Mikrobiom und Mikrobiota: Was bedeutet das?

Wir kennen sie zum großen Teil überhaupt nicht. Ihre tägliche Arbeit bekommen wir in der Regel nicht mit. Und doch tummeln sich in unserem Körper unzählige Mikroorganismen wie Bakterien und Viren, die ganze Ökosysteme ausbilden. Die enorme Bedeutung dieser fleißigen Mitarbeiter wird in der Forschung erst in Ansätzen verstanden.

Im Fokus der Wissenschaft

Im Jahr 2007 starteten jeweils ein groß angelegtes amerikanisches und ein europäisches Projekt zur Entschlüsselung des menschlichen Mikrobioms. Ziel ist es, ausgehend von der Besiedelung gesunder Menschen den Einfluss dieser Zellen und Kleinstlebewesen auch auf unterschiedliche Erkrankungen zu beleuchten. Denn viele Beobachtungen und Studien legen bereits jetzt die Vermutung nahe, dass unsere kleinen Mitbewohner an sämtlichen Prozessen im Körper beteiligt sind.

Eigentlich verwundert das auch nicht. Denn es handelt sich um eine schier unendliche Zahl an verschiedensten Mikroorganismen, die sämtliche inneren und äußeren Oberflächen besiedeln. Es lohnt sich also, einen genaueren Blick auf diese Vielfalt zu werfen.

Eine Welt für sich

Das sogenannte "Mikrobiom" meint die Gesamtheit aller Gene, d.h. die Erbinformation der "Mikrobiota", wie wiederum die Mikroorganismen selbst bezeichnet werden. Sie lassen nahezu keine Stelle in unserem Körper aus, sind jedoch vor allem im Darm in einer unglaublichen Anzahl und Vielfalt anzufinden.

Zur Veranschaulichung: Es handelt sich allein im Darm um eine Masse von ca. 1,5 kg unterschiedlichster Bakterien und Viren, aber auch Pilze und Einzeller. Deren Genom übersteigt das menschliche an Informationen um ein Vielfaches. Außerdem sind die individuellen Abweichungen des Mikrobioms von Mensch zu Mensch viel größer als die des menschlichen Genoms selbst. Während wir uns in der Gesamtheit unserer Erbinformation nur zu etwa 0,1% unterscheiden, weichen die Mikroorganismen eines Menschen in ihrer Art und Zusammensetzung um bis zu 50% von denen seines Nachbarn ab.

Mensch und Mikrobiom – eine symbiotische Beziehung

Kein Wunder also, dass dieses stille Volk bei den Vorgängen in unserem Körper eifrig mitmischt. Man weiß inzwischen, dass die Mikrobiota im Darm eine wichtige Rolle für die Barriere nach außen und die Abwehr schädlicher Einflüsse spielen. Außerdem sind sie entscheidend am Stoffwechsel und an der Energieversorgung beteiligt.

Die Bakterien und Viren, von denen hier die Rede ist, sind also keineswegs schädlich, sondern leben in friedlicher Koexistenz mit uns. In unserem Körper finden sie passende Bedingungen und Lebensräume vor; im Gegenzug sorgen sie für den reibungslosen Ablauf wichtiger Körperfunktionen, an deren Erhalt sie natürlich brennend interessiert sind. Ein solches gegenseitiges Geben und Nehmen wird auch als Symbiose bezeichnet.

Fragiles Gleichgewicht

Bei vielen Erkrankungen nun haben Wissenschaftler eine empfindliche Störung der individuellen mikrobiellen Ökosysteme beobachtet. So vielfältig und genau aufeinander abgestimmt sie nämlich sind, so leicht sind sie durch äußeres Zutun auch aus dem Gleichgewicht zu bringen.

Das Mikrobiom entwickelt sich erst nach der Geburt. In den ersten Lebensjahren bildet sich bei jedem neuen Erdbewohner ein ihm eigenes Milieu aus, das genau auf ihn zugeschnitten ist. Dabei spielen Umwelteinflüsse, Lebensumstände und die Ernährung eine entscheidende Rolle. Je nach dem, wie ein Kind aufwächst und was auf es einwirkt, entwickelt es mit der Zeit seine eigene, recht stabile Zusammensetzung der verschiedenen Organismen. Aber auch später noch können äußere Einflüsse die innere Balance verschieben. Die Folge sind unterschiedlichste Störungen und Erkrankungen.

Wenn das Mikrobiom gestört wird

Ärzte kennen das Problem schon lange: Nach einer längeren Behandlung mit Antibiotika besteht die Gefahr einer sogenannten "pseudomembranösen Kolitis". Das ist eine Darmentzündung, bei der die Darmschleimhaut mit einem aggressiven Keim überwuchert wird. Antibiotika zerstören nämlich leider auch einen Teil der gesunden Darmflora, wodurch schädliche Eindringlinge leichtes Spiel haben.

Aber nicht nur im Darm selbst kann die Verschiebung des mikrobiellen Gleichgewichts dramatische Konsequenzen haben. Man geht inzwischen davon aus, dass Störungen des Mikrobioms auch das Immunsystem betreffen. So wurden beispielsweise Krankheiten, bei denen sich die Körperabwehrzellen gegen den eigenen Organismus richten (sogenannte Autoimmunerkrankungen), gehäuft bei Kindern beobachtet, die in den ersten Lebensjahren Antibiotika erhielten.

