Mikrobiom: Blick ins FaecesBook

7. September 2012
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Knapp 200 verschiedene Bakterienarten sind normalerweise im Darm zu Hause. Ihre Zusammensetzung bestimmt nicht nur die geregelte Verdauung, sondern auch über Krankheiten anderer Organe und schließlich auch über die Persönlichkeit des Wirts.

Abgeschlossen von allem Bösen der Aussenwelt haben Föten rund neun Monate Zeit, sich auf Gefahren jenseits des Geburtskanals vorzubereiten. Ganz abgeschlossen und steril scheint das Gebärmutter-Zimmer aber doch nicht zu sein, wenn sich die Ergebnisse spanischer Mikrobiom-Forscher bestätigen. Pilar Francino von der Universität von Valencia und ihre Kollegen fanden nicht nur im Mekonium von Mäusen eine gut entwickelte Bakteriengesellschaft, sondern auch bei den ersten Exkrementen von rund 20 menschlichen Neugeborenen. Nicht alle haben dabei die gleichen Kommensalen. Bei einigen sind laktatproduzierende Mikroben in der Mehrheit, bei anderen Enterobakterien.

Fötenentwicklung mit Mikrobiom nach Maß?

Ist das wichtig? Ja, denn das Treiben der Einzeller in unserem Körper scheint unser Leben vom Kreisssaal bis zum letzten Atemzug zu bestimmen. Noch nach 4-7 Jahren lassen sich die Konsequenzen der ersten Besiedlung feststellen. Milchsäurebakterien sorgen bei den Kindern eher für Asthmaanfälle, währen E.coli und Co eher Ekzeme begünstigen. Immer mehr verdichten sich die Hinweise darauf, dass Bakterien die Plazentaschranke überwinden und das spätere Verdauungssystem des Heranwachsenden schon während der Schwangerschaft besiedeln. Einen weiteren Mikrobenschub gibt die Geburt selber dem Säugling mit. Je nach Vaginalgeburt oder Kaiserschnitt bestimmt die vaginale oder Hautflora der Mutter die Besiedlung im jungen Darm. Lactobacillus johnsonii sorgt normalerweise dort für die Milchverarbeitung. Bei der Schwangerschaft findet es sich auch in der Vagina, um dann bei der Geburt den Wirt zu wechseln. Dem Säugling hilft es dann vom ersten Augenblick an beim Zugang zur Muttermilch.

Schon jetzt nutzt etwa Nestle diesen Keim in seinen probiotischen Joghurts. Nicht allzu viel Phantasie ist notwendig, sich eine mikrobielle Analyse des ersten Darminhalts eines neuen Erdenbewohners der Zukunft vorzustellen. Je nach Krankheitsrisiko gibt es dann die maßgeschneiderten Zusätze zur Milch von der Brust. Eines Tages vielleicht sogar schon beim Ernährungsplan der werdenden Mutter. „Wir könnten dann vorsorgen, dass die Bakterien noch vor der Geburt des Föten am Zielort sind“, meint Pilar Francino.

Fettleibig durch falschen Enterotyp

Aus dem Biochemie-Labor des Europäischem Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBO) stammen neue Erkenntnisse zu „Enterotypen“, die Peer Bork und seine Mitarbeiter aus ganz Europa letztes Jahr in „Nature“ publizierten. Sie sequenzierten das komplette Metagenom von rund zwei Dutzend Probanden aus den entsprechenden Fäzes-Proben. Drei unterschiedliche Besiedlungsmuster kristallisierten sich aus den Daten heraus, je nachdem, ob sich in den Proben vor allem Mikroorganismen der Sorte „Bacteroides“, Prevotella oder Ruminococcus fanden. „Sie sind vergleichbar mit den Blutgruppen“ beschreibt der Forscher seine Einteilung der Untersuchten nach Enterotypen. Der „Bacteroides-Typ“ sollte demnach bei seiner Nahrungsaufnahme aufpassen. Seine Darmflora macht aus dem Nahrungsbrei große Mengen an Kohlehydrate für den Körper verfügbar, der daraufhin dazu neigt, Speck anzusetzen. Die beiden anderen Typen scheiden dagegen mehr an unverdautem Zucker aus und haben damit weniger Gewichtsprobleme.

