Das Mikrobiom

Gut-brain connection or gut brain axis. Concept art showing the health connection from the gut to the brain. 3d illustration.

 

Der Begriff Mikrobiom wurde maßgeblich durch den 2008 verstorbenen Genetiker und Molekularbiologen Joshua Lederberg geprägt. Unter Mikrobiom versteht man die Gesamtheit der den Menschen besiedelnden Mikroben einschließlich ihres Genpols. Allein die Mikrobionta des Darms beherbergt eine Vielzahl von Eukaryonten wie bspw. Hefen, Viren und Prokaryonten ( Archaen, Bakterien). Den Hauptbestandteil der intestinalen Mikrobiota machen jedoch Bakterien aus, vor allem Stämme der Bacteroides (Bacteroidaceae, Prevotellaceae) und Firmicutes wie Lactobacillus, Ruminoccocus und Clostridienarten.

Heutzutage ist es bereits möglich durch moderne Verfahren wie der Hochdurchsatz – Sequenzierung von Genomen in Kombination von Genexpressionsanalysen und massenspektrometrischen Verfahren den Einfluss des Mikrobioms auf die Homöostase inklusive seiner immunmodulierenden Eigenschaften auf molekularbiologischer Ebene zu untersuchen. So konnte in Anlehnung an das Humangenom Projekt ein Referenz -genkatalog des Mikrobioms erstellt werden und zudem die Diversität ( Vielfalt) des Mikrobioms zwischen einzelnen Menschen beschrieben werden.

Durch den Abgleich mit großen Datenbanken ist es sowohl gelungen das ganze Ökosystem zu beschreiben als auch die Zusammensetzung und Funktion des Mikrobioms in seiner spezifischen Umgebung und im zeitlichen Verlauf zu untersuchen.

 

Was ist ein Mikrobiom

Die Zusammensetzung des Mikrobioms ist unter anderem maßgeblich von den ersten Kontakten des Menschen mit seiner Umwelt (Vaginalsekrete der Mutter beim Geburtsvorgang, Stillen in den ersten sechs Lebensmonaten) , sowie von genetischen Faktoren – von der Ernährung und immunologischen Gegebenheiten.

Die intestinale Mikrobiota ist über die Darmschleimhaut in einem ständigen Kontakt- und Stoffaustausch mit dem gesamten Organismus.

Da der Mensch mit Milliarden von Mikroorganismen in einer sogenannten Co-Existenz lebt, erfordert dies zum einen effektive Mechanismen, die ein Eindringen der Mikroben in den Organismus verhindern und zum anderen das Persistieren nützlicher Bakterien ermöglichen. So stellt die Darmschleimhaut den Mikroben bspw. Nährstoffe in Form von Kohlenhydraten zur Verfügung, enthält aber zugleich auch antimikrobielle Substanzen, die ein Eindringen nichtkommersaler, potentiell pathogener Bakterien durch die Darmschleimhaut in den Organismus verhindern. So wirken bestimmte Bakterienarten – darunter das Faecalibakterium prausnitzii – als sogenannte Friedensstifter, in dem sie den Epithelzellen Metabolite bereit stellen, die die Darmschleimhaut intakt halten.

Im Durchschnitt finden sich im menschlichen Darm etwa 20 verschiedene Bakterienarten, die Butyrat bilden. Die große Vielfalt an Butyrat bildenden Bakterien ist maßgeblich für die funktionelle Stabilität des Darmmikrobioms verantwortlich und kann auch Nebenwirkungen allopathischer Medikamente wie Antibiotika erheblich reduzieren.

So steht ein chronischer Mangel an Butyrat in Verbindung mit Erkrankungen wie Typ 2 Diabetes, Herzkreislauferkrankungen oder Adipositas sowie einem erhöhten Risiko von Infektionserkrankungen.

