Mikrobiom

Das Mikrobiom bezeichnet die Gesamtheit aller den Menschen besiedelnden Mikroorganismen, die sich zum Großteil aus Bakterien zusammensetzen. Der Begriff wurde von Joshua Lederberg in Anlehnung an den begriff des Genoms geprägt, da die Mikroflora des Menschen als Teil des menschlichen Stoffwechselsystems maßgeblichen Einfluss auf den Menschen hat. Die Mikrobiomforschung ist, bedingt durch moderne Analysemethoden, in den letzten Jahren als neue Forschungsrichtung entstanden, bei der vor allem erforscht wird, welchen Einfluss das Darmmikrobiom auf die Gesundheit, das Immunsystem und auch die Gehirnfunktionen ausübt. Billionen Bakterien besiedeln die Mundhöhle, die Haut und den Darm, wobei das gesamte Mikrobiom nach Schätzungen etwa eineinhalb Kilogramm wiegt, also die Gesamtheit aller auf und in uns lebenden Bakterien. Die Mikrobiomforschung untersucht aktuell auch die Verbindungen zwischen Menschen, Tieren, Pflanzen und der Umwelt, also Beziehungen, von denen man bisher nicht ahnte, dass sie überhaupt existieren. Da sich viele Bakterien im Labor nicht züchten lassen wie etwa die meisten Darmbakterien, wendet man indirekte Methoden an, um diese zu identifizieren. So nutzt man dazu einen Teil ihres Erbguts, die 16S ribosomale RNA, denn dieser Abschnitt kommt in allen Bakterien vor und unterscheidet sich geringfügig von Art zu Art. Indem man die DNA aus einer Probe isoliert, diese wie üblich sequenziert und visualisiert, kann man die Daten mit entsprechenden Analysemethoden vergleichen. Studien an Ureinwohnern wie den Hadza und den Yanomami haben gezeigt, dass das menschliche Mikrobiom erheblich an Vielfalt verloren hat.

Etwa 100 Billionen Mikroorganismen bevölkern jeden einzelnen Menschen, wobei die meisten so klein sind, dass man sie nur unter einem sehr starken Mikroskop sehen kann, wobei in jedem Gramm Stuhl mehr Bakterien als Menschen auf der Erde leben. Man schätzt, dass es 1000 bis 1400 verschiedene Arten gibt, wobei sie nach Schätzungen mehr als drei Millionen Gene in die Lebensgemeinschaft mit den Menschen einbringen und das humane Erbgut um lebenswichtige Fähigkeiten erweitern. Sie konkurrieren dabei untereinander um Platz und Nahrung, arbeiten aber auch zusammen, stehen unter dem Einfluss ihrer Umwelt und geraten unter Stress, wenn das ökologische Gleichgewicht gestört wird, etwa durch Medikamente oder falsche Ernährung. Es hat sich gezeigt, dass diese Mikroben einen großen Einfluss auf körperliche und seelische Gesundheit und Wohlbefinden haben.

Diese Bakterien des Mikrobioms beeinflussen also direkt und indirekt die menschliche Gesundheit, wobei sie dies nicht nur durch biochemische Fernwirkung tun, sondern in Zusammenwirken mit dem Immunsystems des Körpers, indem sie eine Kontrollinstanz für das Immunsystem darstellen. Es gibt zahlreiche Hinweise auf eine Verbindung zwischen chronischen Krankheiten und dem Mikrobiom, wobei die Ernährung einen wesentlicher Schlüssel auch zur Gesundheit des Menschen darstellt. Ein gut funktionierendes und ausgewogenes Darmmikrobiom ist für die Darmgesundheit und für ein optimal funktionierendes Immunsystem unabdingbar, denn Übergewicht, metabolische Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen und einige psychische Störungen können durch eine Unausgewogenheit im Mikrobiom des Darms ausgelöst werden.

Sampson et al. (2016) vermuten, dass die Darmbakterien Substanzen bilden könnten, die vom Darm resorbiert über die Blutbahn ins Gehirn gelangen, wobei  kurzkettige Fettsäuren wie Acetat, Propionat oder Butyrat im Verdacht stehen, die relativ rasch resorbiert werden. So wurde das Protein Alpha-Synuclein, dessen Ablagerung im Gehirn nach heutiger Kenntnis die Ursache der Parkinson-Erkrankung ist, auch im Darm und im Nervus vagus nachgewiesen, wobei einige Neuroanatomen vermuten, dass der Morbus Parkinson eine Prionen-Erkrankung ist, bei der mit der Nahrung aufgenommene Proteine über Nerven ins Gehirn transportiert werden, und dort eine fatale Kettenreaktion auslösen.

Kurioses: Die Bakterienvielfalt beim Menschen ist sehr groß, denn bis zu eintausend Bakterienarten leben etwa im menschlichen Darm, wobei Menschen zwar 99,9 Prozent des Genoms miteinander teilen, es aber beim Mikrobiom oft nur zehn Prozent sind. Küssende Menschen tauschen daher stets auch Keime und Bakterien aus, wobei etwa achtzig Millionen Mikroorganismen bei einem zehn Sekunden langen Kuss von Mund zu Mund wandern. Dadurch erhöht sich die Zahl der Immunzellen im Blut und stärkt so die Abwehrkräfte. Manche Biologen vermuten, dass Menschen beim Küssen aus gutem Grund den Mund, die Brustwarzen und die Geschlechtsorgane des Partners bevorzugt, denn hier sind besonders viele Mikroorganismen angesiedelt. Manche Forscher vermuten sogar auch, dass der Sexualtrieb nicht allein der Fortpflanzung dient, sondern auch der Aneignung einer vielfältigen Bakterienschar durch Körperkontakt, wodurch der eigene Organismus widerstandsfähiger wird. Bis zum Beginn des letzten Jahrhunderts wurde jedes Baby durch den Geburtskanal geboren und dabei zwangsläufig mit den Vaginalbakterien der Mutter benetzt, während Babys, die durch einen Kaiserschnitt geboren werden, stattdessen vordringlich mit den Hautbakterien der Mutter in Kontakt kommen und somit ein leicht höheres Risiko für Asthma und Übergewicht haben, wofür möglicherweise die unterschiedliche mikrobielle „Impfung“ dafür verantwortlich sein könnte.

Quellen

Charisius, H. (2014). 100 Billionen Freunde. DIE ZEIT Nr. 12 vom 13. März.
Heinrich, C. (2016). Tust du mir gut? DIE ZEIT Nr. 38 vom 8. September.
http://derstandard.at/2000047179118/Das-Mikrobiom-im-Darm-hat-an-Vielfalt-verloren (16-11-09)
Timothy R. Sampson, Justine W. Debelius, Taren Thron, Pernilla Wittung-Stafshede, Rob Knight & Sarkis K. Mazmanian (2016). Gut Microbiota Regulate Motor Deficits and Neuroinflammation in a Model of Parkinson’s Disease. Cell, doi.org/10.1016/j.cell.2016.11.018.




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