Dass neben den genetischen Anlagen zur Fettleibigkeit auch unsere Darm-Untermieter ein entscheidendes Wort dabei mitreden, zeigen Versuche an Mäusen, die zuerst fettarme pflanzliche Nahrung bekamen und erst mit dem Wechsel zu reichhaltiger „Western Diet“ eine dementsprechend füllige Statur entwickelten. Transferierte man die Darmflora dieser Mäuse in den Verdauungsapparat steril aufgezogener Artgenossen, die vegetarische Kost im Futternapf hatten, half auch kalorienreduziertes Fressen nicht mehr. Die Mäuse wurden dick.

Glücklich ist, wer richtig isst.

Wer in unserem Darm haust, bestimmt aber nicht nur mit, für welche Krankheiten wir besonders anfällig sind, sondern auch über die Entscheidungen, die im Gehirn fallen. Versuchstiere, die in steriler Umgebung aufwachsen, haben nicht nur Stoffwechselprobleme, sondern benehmen sich auch recht merkwürdig. Stephen Collins von der kanadischen McMaster Universität in Ontario beschreibt seine Labormäuse folgendermaßen: „Sie reagieren unkontrolliert und haben Lernschwächen.“ Bekommen sie den fertigen Mikrobencocktail in den Darm, benehmen sie sich auch wieder genau wie ihre „unsterilen“ Artgenossen. Allein durch solche Transfers lassen sich auch Charaktereigenschaften zwischen verschiedenen Züchtungen übertragen. So wurden etwa aus friedlichen BALB/c-Mäusen aggressive Nager, wenn sie den Darminhalt von angriffslustigen Swiss-Mäusen bekamen. Je nach Nahrungsangebot und damit entsprechender Flora verändert sich im Mäusegehirn der Spiegel an GABA-Rezeptoren und Kortikosteroiden. So sorgt etwa Lactobacillus rhamnosus für Stressresistenz und weniger Ängstlichkeit. Antibiotika bewirken dort eine Veränderung des Nervenwachstumsfaktors BDNF. „Persönlichkeit ist etwas recht Kompliziertes.“, meint auch der Mikrobiom Spezialist James Kinross vom Londoner Imperial College, „Was Du bist, hängt nicht allein von Mikroben ab, aber sie spielen sicher eine Rolle in der Entwicklung unseres Charakters.“

Darmtherapie: Fäkaltransplantate aus der Gefriertruhe

Vielleicht gehen wir Zeiten entgegen, in denen Kinder je nach Wunsch verschiedene Bakteriensuspensionen oder entsprechende Nährstoffe für den Zoo in ihrem Darm bekommen. Bei Darmbeschwerden sind Fäkaltransplantationen inzwischen nichts Ungewöhnliches mehr. (DocCheck berichtete). Meistens sorgen sie dafür, den unerwünschten Keim Clostridium difficile aus seinem Habitat zu vertreiben. Inzwischen lassen sich die entsprechenden „Spenden“ für die spätere Übertragung einfrieren oder sogar gewünschte Bakterien daraus extrahieren, sodass in Kürze auch der „Ekel-Faktor“ wegfällt, der Patienten und Ärzte von solchen Prozeduren abhält. Während die Lebensmittelbranche große Finanzmittel für das Marketing ihre probiotischen Produkte aufwendet, dürften diese medizinischen Therapieansätze erst eingehend in Studien getestet werden, bevor sie in der Klinik zur Routine werden.

Auch im letzten Abschnitt unseres Lebens spielen unsere Untermieter eine wichtige Rolle bei Gesundheitsfragen. Erst vor einigen Wochen berichtete ein „Nature“-Paper über die Beziehungen zwischen Agilität und Bakterienvielfalt. Peter O‘Toole aus dem irischen Cork untersuchte knapp 180 Senioren im Alter um die 78 Jahre und fand je nach Mikroben-Komposition verschiedene Gruppen, die zunehmende Gebrechlichkeit anzeigten. Anhand des Bakterienbilds konnte er die Senioren entweder einem Pflegeheim oder dem Leben in der Gemeinde zuordnen. Grundsätzlich setzt sich die Darmflora im Alter aus mehr unterschiedlichen Spezies als bei Jüngeren zusammen. Lässt jedoch die Diversität nach, wird aus dem rüstigen schnell ein pflegebedürftiger Mensch.