Butyrat bildende Bakterien sind in der Lage sich an veränderte Umweltbedingungen gezielt anzupassen. So vermehren sich die Stämme bei einer vermehrten Zufuhr von Rohkost, während die Population infolge eines übermäßigen Fleischkonsums abnimmt.

Das Mikrobiom des Menschen setzt sich aus mehr als einem Kilogramm verschiedener Bakterienarten zusammen und ist für viele lokale und systemische Abläufe im Organismus verantwortlich. So regelt es u.a. die Vitaminversorgung, die Nährstofftransformation und die Ausbildung der Schleimhautimmunität und ist für die Kommunikation zwischen Darm und Gehirn sowie für die Tumorprogression verantwortlich.

Etwa 100 Billionen Keime – v.a. Bakterien – besiedeln den Darm eines gesunden Menschen. Es gibt somit etwa 10 x mehr Mikroben im Darm und auf der Haut eines gesunden Erwachsenen als dieser Körperzellen besitzt.

Dabei ist die Zusammensetzung der Keime nie gleich, sondern verändert sich je nach Lifestyle. Dies lässt sich besonders gut am Verhältnis der Bakterienstämme Firmicutes zu Bacteroidetes erkennen. So fanden französische Gastroenterologen heraus, dass die Ratio bei Kindern bei 0,4, bei Erwachsenen hingegen bei 11,0 liegt. Erst im Alter sinkt das Verhältnis wieder auf 0,6.

 

Mikrobiom und Darm

Firmicutes und Bacteroidetes stellen mit einem Anteil von 90 % die am meisten im Darm vorhandenen Bakterienstämme. Da sich ihr Verhältnis auch bei Erkrankungen verändert, ergibt sich hiermit ein wichtiger Marker, der labordiagnostisch eingesetzt werden kann.

Mikrobiom und Darm - Heilpraktikerin Hinz Bordesholm

Das Ökosystem Darm hat im menschlichen Körper zwei sehr komplexe Aufgaben.

Dies ist zum einen die Nährstoffaufnahme, -zerkleinerung und Resorption sowie die Ausscheidung von unverdaubaren Stoffwechselendprodukten, sowie die Regulation immunologischer Vorgänge.

Bei der Nährstoffaufnahme werden die bereits durch den Magensaft, die Galleflüssigkeit und die Pankreasenzyme aufgespaltenen Nahrungsbestandteile zusammen mit Wasser über die Darmschleimhaut resorbiert. Über das Blut- und Lymphsystem gelangen sie dann zu den einzelnen Körperzellen. All das, was der Darm nicht verwerten kann, gelangt in den Dickdarm und wird nach Eindickung durch die Rückresorption von Wasser ausgeschieden.

Wie gut diese Prozesse letztendlich ablaufen ist eng an den Zustand des im Darm befindlichen Mikrobioms und der Darmschleimhaut gekoppelt. Ferner spielt auch die Beschaffenheit des darmeigenen Transportsystems, sowie die der Blut- und  Lymphgefäße eine entscheidende Rolle.

Kommt es in diesen Gefäßen zu Stauungen kann einerseits keine effektive Resorption von Nährstoffen erfolgen, noch können Stoffwechselschlacken entsprechend abtransportiert werden.

Die Verweilzeit von Stoffen im Darm wird unphysiologisch verlängert und führt vermehrt zu Gärungs- und Fäulnisprozessen. Diese anaeroben Prozesse können das physiologische Gleichgewicht des Mikrobioms im Darm erheblich stören. Es kommt zu einem Rückgang wichtiger Bakterienstämme und  zu einer verminderten Schleimhautimmunität.

 

Mikrobiom und Gesundheit

Isoliert man das Mikrobiom entspräche dies ca. 2 Litern Mikroorganismen, von denen die meisten im Verdauungstrakt leben. Der menschliche Organismus profitiert in vielerlei Hinsicht von seinem Mikrobiom- so lange dieses gesund ist. Alle Aspekte unserer Gesundheit, ob wir uns körperlich und seelisch gut und gesund fühlen, stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit der Zusammensetzung und dem Zustand des Mikrobioms.

