Oder ist es andersherum; verfügen die jeweiligen Mikrobiome über die Organismen also auch über uns? Die Frage stell ich dir nochmal am Ende, mal sehen wie du dich entscheidest… oder Ihr Euch entscheidet, wie man’s nimmt ;-)
Es wird auch oft über Bakterien- oder Darmflora gesprochen. An sich ist der Begriff veraltet, er stammt aus der Zeit als man Bakterien noch für Pflanzen hielt. Da diese Bezeichnung aber sehr geläufig ist und die „korrekten“ Bezeichnungen sehr gestelzt klingen, werde ich auch von Flora bzw. Darmflora sprechen.
Eine ernsthafte, seriöse Auseinandersetzung mit Bakterien und ihrer Bedeutung für das Leben findet erst seit ca. 20 Jahren statt. Vorher beschränkte sich die Wissenschaft darauf, Möglichkeiten zu suchen Bakterien zu vernichten oder umzuprogrammieren. Einzig in der Naturheilkunde war man sich der Bedeutung der humanen Bakterienflora bewusst, das volle Ausmaß überrascht aber auch hier.
Es geht um ein totales Umdenken über unser Verständnis von Leben, Individualität, wer wir sind und wie wir so wurden. Nicht alles was dabei herauskommt wird der Pharmaindustrie gefallen. Eigentlich nichts davon, denke ich.
Bevor wir zu dem kommen was du und ich (und alle anderen Menschen auch) in uns tragen, müssen wir erst einige Erkenntnisse über Mikroben besprechen. Nur um zu zeigen was die alles draufhaben.
Lass uns erstmal sehen was ein Bakterium überhaupt ist. Hier fallen Begriffe, die dir immer mal wieder begegnen und ohne die ich in der weiteren Erklärung auch nicht auskomme.
Die drei Arten von Organismen
Lebende Organismen werden wissenschaftlich in 3 Gruppen eingeteilt:
Die Archaen
Sie wurden früher auch Arche oder Urbakterien genannt. Die Archaen gehören wie die Bakterien zu den Prokaryoten und sind Einzeller. Das heißt sie haben keinen Zellkern, Ihre DNA schwimmt im Zellplasma als eine Art Knäuel rum (Nucleoid). Es sind unglaublich widerstandsfähig Organismen, je nach Art können sie sich bei 110 Grad Celsius vermehren, vertragen sehr saure oder alkalische Umgebung oder leben sogar im Toten Meer. Die Archaen brauchen keinen Sauerstoff, fressen das was da ist (meistens giftiges Zeug), vertragen hohen Druck und kommen überall vor. Sie werden auch Extremophile genannt.
Das wirklich witzige ist, dass sie die schnellsten Lebewesen der Welt sind. Die Geschwindigkeit wird in bps (Englisch: bodies per second) gemessen. Also wieviel Körperlängen werden pro Sekunde zurückgelegt. Archae schaffen 400 bis 500 bps! Zum Vergleich: Ein Gepard bewegt sich mit 20 bps. Ein Sportwagen der mit 400 bps dahinrasen würde, käme auf eine Geschwindigkeit von 6000 km/h. Da brennt jede Blitzampel durch!
Archae leben auch in uns, nachgewiesen wurden Sie im Mund, Darm, Vagina und im Bauchnabel - doch wirklich. Es sind in erster Linie methanogene, dass bedeutet sie verstoffwechseln das für uns giftige Methanol (Fuselalkohol) zu Methan (Pups). Es konnten keine für uns pathogenen (also für uns schädlichen) Archae nachgewiesen werden, obwohl sie bei Erkrankungen vermehrt auftreten. Der Grund ist noch unbekannt.
Die Bakterien
Klassische Bakterien in Stäbchenform in deiner Darmflora
Auch Bakterien sind Prokaryoten und damit Einzeller. Der Name kommt aus dem Griechischen (bakterion = Stäbchen).
Gleichwohl können Bakterien alle möglichen Formen annehmen. Auch sie haben keinen Zellkern (Nucleus), sondern wieder dieses DNA-Knäuel.
Es gibt Unterschiede in der Struktur und den Stoffwechselvorgängen zwischen Bakterien und Archae. Bei Bakterien gibt es aerobe und anaerobe Stämme. Die aeroben brauchen Sauerstoff und verstoffwechseln ihn auch. Unter den Anaerobiern gibt’s welche, für die Sauerstoff Gift ist und andere die ihn zwar nicht mögen, aber ihn vertragen.
Dann gibt’s noch Gram-Positive und Gram-Negative Bakterien:
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Gram-Positive und Gram-Negative Bakterien der Darmflora
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Bakterien vermehren sich durch Zellteilung, können aber auch die Gene anderer Bakterien aufnehmen und in ihre eigene DNA integrieren, ja sogar fossile DNA. Das bedeutet, dass sie sich unglaublich schnell an Veränderungen ihres Lebensraums anpassen können.
Sie können sich verkapseln und so geschützt tausende Jahre überleben. Darf ich vorstellen, das älteste Lebewesen der Welt:
Bacillus permians
Es wurde bei Probebohrungen in New Mexiko in 600 Meter Tiefe gefunden. Eingeschlossen in einen Salzblock überlebte es 250.000.000 Jahre und konnte im Labor wiedererweckt werden. Eine andere Strategie ist das anpassen des Stoffwechsels an extreme Situationen: Hitze, Kälte, Dunkelheit. Einmal wurde sogar an der Außenseite der Internationalen Raumstation ein Biofilm entdeckt und zur Erde geschickt. Das war 2008 - Bisher hat die NASA noch nichts darüber erzählt.