Schweine mit humaner Darmflora

Der Mensch beherbergt in seinem Darm rund 160 -200 Bakterienarten. Sie produzieren mehr als ein Drittel der kleinen Moleküle, die sich im menschlichen Blut wiederfinden. Mehr als 100 Millionen Dollar gibt die staatliche amerikanische Gesundheitsforschung mit dem „Human Microbiom Project“ aus, um das menschliche Mikrobiom zu entschlüsseln. Auch die EU betreibt mit MetaHIT (Metagenomics of Human Intestinal Tract) ähnlich große Anstrengungen. Inzwischen gibt es auch schon Schweinemodelle, in die sich die menschliche Darmflora transferieren und vor Ort analysieren lässt. Peer Bork von EMBO Heidelberg setzt dagegen auf „Social Networks“, um im Darm einen besseren Durchblick zu bekommen. „my.microbes.eu“ soll in einigen Jahren rund 5000 Teilnehmer zusammenbringen, die sich für ihr Innenleben interessieren und sich damit Aufklärung über mögliche Beschwerden erhoffen. Teilnehmer mit ähnlichem Profil können rund um die Welt Kontakt miteinander aufnehmen und sich so über Erfahrungen und wohltuende Behandlungen austauschen.

Wer allein die Statistik der Zellzahlen des Menschen betrachtet, wundert sich längst nicht mehr darüber, welche Auswirkungen Veränderungen in unserem Darm auf unseren gesamten Organismus haben. Schließlich bestehen wir zu 90 Prozent aus Bakterien.

123 Wertungen (4.75 ø)

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11 Kommentare:

Apotheker

Sehr spannende, wenn auch (zumindest für die beteiligten Wissenschaftler) etwas unappetitliche Forschung!
Ist das Fazit daraus (sinngemäß nach dem Spruch “one apple a day keeps the doctor away”), dass es in Zukunft bei vielen Erkrankungen reicht, einen speziellen Bakteriencocktail verabreicht zu bekommen, um ein “besserer” Mensch zu werden?
Steht in 20 Jahren im Kühlregal ein Joghurt gegen Demenz neben dem gegen Aggressivität oder Asthma? Die Krankenkassen würden sich sicherlich freuen…!

#11 |
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Dass wir zu 90 % aus fremden Zellen bestehen (und wieviele Viren kommen noch dazu? Und wieviel Prozent der “eigenen Zellen” entfallen nur auf’s Gehirn?) – diese neue Erkenntnis verändert doch sehr das traditionelle Menschenbild. – Soeben haben die Philosophen den Anteil der Gefühle an unseren Handlungen entdeckt (“Die Zeit” vom 6. 9. 2012), und nun auch noch das!
“Wenn du denkst, du denkst, dann denkst du nur, du denkst” – jetzt spielen also auch noch die Darmbakterien ins Konzert unserer mentalen Prozesse mit hinein…

#10 |
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zu Beitrag 7: Ja, das ist richtig. U.a. wird die Kalorienaufnahme vom Verhältnis der Firmicuten/Bacteroides bestimmt. Es gibt bereits Präparate, die in der Lage sind das zu beeinflussen und somit zum Gewichtsverlust beitragen.
zu Beitrag 5 und 9: Natürlich verändern Konservierungsstoffe und “Schutzatmosphäre” (=Giftgas, das Bakterien und Pilze abtötet; die entsprechenden Räume dürfen von Menschen erst nach mehreren Stunden Lüften oder in Schutzanzügen mit Atemmasken wieder betreten werden)unsere Dramflora nachhaltig.

