partner im Gleichgewicht nicht mehr vorhanden ist, wird sich das Gleichgewicht der Darmflora verschieben. Und hier ist auch ein „Zuviel“ einer guten Bakterienart nicht zielführend. Im Gegenteil: Eine Verschiebung des Bakteriengleichgewichts kann zu Entzündungen im Darm führen.

Darüber hinaus zeigten viele der Nanopartikel, wie für einige industrielle Anwendungen gewollt, antimikrobielle Eigenschaften. In Verpackungen zum Haltbar machen von Lebensmitteln mag das eine sinnvolle Maßnahme sein. Diese Nanopartikel lassen aber nach Aufnahme in den Magen-Darm-Trakt auch die guten Bakterien im Darm absterben.

Sollten Bakterien nicht absterben, so ist zumindest ihre Aktivität gehemmt. So ist zum Beispiel die Bildung der wichtigen SCFA deutlich herabgesetzt. Und: Je höher konzentriert die Nanopartikel sind, umso stärker scheinen die Auswirkungen zu sein.

Da der Einfluss von Nanopartikeln erst in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen hat, sind auch hier weitere Untersuchungen notwendig, welche weiteren Einflüsse Nanopartikel auf Bakterien haben können (oder nicht).

# 3 – Wie beeinflusst unser Lebensstil unsere Darmbakterien?

Neben unserer Ernährung (auf dieses Thema werden wir noch detailliert eingehen) könnten auch andere Umstände, wie beispielsweise Rauchen oder Sport, einen Effekt auf unsere Darmbakterien haben. Was wäre dein erster Gedanke – guter oder schlechter Einfluss?

Sport, nicht nur für unser Herz-Kreislauf-System gut

Vielleicht hast du es schon geahnt: Sport ist nicht nur für unsere Knochen, Gelenke und unser Herz-Kreislauf-System gut, sondern auch für unsere Bakterien.

Um diesen Effekt zu untersuchen, wurden einerseits Sportler begleitet, aber auch der Einfluss verschiedener Sportarten dokumentiert. Im Allgemeinen lässt sich sagen, dass durch Bewegung die Vielfalt der Bakterien und damit die Produktion der schützenden SCFA gesteigert wird.

SCFA ihrerseits verbessern die Aufnahme und Verfügbarkeit von Glukose während des Trainings, sodass eine konstante Versorgung sichergestellt ist. Ein weiterer Effekt: Dadurch verringert sich der Blutzuckerspiegel im Blut und Diabetes Typ II wird entgegengewirkt.

Bewegung fördert Bakterien wie Bifidobacterium, Laktobazillen und Akkermansia. Dies geschieht aber nicht allein durch die Bewegung, sondern durch die Kombination mit einem achtsameren Umgang mit der Ernährung. Die Wahrscheinlichkeit, dass sportlich aktive Menschen zudem auf ihre Ernährung achten, ist höher. Die Kombination aus Bewegung und Ernährung ist dabei entscheidend, die unser Mikrobiom beeinflussen. Aber auch unsere Gene sind hier nicht zu vernachlässigen.

Die stärksten positiven Effekte auf unser Mikrobiom haben dabei Ausdauersportarten bzw. Sportarten, die einen hohen Sauerstoffverbrauch haben. Natürlich ist hier ein ausgeglichener Trainingsplan sowie eine moderate Steigerung der Trainingsintensität bei Neueinsteigern wichtig! Denn eine verbessertes Mikrobiom hilft nur bedingt, wenn die Knochen und Muskeln hinüber sind.

Rauchen lässt deine Bakterienvielfalt schrumpfen

Bisher haben sich nur wenige Studien mit dem Einfluss von Rauchen auf das Darmmikrobiom befasst. Es ist vielleicht auch keine offensichtliche Verbindung. Dass Rauchen die Zellen der Atemwege und der Lunge angreift, das ist gut untersucht.

Auch, dass Rauchen das Mikrobiom der Haut und der Mundhöhle negativ verändert, wurde in mehreren Studien überprüft. Rauchen scheint darüber hinaus auch einen Einfluss auf unsere Darmbakterien zu haben.