Bei der Zersetzung von Eiweiß, welches nicht oder nur unzureichend verdaut wurde, entstehen zahlreiche hoch toxische Abbauprodukte wie Leichengifte und kanzerogene Stoffe. Ein gesunder Darm verfügt über eine Barrierefunktion, die das Eindringen von pathogenen Stoffen effektiv verhindert.

Kommt es durch Toxineinwirkung , einer Fehlbesiedlung der intestinalen Mikroflora und durch unverdaute Nahrungsmittel jedoch zu einer Schädigung der Darmschleimhaut, so verliert diese ihre schützende Barrierefunktion und toxische Stoffe gelangen zunächst in das Lymphsystem des Verdauungstraktes.

Da sich mehr als 80 % des körpereigenen Immunsystems in der Darmschleimhaut und dem angrenzenden Lymphsystem befinden,kommt es hier zu manifesten immunologischen Reaktionen (Autoaggression, Allergie, Entzündung). Über das Lymphsystem gelangen die Toxine weiter über die Pfortader in die Leber, die sich einer solchen Toxinflut oft nicht erwehren kann. So kommt es bei einer Erschöpfung der Entgiftungskapazität der Leber zu einer Anflutung toxischer Substanzen im gesamten Blutkreislauf mit fatalen Folgen für Stoffwechsel- und Zellfunktion.

Je nach ernährungsgewohnheiten findet man im Dickdarm folgende Gärungstoxine. Das toxische Methanol, die Gärungsalkohole Butanol und Propanol sowie die Fuselöle und Fuselalkohole.

Während die Produktion dieser Stoffe bei einer leicht verdauulichen Mischkost sehr gering ist, steigt sie bei zusätzlichem Kohlenhydratkonsum stufenweise an. Noch gravierender ist die Belastung jedoch bei Vollwertkost und dies vor allem in Kombination mit einer erhöhten Proteinzufuhr. Die in Abhängigkeit der jeweiligen Ernährungssituation entstehenden Gärungsalkohole wirken stark cytotoxisch (zellschädigend), mutagen und carzinogen(krebserregend) und schädigen nachhaltig die Immunabwehr. Bei Menschen ohne Gärungsdyspepsie findet man hingegen keine Gärungsalkohole im Darm.

Fäulnis-und Gärungsprodukte, die nicht abgebaut bzw. ausgeschieden werden können, gelangen in die Darmlymphknoten, die Mesenteriallymphknoten und in das Lymphsystem des hinteren Bauchraums. Da dieser Teil des Immunsystems mehr als 60 % bis 80 % des gesamten Immunsystems ausmacht, kommt es hier zu gravierenden Fehlregulationen, die die Basis für die Entwicklung vieler chronischer Krankheiten bilden können.

 

Immunregulation

Nicht nur die Verdauung ist abhängig vom Mikrobiom . Auch der Kontakt mit vielen unterschiedlichen pathogenen und apathogenen Mikroorganismen stärkt und schult unser Immunsystem. Somit lernt das Immunsystem schon im Darm zwischen harmlosen und schädigenden Keimen und Erregern zu differenzieren.

Darm. Heilpraktikerin Hinz Bordesholm

Aufgaben probiotischer Bakterie

1.) Stärkung der angeborenen Immunität (Antikörperbildung)    und er erworbenen Immunität

2.) Erhöhung der Konzentration zirkulierender Lymphozyten

3.) Regulation der immunbalance zwischen T Helferzellen und regulatorischen T Zellen

4.) Steigerung von Phagozytose und der Aktivität der natürlichen Killerzellen

5.) Balance zwischen TH1 Und TH2 Zellen

6.) Schleimhautprotektion durch Sekretion von IGA

7.) Erhöhung der Synthese von Zytokinen und Interferon Gamma

8.) Stimulation antigenspezifischer Antikörper

 

 

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