Die Mikrobiota, eine riesige unsichtbare Struktur, ist eines der populärsten und interessantesten Themen der medizinischen Welt der letzten Zeit. So sehr, dass die Zahl der Mikroorganismen in dieser Struktur bei jedem von uns 100 Billionen erreicht. Daher sind die Auswirkungen einer solchen überfüllten Struktur auf unsere Gesundheit und ihr Zusammenhang mit Krankheiten zu einem der am meisten untersuchten Themen der modernen Medizin geworden. Wir wollten diese Gemeinschaft mikroskopisch kleiner Organismen in unserem Körper genauer unter die Lupe nehmen.
Die Wissenschaft zeigt in zahlreichen Studien, dass Billionen von harmlosen Mikroorganismen, die bereits im menschlichen Körper existieren, mit Krankheiten und chronischen Erkrankungen in Verbindung stehen. So gibt es beispielsweise Studien über den Zusammenhang mit Fettleibigkeit, die immer häufiger auftritt. Natürlich ist die derzeitige Datenlage noch recht begrenzt. Dennoch scheint es, dass die Mikrobiologen von heute und in naher Zukunft viel mehr Zeit darauf verwenden werden, all diese Mikroorganismen in unserem Körper zu analysieren und ihre möglichen Zusammenhänge mit Krankheiten zu klären. Dank der heutigen Technologien können die in den Zellen jedes Lebewesens vorhandenen Gensequenzen sehr schnell abgelesen werden [Sequenzlesen, Sequenzierung, Ablesen der aus ACGT-Buchstaben (Basen)-Sequenzen bestehenden Gensequenzen]. Zunächst wurde das menschliche Genom, das aus 3x 109 Basen besteht, abgelesen, und jetzt kann die Sequenz (Basenfolge) aller Arten von Mikrobengenen sehr schnell, praktisch und kostengünstig abgelesen werden. Es ist leicht zu unterscheiden, welches Gen zu einem Menschen und welches zu einem anderen Organismus oder einer Mikrobe gehört. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel die Arten von Mikroben im menschlichen Darm – der sehr viele Mikroben enthält -, ihr Verhältnis zueinander, die Unterschiede zwischen kranken und nicht kranken Menschen und sogar Zusammenhänge wie fettleibige und nicht fettleibige, autistische und nicht autistische Menschen auf einfache Weise aufdecken und weitgehend vergleichen. Mit anderen Worten: Ausgehend von einer kleinen Probe der Mikroben des Darminhalts (Fäkalien) kann die gesamte dort vorhandene DNA/RNA gewonnen und anschließend mit speziellen Geräten «gelesen» und schnell ausgewertet werden. Trotz alledem stecken die verfügbaren Informationen über den Zusammenhang zwischen Mikrobiota und Krankheiten, wie bereits erwähnt, noch in den Kinderschuhen. Obwohl es vielversprechende Studienergebnisse für die Zukunft gibt, ist es noch zu früh, um auf der Grundlage der gewonnenen Daten Schlussfolgerungen zu ziehen.
Natürlich sollten wir uns darüber im Klaren sein, dass das Thema sehr brisant ist, aber es ist auch sinnvoll zu betonen, dass es einige Punkte gibt, die beachtet und nicht übertrieben werden sollten. In der Medizin gibt es ein großes theoretisches Defizit. Wir sprechen von einer «lebenden» Mikroumgebung, die bei jedem Menschen anders ist, die von Dutzenden verschiedener Parameter beeinflusst und verändert wird, wie dem genetischen Erbe jedes Einzelnen, den Lebens- und Ernährungsgewohnheiten der Familie, der Umgebung, in der er lebt, den Medikamenten, die er einnimmt. Betrachtet man jedoch die laufenden Studien und ihre Ergebnisse, so wird es in sehr kurzer Zeit ernsthafte Entwicklungen in Bezug auf die Rolle und die Auswirkungen der menschlichen Darmmikrobiota geben und wie diese zur Erklärung der zugrunde liegenden Ursachen und Mechanismen von Krankheiten und zur Diversifizierung der Behandlungsmöglichkeiten in vielen Krankheitsbereichen genutzt werden kann.
