1. Was ist eigentlich das Mikrobiom?
Die Definition "Mikrobiom" wurde erstmals 1988 von Whipps et al. vorgeschlagen und enthält basierend auf aktuellen Fortschritten selbst nach 35 Jahren relevante Punkte.
‘‘A convenient ecological framework in which to examine biocontrol systems is that of the microbiome. This may be defined as a characteristic microbial community occupying a reasonably well defined habitat which has distinct physio-chemical properties. The term thus not only refers to the microorganisms involved but also encompasses their theatre of activity.”
Die Mikrobiota besteht aus der Gesamtheit von Mikroorganismen, die verschiedenen Reichen angehören, darunter Prokaryoten, wie Bakterien und Archaea und Eukaryoten, wie Protozoen, Pilzen und Alge.
2. Ist es richtig, dass der Mensch ein komplexes Ökosystem ist?
Ja, und ob! Das menschliche Mikrobiom besteht aus 10-100 Billionen symbiotisch mikrobieller Zellen, hauptsächlich im Darm lokalisiert. Ein Vergleich der Zellzahlen ergab, dass unsere Mikroben unsere eigenen Körperzellen mit einem Faktor von 1,3:1 übertreffen. Das Gewicht dieser Mikroben beträgt ungefähr 1 bis 3 % des Körpergewichtes, bei einer 60 kg-schweren Person sind das 0,6-1,8 kg.
3. Kann der menschliche Körper ohne sein Mikrobiom funktionieren?
Der menschliche Körper ist ein komplexes Ökosystem, von dem lange angenommen wurde, dass es in der Lage ist, als seine eigene physiologische Insel zu existieren. Aber wir lagen falsch:
Ohne die Billionen von Mikroben, mit denen wir unseren Körper teilen, würden wir uns schwer tun, wichtige Nährstoffe abzubauen, Signale vom Körper bezüglich unseres Zustands von Hunger oder Sättigung zu empfangen oder unser Immunsystem in Schach zu halten.
4. Wie individuell ist unser Mikrobiom?
Interessanterweise ist es das Mikrobiom, das jeden Menschen so einzigartig wie einen Fingerabdruck macht: vergleicht man den menschlichen Genkatalog mit unserem Mikrobiom, sieht unsere genetische Vielfalt ziemlich blass aus. Allein im Darm, wo der Großteil unseres Mikrobioms lebt, existieren 3,3 Millionen Gene im Vergleich zu nur 23.000 Genen im humanen Genom. Wir Menschen sind einander genetisch zu 99,9% identisch, während das Mikrobiom jedes einzelnen sich zu 80-90% von den anderen unterscheidet.
5. Wo genau leben die Bakterien?
Die Bakterien leben überall, wo unser Körper der Umwelt ausgesetzt ist, wie zum Beispiel auf der Haut, im Mund, in der Vagina, in den Atemwegen oder im Darm.
Mehr dazu: Hier lebt dein Mikrobiom
6. Wie entwickelt sich unser Mikrobiom?
Während der Geburt und dem Stillen sammeln wir die mütterlichen Bakterien auf. Dann geht es weiter mit beiden Elternteilen, den Großeltern, Geschwistern, Haustieren und der Umwelt selbst, welche voll mit Mikroben ist.
Während der ersten beiden Lebensjahre reift das Mikrobiom beinahe zum Erwachsenenstadium heran. Während dieser Zeit und darüber hinaus spielt die Ernährung eine Schlüsselrolle bei der Zusammensetzung des Mikrobioms. Gestillte Kinder und Flaschenkinder zeigen starke Unterschiede in der Besiedelung ihrer Darmflora. Mit jeder Einführung eines neuen Nahrungsmittels ändert sie sich maßgeblich und wird mit der Zeit immer bunter.
7. Führt eine Schädigung des Mikrobioms zu Allergien?
Unser Immunsystem befindet sich in einem konstanten Balanceakt zwischen Abwehr und Toleranz. Diesen Balanceakt kann unser Immunsystem nur mit Hilfe von Mikroorganismen stemmen. Die Mikroben bringen unserem Immunsystem bei, welche Zellen bekämpft und welche in Ruhe gelassen werden sollen.