Warum das so ist, ist noch nicht ausreichend untersucht. Die genauen Mechanismen, wie es dazu kommt, sind unklar. Forscher:innen vermuten aber, dass eine Veränderung des Mikrobioms im Darm durch Rauchen auf verschiedenen Wegen stattfindet:

• Durch das Rauchen werden organische, natürliche Säuren im Darm reduziert, die normalerweise die Umgebung ansäuern. Wir erinnern uns: Eine saure Umgebung war wichtig für die guten Bakterien. Durch die fehlenden Säuren wird der pH-Wert nun neutraler und das Wachstum anderer, mitunter schlechter Bakterien wird gefördert.
• Es wird vermutet, dass Tabak einen direkten Einfluss auf die Bakterien haben kann, da sie diesen eventuell als Nahrungsgrundlage nutzen. Wie und ob das so ist, ist noch nicht vollständig untersucht.
• Die Ernährung von Rauchern scheint auch hier eine Rolle zu spielen. Es scheint, dass Raucher weniger Obst und Gemüse zu sich nehmen, wodurch die bakterielle Vielfalt im Darm (zusätzlich) verringert wird.
• Durch das Rauchen werden reaktive Sauerstoffradikale gebildet, die bei Bakterien zu oxidativem Zellstress führen (siehe oben). Dadurch werden vermehrt schädliche Metabolite gebildet – eine Schutzmaßnahme der Bakterien, um zu überleben.

# 4 – Unsere ersten Lebensmonate spielen eine tragende Rolle

Die ersten Entscheidungen unseres Lebens treffen wir nicht selbst, und doch sind es extrem wichtige Entscheidungen! Denn sie legen, neben unseren Genen, die Grundlagen für unser weiteres Leben.

Neben der Schwangerschaft (z.B. Medikamente, die währenddessen genommen werden) spielt auch der Geburtsmodus, die Ernährung (stillen/Flasche) und eventuelle Antibiotika-Gaben im ersten halben Lebensjahr eine entscheidende Rolle. Aber dazu jetzt mehr.

Dein persönliches Bakterien-Starterset

Diesen Aspekt haben wir bereits ein bisschen genauer betrachtet (Veränderungen des Mikrobioms im Laufe unseres Lebens). Deswegen wollen wir hier nicht nochmal im Detail durchgehen.

Die wichtigsten Punkte kurz und knackig: Je nachdem, wie wir auf die Welt kommen, unterscheiden sich unsere Startbakterien. Das Mikrobiom von Kaiserschnitt-Kindern gleicht sich dabei mit zunehmenden Alter immer mehr an das natürlich geborener Kinder an.

Aber: Einen Unterschied, gerade in der „Widerstandsfähigkeit“ der guten Darmbakterien von Kaiserschnittkindern gibt es ein Leben lang Unterschiede.

Manchmal ist es bei Schwangeren notwendig, dass sie kurz vor der Geburt mit einem Antibiotikum behandelt werden müssen. So wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich das Baby mit krankmachenden Bakterien ansteckt (z.B. Streptokokken).

Aber nicht nur die schlechten Bakterien werden reduziert, sondern auch die Bakterien der vaginalen Flora. Natürlich geborene Kinder haben dann den Nachteil, dass die notwendigen Starterbakterien fehlen.

Unterschiede beim Darmmikrobiom bei gestillten Kindern und “Flaschen”Kindern

Stillen fördert vor allem Bifidobakterien, die gegen krankmachende Bakterien schützen können. Muttermilch ist dabei die Hauptquelle der Bifidobakterien. Gerade am Anfang ist die Bakterienvielfalt gestillter Kinder nicht besonders hoch.

Im Gegensatz dazu ist die Bakterienvielfalt von Kindern, die mit Flaschennahrung großgezogen werden, vielfältiger. Mit dieser Vielfalt steigt aber auch die Wahrscheinlichkeit, dass sich krankmachende Bakterien ansiedeln.

Wie bereits erwähnt, sind die Darmbakterien gestillter Kinder stabiler, wohingegen die der Flaschenkinder zwar vielfältiger, aber weniger stabil sind.

Diese Unterschiede können im weiteren Leben, in Kombination mit unseren Genen und unserer Ernährung, eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Erkrankungen (oder eben nicht) spielen.