10-mal so viele wie unsere eigenen Zellen!
In der Tat können wir die Mikrobiota kurz als die Summe der Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Viren und Protozoenfamilien) definieren, die in unserem Körper leben und keine menschlichen Zellen sind. Wir wissen, dass die Gesamtpopulation dieser dicht gedrängten Lebensgemeinschaft, die mit uns in unserem Körper lebt und deren Zahl in Billionen ausgedrückt wird, mehr als 100 Billionen beträgt. Wenn wir sagen, dass ihr Gesamtgewicht etwa 2-3 Prozent unseres Körpergewichts ausmacht, können wir uns vielleicht vorstellen, mit welch großer Struktur wir es zu tun haben. Eine weitere überraschende Information ist, dass die Zahl dieser Zellen, aus denen unsere Mikrobiota besteht, zehnmal größer ist als die Zahl unserer eigenen Zellen.
Die Mikrobiota, unser «zweites Gehirn»?
Es ist nicht richtig, die Beziehung des Menschen zur Mikrobiota mit Hilfe einiger Begriffe zu definieren, die zu «Klischees» geworden sind. Es ist unbestreitbar, dass der menschliche Darm über ein einzigartiges Nervensystem verfügt. Wenn man davon ausgeht, dass der Darm eine sich selbst funktionierende Struktur ist und seine Funktion von den Veränderungen seines Inhalts beeinflusst wird, kann man sagen, dass er sein eigenes Gehirn hat. Aber wir sollten die Mikrobiota nicht mit diesem intestinalen Nervensystem verwechseln. Die Mikrobiota als «das zweite Gehirn unseres Körpers» zu bezeichnen, ist daher nicht ganz korrekt. Die Lebensweise, die die Mikrobiota und der menschliche Körper gemeinsam führen, ist eigentlich eine Art symbiotisches Leben. Dabei handelt es sich um eine Lebensform, bei der beide Parteien sich gegenseitig unterstützen und voneinander profitieren. Die Summe der Organismen innerhalb eines bestimmten Ökosystems (z. B. das gemeinsame Ökosystem von Mensch und Mikroben) wird als Holobiont (auch «Superorganismus» genannt) bezeichnet. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich um eine Lebensweise handelt, die durch gegenseitige Interaktion im menschlichen Körper aufrechterhalten wird!
Warum ist die Mikrobiota wichtig für unsere Gesundheit?
Diese Gemeinschaft nützlicher Mikroben, die in uns lebt, ist von großer Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen und die Erhaltung der Gesundheit. Genau wie ein Fingerabdruck hat jede unserer Mikrobiota eine einzigartige Struktur. Allerdings ist ihr Standort in jedem Körper derselbe. Jeder Mikroorganismus in der Mikrobiota lebt an Orten, die für seine eigenen Vermehrungsmerkmale in unserem Körper geeignet sind. Unsere Haut, die Mundhöhle, die Atemwege, der Genitalbereich, die Harnwege und natürlich unser Verdauungssystem. Hervorzuheben ist, dass wir in unserem Dünn- und Dickdarm eine dichte Mikrobiota haben, in unserem Magen weniger. Die menschliche Darmmikrobiota spielt eine wichtige Rolle bei der Verdauung der Nahrung, der Unterstützung des Immunsystems, der Synthese und biologischen Modifikation einiger Vitamine, gesunden Darmfunktionen, der Vorbeugung entzündlicher Veränderungen, der Aufrechterhaltung des idealen Körpergewichts, der Gehirnfunktionen, einiger Herz-Kreislauf-Erkrankungen und der psychischen Gesundheit.