Vermutlich verändern die Medikamente auch langfristig die Zusammensetzung und Vielfalt des Mikrobioms, was wiederum eine spätere Entwicklung von Asthma und anderen allergischen Erkrankungen begünstigen könnte.

Mikrobiota und chronisch-entzündliche Darmerkrankungen

Aber nicht nur Antibiotika und andere Medikamente stören das eingespielte Team aus Kleinstlebewesen. Wie schon erwähnt tragen auch Umwelteinflüsse und die Ernährung dazu bei, wobei die genauen Zusammenhänge hier noch nicht ausreichend verstanden sind.

Jedenfalls hat man etwa bei Menschen mit einer chronisch-entzündlichen Darmerkrankung (dazu gehören der Morbus Crohn und die Colitis ulcerosa) Störungen der Darmflora sowie ein Ungleichgewicht verschiedener Bakterienstämme beobachtet. Man geht davon aus, dass eine fehlgeleitete Immunantwort gegen die Mikrobiota dafür verantwortlich ist. Diese Abwehrreaktion wiederum könnte durch Umweltfaktoren und genetische Veranlagung bedingt sein.

Mikrobiota und Krebs

Noch viele weitere Erkrankungen werden inzwischen mit unseren inneren Oberflächenbewohnern in Verbindung gebracht. So können zum Beispiel Krebserkrankungen durch die Mikroorganismen beeinflusst werden – positiv wie negativ. Man kennt bereits einige Erreger wie Hepatitis- oder Papillomviren, die eine Entartung von Zellen direkt auslösen können. Aber auch die körpereigene individuelle Mikrobiomkonstellation kann an der Entstehung, aber auch der Vermeidung von Krebs mitwirken.

Die Zusammensetzung unserer Mitbewohner scheint auch den Therapieerfolg mitzubestimmen. So konnte in aktuellen tierexperimentellen Studien gezeigt werden, dass das Ansprechen auf bestimmte Medikamente beim Haut- und beim Lungenkrebs abhängig vom jeweiligen Mikromilieu im Darm der Tiere war.

Mikrobiota und psychische Erkrankungen

Wenn die Zellen und Kleinstlebewesen praktisch überall im Körper mitmischen, verwundert es nicht, dass sie auch zunehmend in Zusammenhang mit psychischen Erkrankungen gebracht werden. So zeigte sich bei Menschen mit Autismus in mehreren Untersuchungen eine auffallend veränderte Mikrobiomkonstellation. In Tierversuchen wiederum konnten bestimmte Darmbakterien typische autistische Verhaltensweisen verhindern.

Auch die Depression scheint mit dem Darm in Verbindung zu stehen. In Studien zeigten depressiv Erkrankte ebenfalls eine veränderte Darmbesiedelung. Mit Übertragung dieser Bakterien auf Mäuse ließen sich wiederum depressive Verhaltensweisen bei den Tieren hervorrufen.

Diese Zusammenhänge könnten auch die Magen-Darm-Beschwerden erklären, die psychische Erkrankungen oft begleiten. Umgekehrt gibt es Erkrankungen wie das Reizdarm-Syndrom, die sich primär körperlich äußern, aber auch auf die Psyche einwirken. An all diesen verschlungenen Wechselwirkungen hat das Mikrobiom vermutlich einen entscheidenden Anteil.

Ungeahnte therapeutische Möglichkeiten

Angesichts der Bedeutung und der vielfältigen möglichen Einflüsse des Mikrobioms auf unsere Gesundheit steckt die Forschung dazu noch in den Kinderschuhen. Wenn sich die Vermutungen der Forscher allerdings bestätigen und weitere Zusammenhänge zwischen den fleißigen Helfern in unserem Körper und der Entstehung diverser Krankheiten entdeckt werden, könnte sich daraus ein enormes therapeutisches Potential ergeben.

Bereits jetzt werden neue Therapien zur gezielten Beeinflussung der inneren Flora entwickelt. Mit sogenannten Präbiotika, die die Aktivität der Darmbakterien beeinflussen, wie auch mit lebenden Bakterien direkt (sogenannte Probiotika) wird versucht, das Mikrobiom zu modulieren und damit Krankheiten zu heilen oder zumindest günstig zu beeinflussen. Bei einer Darmsanierung werden sogar die gesamten Mikrobiota ausgetauscht und von gesunden Spendern auf erkrankte Menschen übertragen.

Es wird sich zeigen, was die Forschung in Zukunft im Bereich des menschlichen Mikrobioms noch so alles herausfindet und inwiefern sich daraus therapeutische Möglichkeiten ergeben. Fest steht jedenfalls schon jetzt: Die unzähligen Organismen, die unseren gesamten Körper besiedeln, sind nicht reines Beiwerk, sondern tragen entscheidend zu einem gesunden inneren Gleichgewicht bei. Mit unserer Lebensweise sind nicht zuletzt wir selbst dafür verantwortlich, es intakt und stabil zu halten.

Autorin: Eva Bauer (Ärztin)