Literatur: Gut Microbiota Development: Influence of Diet from Infancy to toddlerhood – M. Laursen, Annals of Nutrition and Metabolism, 2021

# 5 – Jedes Medikament kann unser Mikrobiom beeinflussen

Antibiotika möglichst selten, kurz und hoffentlich nicht im ersten halben Lebensjahr

Dass Antibiotika unser Mikrobiom beeinflussen, steht wahrscheinlich außer Frage. Wir nutzen Antibiotika, um krankmachende Bakterien zu entfernen. Natürlich werden dabei auch die guten Bakterien minimiert.

Je länger wir dabei das Antibiotikum/die Antibiotika einnehmen, umso stärker werden die (langfristigen) Effekte auf unsere Darmbakterien sein.

Die gute Nachricht: Nach einer kurzen Antibiotika-Therapie schafft es unser Mikrobiom ganz gut, sich selbstständig und relativ schnell wieder herzustellen.

Es wird dabei aber immer Bakterienarten geben, die vollends durch das Antibiotikum beseitigt wurden. Jede Antibiotikagabe führt daher zu einer verringerten Vielfalt in unserem Darm.

Bei langanhaltender Antibiotikatherapie muss daher unter Umständen nach der Behandlung über eine unterstützende Behandlung zum Aufbau des Mikrobioms nachgedacht werden.

Neuere Untersuchungen haben zudem gezeigt, dass eine Antibiotikagabe in den ersten sechs Lebensmonaten dramatische Auswirkungen auf das Mikrobiom und die Gesundheit im späteren Leben hat.

Der massive Eingriff in das sich entwickelnde Mikrobiom führt dazu, dass die Bakterienvielfalt und die Widerstandsfähigkeit der Bakterien dramatisch verringert ist. Dies kann dazu führen, dass sich im späteren Leben entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn oder Colitis Ulcerosa bilden.

Pantoprazol und andere Protonenpumpeninhibitoren verändern ebenfalls das Mikrobiom

Können auch Medikamente zu Veränderungen des Mikrobioms führen? Zum Beispiel solche, die wir nehmen, um unseren Magen zu schützen?

Sogenannte Protonenpumpeninhibitoren (PPI), wozu Pantoprazol zählt, sind die Medikamente, die weltweit am meisten genutzt werden. Sie werden genommen, um säurebedingte Störungen des Verdauungstraktes zu behandeln.

Eine weitere Anwendung ist die zeitgleiche Gabe dieser Protonenpumpeninhibitoren mit Medikamenten/Schmerzmitteln, die eine entzündungshemmende, schmerzstillende und fiebersenkende Wirkung haben. Sie werden u.a. zur Behandlung von Rheuma eingesetzt.

Diese nicht-steroidalen Antirheumatika (engl. non-steroidal anti-inflammatory drug, NSAID), zu denen Diclofenac oder Acetylsalicylsäure (ASS) gehören, können bei langer Einnahme zu Magen-Darm-Erkrankungen oder Blutungen führen. Und davor soll beispielsweise Pantoprazol helfen.

Wie wirken sich PPI auf unsere Darmflora aus?

Halten wir zunächst die Veränderungen fest, die durch PPIs auf das Mikrobiom erfolgen können:

• verringerte Vielfalt
• Veränderungen der Bakterienstämme
• je höher die Dosierung, umso stärker die Veränderungen

Die Wirkung von PPIs ist dabei vielfältig. So greifen diese beispielsweise in den Stoffwechsel der Bakterien ein. Einigen geht es damit ziemlich gut, andere wiederum kommen damit nicht klar und sterben ab. Eine Verschiebung der Bakterien und eine verringerte Vielfalt sind die Folge.

Eine Aufgabe der PPI ist es, den Magen vor übermäßiger Säureproduktion zu schützen. Eine bereits durch andere Medikamente angegriffene Magenschleimhaut kann viel einfacher durch die Säure zusätzlich gestört werden.

Normalerweise schützt unsere Magensäure den Magen davor, dass sich Bakterien hier ansiedeln können (eine Ausnahme bildet hier das Bakterium Helicobacter pylori). Der saure pH-Wert von 2 (vergleichbar mit Cola!) hindert die Bakterien am Wachstum.