«Alle Krankheiten beginnen im Darm»
Hippokrates, der als Vater der modernen Medizin gilt, hatte nicht unrecht, als er vor 2000 Jahren sagte: «Alle Krankheiten beginnen im Darm». Auch die moderne Medizin von heute vertritt diese Ansicht. Heute geben intensive wissenschaftliche Studien Hinweise darauf, dass Probleme im Zusammenhang mit der menschlichen Darmmikrobiota bei vielen Krankheiten eine Rolle spielen könnten. Die Ergebnisse dieser Studien deuten darauf hin, dass verschiedene scheinbar nicht zusammenhängende Krankheiten durch Veränderungen in der Darmmikrobiota verursacht werden können. Obwohl die Ursache-Wirkungs-Beziehungen noch nicht eindeutig nachgewiesen wurden und keine Daten vorliegen, die diese Ideen eindeutig belegen, können wir sagen, dass der Gesundheitszustand unseres Darms alle Körpersysteme beeinflusst.
Beziehung zwischen Mikrobiota und Krankheiten
Trotz der Unzulänglichkeiten hat die Medizin einen langen Weg zurückgelegt, insbesondere was den Zusammenhang zwischen Veränderungen in der Mikrobiota des Verdauungssystems und einigen Krankheiten betrifft. Der Zusammenhang zwischen den Aktivitäten dieser mikrobiellen Struktur und der menschlichen Gesundheit kann zwischen den einzelnen Bevölkerungsgruppen sehr unterschiedlich sein. Die Darmmikrobiota hat ein sehr vielfältiges, sehr unterschiedliches Funktionsrepertoire. Daher sollte es nicht überraschen, dass ein breites Spektrum chronischer Krankheiten im Mittelpunkt der Forschung steht. Dazu gehören verschiedene Arten von Krebs und viele Krankheiten mit entzündlichen, metabolischen, kardiovaskulären, autoimmunen, neurologischen und psychiatrischen Komponenten. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass Unterschiede in der Darmmikrobiota und Veränderungen in ihrer Zusammensetzung bei der Entstehung und Entwicklung von Fettleibigkeit und fettleibigkeitsbedingten Krankheiten eine wichtige Rolle spielen. Die Studien, die klären sollen, ob die bei fettleibigen Menschen festgestellten Veränderungen der Mikrobiota die Ursache oder das Ergebnis der Fettleibigkeit sind, werden jedoch mit Hochdruck fortgesetzt. Unsere Mikrobiota
- Energiegewinnung aus Nahrungsfasern
- Regulierung der intestinalen Permeabilität
- Modifikation von Entzündungsprozessen
- Regulierung der Fettsäurezusammensetzung von Geweben
- Sekretion von verschiedenen Proteinen aus dem Darm
Dank seiner Funktionen hat es Auswirkungen auf den Fettstoffwechsel und den Kohlenhydratstoffwechsel des Körpers. Natürlich dürfen wir bei der Energiegewinnung auch die Energie nicht vergessen, die in unserem Muskelgewebe oder in der Leber produziert wird. Wir können also nicht sagen, dass unsere Mikrobiota unsere einzige Energiequelle ist. Ja, die Mikrobiota hat einen Einfluss auf die Durchlässigkeit des Darms. Aber sie ist nicht der einzige Faktor, der die Durchlässigkeit bestimmt. Wir sollten eine intakte Schleimhaut, einen aktiven Blutkreislauf, Antikörper und Hormone, die von den Zellen des Verdauungssystems ausgeschüttet werden, nicht außer Acht lassen.