#9 |
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BI Bernd Rathgeber
BI Bernd Rathgeber

Ich stimme dem Beitrag Nr. 5 zu. Jedoch möchte ich noch anmerken,dass aus meiner Sicht auch die “klinisch rein” unter Schutzathmosphäre verpackten Lebensmittel da mit eine Rolle spielen. Man werfe einen Blick über den großen Teich. Dort gibt die FDA schon seit Jahrzehnten über strenge Lebensmittelgesetzte vor, wie hygienisch Produkte hergestellt werden müssen. Dort hat man die Fettleibigkeit, Diabetes .. schon sehr lange. Bei uns sind mittlerweile ähnliche verhältnisse und interessanter weise hält die Wurst und der Käse im Kühlschrank auch viel länger als noch vor 10 Jahren, obwohl der Kühlschrank und die Temperatur im Kühlschrank immer noch der gleiche ist. :)

#8 |
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Whistleblowing!!! FaecesBook??? jetzt aber schnell: Asyl in para-guay beantragen.

#7 |
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Sicher ist unser alter, allzu chemischer Ansatz der Bestimmung des Kaloriengehalts von Lebensmitteln zu einfach. Aber verstehe ich den Artikel richtig, dass je nach Darmflora die gleichen Lebensmittel für den Esser einen unterschiedlichen Kaloriengehalt entwickeln? Etwa nach dem Schema: Ich und meine dicke Nachbarin essen je eine Portion Wirsingkohl. Bei mir kommt die Zellulose wieder raus, und bei ihr verwandelt sie sich in resorbierbare Zucker? Es wäre interessant zu sehen, wie solche Varianten in der Welt verteilt sind. Es wäre ja zu erwarten, dass Gebiete mit traditionell eher tierischer Nahrungsgrundlage weniger Personen mit solcher Darmflora aufweisen, oder?

#6 |
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Ein sehr guter und informativer Beitrag, Herr Lederer. Danke!
Die beudeutung der Damflora ist j aschon länger bekannt, erst in den letzte Jahren wird hier kräftig geforscht.
Wären doch erst die Krankenkassen so weit, die entsprechenden Präparate zu erstatten. Eine riesige Zahl von chronischen Krankheiten, Autoimmunerkrankungen und sogar psychischen Störungen (neuere Studien sprechen z.B. von einer Beteiligung der Darmflora zwischen 50 und 96 Prozent an der Entstehung von Depressionen) ließen sich nebenwirkungsfrei und einfach behandeln und verhindern. Das zeigt auch die eigenen Erfahrung.

#5 |
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Hans-Joachim Herrmann
Hans-Joachim Herrmann

Sehr informativ

#4 |
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dr. med.dent. Wolfgang Stute
dr. med.dent. Wolfgang Stute

Man sollte die Erstbesiedlung des neuen Erdenbürgers nicht dem Zufall der fraglichen Besiedlung des Vaginal-/Hautbereiches der Mutter überlassen , sondern eine bewußte Darmkeimimpfung vornehmen . Bakterienkulturen pro neonat.u. infantibus sind bekannt u. wurden erfolgreich angewendet .Sie stabilisieren auch das Mundmilieu .

#3 |
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PD Dr. Hartmut Grimm
PD Dr. Hartmut Grimm

..ich gebe Herrn Kauer Recht: der umgekehrte Blick auf die Flora kann (muss) doch auch sein: weil die Enzym-/Immunlage und/oder auch die Ernährung unterschiedlich ist, entwickelt sich die Flora unterschiedlich!

#2 |
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Dr. Martin Kauer
Dr. Martin Kauer

… Nicht zu vergessen: die Besiedlung des allerobersten Teiles des Verdauungstraktes – der Mundhöhle. Hier ist die Diversität noch höher und doch gleichzeitig noch spezifischer! Wie schön wäre es wenn die bequeme Unwahrheit wahr würde und die Keimbesiedlung ausschließlich Produkt der Hygienebereitschaft (und -fähigkeit) des Individuums wäre! Mehr als uns lieb ist bestimmt die genetische Prädisposition (und hier insbes. die Immunphysiologie!) des Wirtes eine regelrechte “Selektion” div. Bakterienstämme und Cluster, die bei Licht betrachtet nicht das ausschließliche Ergebnis einer “Infektion” sein können, sondern vielmehr ubiquitär sind und ihre teilweise massenhafte Vermehrung einzig einer sehr speziellen Ökologie verdanken!

#1 |
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