Dadurch, dass durch die PPIs nun aber der pH-Wert im Magen weniger sauer ist, können sich Bakterien, beispielsweise der Mundflora, dort vermehren und ausbreiten. Da der Magen nicht für eine Besiedelung mit Bakterien ausgelegt ist, kann es zu entzündlichen Reaktionen kommen (da das Immunsystem versucht, Herr der Lage zu werden).

Gehen wir weiter zum Darm. Es wurde zudem beobachtet, dass die PPI die Kolonisationsresistenz herabsetzen. Wir erinnern uns: Das war der Zustand, wenn die ganzen guten Bakterien einen Teppich auf unserer Darmschleimhaut bilden und uns somit vor den krankmachenden Bakterien schützen.

Ist die Kolonisationsresistenz gestört, haben die pathogenen Bakterien ein einfacheres Spiel, sich auszubreiten, zu vermehren und Krankheiten zu verursachen.

Werden PPI verstärkt im Kindesalter eingenommen, so konnten dauerhafte Veränderungen des Mikrobioms beobachtet werden. Diese Veränderungen können später im Leben zu Übergewicht führen.

Drum prüfe, was sich eventuell ewig bindet oder: Alles kann einen Einfluss auf unser Mikrobiom haben

Vielleicht gehts dir wie mir nach diesen ganzen Informationen: Mist, wir sind gear***t! Denn ganz ehrlich: So ziemlich ALLES scheint unser Mikrobiom zu beeinflussen.

Die Moral von der Geschicht’? Scheinbar sollten wir uns zurück auf eine gesunde Ernährung ohne stark prozessierte Nahrung besinnen. Und uns sportlich betätigen.

Aber, und vielleicht geht es dir da auch so wie mir: Das ist manchmal gar nicht so leicht und die Versuchungen sind groß!

Wahrscheinlich sollten wir daher häufiger innehalten und den Nutzen abwägen: Habe ich gerade wirklich Bedürfnis nach der Schoki oder klappts auch mit der Banane? Muss ich Antibiotika wirklich bei jedem Infekt nehmen?

Natürlich möchte ich hier notwendige Einnahmen nicht kritisieren oder schmälern. Nur sind vielleicht einige Anwendungen nochmals genauer zu hinterfragen.

Hier also nochmal die wichtigsten Erkenntnisse auf einem Blick:

• Luftverschmutzung (Kohlenstoffmonoxid, Stickstoffdioxid, Ozon) und Bisphenol A setzen die Darmbarrierefunktion herab
  • die Vielfalt der Bakterien nimmt daraufhin ab
  • wichtige Metabolite der guten Bakterien werden nicht oder kaum mehr gebildet (z.B. SCFA)
• Nanopartikel, die in Lebensmitteln und Kosmetika z.B. zum Haltbar machen zu finden sind, verringern die bakterielle Vielfalt (abtöten) oder setzen ihre Aktivität herab
• Ausdauersport fördert unser Mikrobiom, Rauchen hemmt es (die Kombination aus Sport/Rauchen + Ernährung + Gene ist hier nicht zu vernachlässigen)
• gestillte Kinder haben ein nicht so vielfältiges, dafür sehr stabiles und widerstandsfähiges Mikrobiom; Flaschennahrung fördert die Vielfalt der Darmbakterien
• Antibiotika, gerade im ersten halben Lebensjahr, beeinflussen das Mikrobiom enorm!
• Protonenpumpeninhibitoren (PPI), z.B. Pantoprazol, die zum Schutz unseres Magens genommen werden, verändern die Bakterienvielfalt und lassen bestimmte Bakterienarten absterben
  • durch PPI können sich Bakterien (durch den verringerten Säuregehalt im Magen) im Magen aus dem Mund ansiedeln und ggf. Erkrankungen hervorrufen

Mich interessiert: Welcher äußere Einfluss auf unser Mikrobiom beschäftigt dich am meisten?

Im nächsten Blogbeitrag schauen wir uns dann genauer an, wie wir unser Mikrobiom positiv beeinflussen können, sprich: es (wieder) aufbauen. Das Hauptaugenmerk wird dabei auf unserer Nahrung liegen.

Bis dahin
Deine Isabell