Es ist wichtig, sich vor Augen zu halten, dass im Darm fettleibiger Menschen einige Bakterienarten abnehmen, während einige Bakterienarten zunehmen, und dass Veränderungen wie eine geringere bakterielle Vielfalt zu beobachten sind. Es wurde auch festgestellt, dass sich diese Veränderungen mit einer Gewichtsabnahme wieder umkehren. Es ist auch bekannt, dass unterstützende Maßnahmen wie eine Ernährung mit Präbiotika/Probiotika das Gleichgewicht der Mikrobiota fördern und die Gewichtsabnahme unterstützen. Wir können sagen, dass die Manipulation von Veränderungen in der Zusammensetzung, Struktur und Anzahl der Mikrobiota Fortschritte im Verständnis und in der Behandlung von Fettleibigkeit machen wird.
Insbesondere bei Allergien im Kindesalter und damit zusammenhängenden Krankheiten wie Asthma scheint es etwas zu bewirken. Darüber hinaus wird seine Rolle bei entzündlichen Darmerkrankungen, insbesondere bei Clostridium-difficile-Infektionen, als sehr wirksam eingeschätzt. Eindeutige Ursache-Wirkungs-Beziehungen sind jedoch noch nicht nachgewiesen worden. In vielen westlichen Zentren, insbesondere in den USA, werden derzeit Studien durchgeführt.
Genetisches Erbe
Die Darmmikrobiota, die für jeden von uns wichtig ist, ist eigentlich ein genetisches Erbe, da sie bei jedem Menschen anders ist. Es handelt sich also um eine «lebende» Mikroumgebung, die bei jedem Menschen anders ist und von Dutzenden verschiedener Parameter wie Lebens- und Ernährungsgewohnheiten, Umwelt, Medikamenten usw. beeinflusst und verändert wird. Daher gibt es keine Tests, die ohne weiteres für jedermann verwendet werden können und deren Gültigkeit und Wirksamkeit erwiesen ist, und es scheint, dass es auch in naher Zukunft keine geben wird. Dennoch sind wir noch weit davon entfernt, den Zustand unserer Mikrobiota zu verstehen und durch Stuhluntersuchungen zu wissen, für welche Krankheiten wir anfällig sind.
Das genetische Material der Mikrobiota wird als «Mikrobiom» bezeichnet. Diese beiden Begriffe werden jedoch oft im gleichen Sinne verwendet. Die Zahl der Gene im Mikrobiom ist 100-150 Mal höher als die Zahl der Gene im menschlichen Genom. Das bedeutet, dass es in unserem Körper ein Vielfaches an Zellen und Genen von Mikroorganismen gibt als unsere eigenen Zellen und Gene. Mit anderen Worten, man kann sagen, dass wir zu 10 Prozent aus Menschen und zu 90 Prozent aus Bakterien bestehen.
Welche Lebensmittel sind vorteilhaft für unsere Mikrobiota?
Es ist unbestreitbar, dass eine fett- und eiweißreiche Ernährung negative Auswirkungen auf die Mikrobiota im Verdauungssystem hat. Abgesehen davon ist es natürlich sehr nützlich, Lebensmittel zu essen, die reich an Präbiotika (Nährstoffe, die Probiotika ernähren) und Probiotika (nützliche Bakterien, die der menschlichen Gesundheit zuträglich sind) sind.
Nahrungsmittel mit hohem Gehalt an Präbiotika: Bananen, Äpfel, Spargel, Kohl, Süßkartoffeln, Artischocken, Knoblauch, Zwiebeln, Hülsenfrüchte, Vollkornprodukte, Kartoffeln.
Nahrungsmittel mit hohem Gehalt an Probiotika: Kefir, Joghurt, Sauerkraut, Tarhana, Sauerteigbrot, Boza, Rüben.
Flora oder Mikrobiota?
Der Begriff «Flora» stammte ursprünglich von der Idee und dem Konzept, dass die Mikroorganismen im Darm pflanzlichen Ursprungs seien. Nach unserem heutigen Verständnis besteht die Mikrobiota jedoch aus Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen und Viren. Obwohl diese beiden Begriffe heute zusammen verwendet werden, können wir sagen, dass der korrekte Begriff Mikrobiota lautet.