Es wurde entdeckt, dass ein sehr häufig vorkommender Mikroorganismus namens Bacteroides fragilis regulatorische T-Zellen ankurbelt. Diese wiederum halten die pro-inflammatorischen T-Zellen davon ab, zu aggressiv zu werden. Bakterien helfen also dem Immunsystem, nicht auf Zellen zu reagieren, welche unserem Körper gar keinen Schaden zufügen!
Wenn diese Bakterien fehlen, überreagieren wir auf alles Mögliche und bekommen z.B. Allergien oder Asthma.
8. Warum haben wir unser Mikrobiom so lange ignoriert?
Normalerweise denkt man bei Bakterien immer an pathogene, also krankmachende, Bakterien. Darum hat sich auch die Wissenschaft sehr auf diese schädlichen Bakterien fokussiert und die „guten Jungs“ ignoriert.
Der Grund, sagt der Biologe Sarkis K. Mazmanian vom California Institute of Technology, ist unsere verdrehte Sicht auf die Welt. „Unser Narzissmus hat uns gebremst; wir dachten, wir hätten bereits alle Funktionen, die wir für unsere Gesundheit benötigen” sagt er. „Nur weil Bakterien fremd sind, nur weil wir sie erst während unseres Lebens erwerben, sind sie nicht weniger ein wesentlicher Bestandteil von uns.“
Ein weiterer Grund war die fehlende moderne Technik. Obwohl es erste Studien zum Mikrobiom schon 1680 von Antonie von Leewenhoek gab, der zwischen fäkalen und oralen Bakterien bemerkenswerte Unterschiede feststellte, gab es zu der Zeit noch keine adäquaten Methoden, um das Mikrobiom vollständig zu analysieren. Heute erlauben moderne molekularbiologische Techniken die Isolierung und Charakterisierung aller Bakterien, auch der schwer zu züchtenden anaeroben Bakterien. Das gibt uns die Möglichkeit zu verstehen, was diese Bakterien alles Gutes für uns tun!
9. Wie kann ich mein Mikrobiom schützen?
Die größte Bedrohung für unser Mikrobiom stellt der weitverbreitete Gebrauch von Antibiotika dar. Antibiotika retten sehr viele Leben, werden jedoch zu häufig ohne Bedacht oder als Prophylaxe ohne zwingende medizinische Indikation angewandt.
Antibiotika unterscheiden leider nicht zwischen den guten und den schlechten Bakterien.
Anders gesagt kannst du dein Mikrobiom schützen, indem du Antibiotika und andere antibakterielle Substanzen vermeidest, abwechslungsreich isst und etwas mehr Dreck in dein Leben lässt!
10. Kann ein geschädigtes Mikrobiom zu Übergewicht führen?
Unsere Ernährung beeinflusst unser Darm-Mikrobiom durch die Förderung von Bakterien, die Nährstoffe aus unserem Essen entweder besser oder schlechter verwerten können. Der Genuss von sehr fetthaltigen Produkten reduziert die Diversität und Menge der Darmbakterien und unterstützt die Vermehrung von Bakterien, die eine schnelle Fettablagerung begünstigen. Wurden sterile Mäuse mit dem Mikrobiom von fettleibigen Mäusen kolonisiert, stellte man eine Tendenz zu schnellerer Fettablagerung fest im Vergleich zu sterilen Mäusen, die das Mikrobiom von schlanken Mäusen erhielten. Unser Mikrobiom im Verdauungstrakt sagt uns, wann wir essen sollen. Die Bakterien in unserem Magen, genannt Helicobacter pylori, sind an der Appetitregulation beteiligt. Neben der Regulation des Säuregehalts im Magen bewirkt dieses Bakterium eine Abnahme des Hormons Ghrelin, welches den Appetit reguliert. Fehlt dieses Bakterium, kommt es zu einer erhöhten Ghrelin-Produktion und damit zu einem größeren Appetit. Helicobacter pylori wurde als potentieller Verursacher von Magengeschwüren bei dafür anfälligen Personen beinahe vollständig durch Antibiotika eliminiert. Waren beispielsweise vor zwei bis drei Generationen noch 80% der US-Bürger Träger von Helicobacter pylori, sind jetzt nur noch weniger als 6% der amerikanischen Kinder mit diesem Keim besiedelt. Dies könnte auch eine Erklärung für die erhöhte Fettleibigkeitsrate in den Vereinigten Staaten sein.