Bakterien sind einfach „unkaputtbar“ und wir können uns glücklich schätzen dass 99% der Bakterien für uns unschädlich, sehr oft sogar nützlich sind.
Zur Erklärung: Bakterien bilden sehr oft Biofilme, das ist so eine Art Schleim in dem sie besser siedeln können. Oft gesellen sich auch andere Arten dazu - ne echte WG ;-)
Die Menge der Bakterien, die in und mit uns lebt ist zehnmal so groß als unsere Körperzellen. Wir sind nicht allein - niemals.
Die Eukaryoten
Die dritte Großgattung sind die Eukaryoten - da gehörst du auch zu.
Eukaryoten können Einzeller oder Vielzeller sein. Sie besitzen einen festen Kern in welchem die DNA bewahrt wird. Die Zellen sind im allgemeinen größer und beinhalten Organellen die organähnliche Funktionen ausüben. Mitochondrien, die Kraftwerke unseres Körpers, zum Beispiel bestehen aus ehemaligen Bakterien (Endosymbionten). In uns leben auch Eukaryoten.
Meistens ist das sehr unangenehm: Amöben, Protozoen wie zum Beispiel Lamblien, auch Würmer oder Pilze. Will man nicht wirklich haben. Sie sind auch parasitär und können üble, sehr schwer zu behandelnde Erkrankungen auslösen.
Zur Erklärung nochmal die Unterschiede
Symbiose (vom Griechischen Syn = zusammen und Bios = leben)
Das Zusammenleben zweier unterschiedlicher Partner von dem beiden profitieren. In vielen Fällen ist der eine Partner ohne den anderen nicht überlebensfähig.
Parasitismus (vom Griechischen para = neben und sitos = gemästet)
In diesem Fall profitiert nur eine der Spezies und zwar auf Kosten des Wirtes. Normalerweise führt das nicht zum Tode des Wirtes, kann aber unter ungünstigen Umständen vorkommen. Hier ist nur der Parasit nicht alleine lebensfähig - der Wirt kommt auch gut alleine klar.
Die allerersten Lebewesen vor 3,5 Milliarden Jahren waren Cyanobakterien. Sie lebten in vulkanischen Tümpeln und ernährten sich von Schwefelwasserstoff. Das Zeug kennst du, es stinkt fürchterlich nach faulen Eiern. Nach einer Milliarde Jahren und etlichen Evolutionsschritten haben sie sich zu Stromatolithen weiterentwickelt. Diese erzeugen ein besonderes Element als Abfallprodukt: Sauerstoff. Und im Laufe der nächsten Millionen Jahren geben sie ständig Sauerstoff ab und sorgen so dafür, dass Leben, wie wir es kennen, überhaupt erst möglich wird.
Diese Bakterien, die den Beginn des Lebens auf der Erde kennzeichnen, sie existieren noch heute und zwar als Mitochondrien in jeder einzelnen deiner Körperzellen, ja in allen Zellen jeglichen Lebens.
Diese Mikroben sind der Keim allen Lebens auf der Erde.
Und sie beeinflussen weiterhin alles Leben auf höchst faszinierende Art und Weise, wie du an den folgenden interessanten Beispielen sehen kannst.
Der Wurm und sein Reiter
Die Beziehung zwischen Mikroben und Wirt ist nicht so klar wie wir denken oder glauben, aber mach dir selbst ein Bild:
Folge mir als erstes ins Meer, vor die Küste der italienischen Insel Elba. Hier lebt im Sediment ein Wurm namens Olivarius. Das Besondere an ihm: Er hat weder Mund noch After. Keinen Magen, keinen Darm, überhaupt keine Verdauungsorgane. Außerdem ist der Sand in dem er lebt arm an herkömmlichen Nährstoffen, aber reich an giftigen Substanzen wie Schwefelwasserstoff und Kohlenmonoxid. Also von was lebt er und wie?
Er trägt seinen Darm auf der Außenhaut. Diese ist dicht an dicht bevölkert mit Bakterien. Mikroben können aber die giftigen Substanzen aufnehmen und mittels Photosynthese in organische Kohlenwasserstoffe umwandeln. Diese geben Sie an den Wurm weiter, davon lebt er. Was der Wurm davon hat ist klar – aber wie profitieren die Bakterien? Die könnten doch einfach ihre Nahrung aus dem Sand schürfen ohne was abgeben zu müssen!
Die Nährstoffe liegen in unterschiedlichen Schichten des Sandes. Normalerweise für die Bakterien unerreichbar, aber sie reiten ja den Wurm (wie die Fremen in dem Film „Dune“). Will der Wurm überleben ist er gezwungen den ganzen Tag im Sand hoch und runter zu graben um die Bakterien zu füttern.
Da fragt man sich doch: ist hier der Wurm mit seinen Bakterien oder die Bakterien mit ihrem Wurm unterwegs?
Die Blattlaus Symbiose
Jetzt machen wir einen Sprung nach Japan. Dort lebt eine Blattlausart mit einem einzigartigen „Brutverhalten“.
Diese Läuse tragen Bakterien konzentriert in körpereigenen Zellen mit sich rum. Diese sind also nicht über den gesamten Darm verteilt wie z.B. bei uns. Ohne diese Bakterienansammlungen - man nennt sie Bakteriozyten - könnte die Blattlaus den abgesaugten Pflanzensaft nicht in Nährstoffe umwandeln, sie müsste verhungern.
Insgesamt leben etwa 3-6 Millionen dieser Mikroben vom Typ Buchnera in so einer Laus, diese Symbiose besteht seit etwa 100 Millionen Jahren.
Legen diese Läuse nun Eier ab produzieren sie zuerst einen langen streifen eines sehr nährstoffreichen Gelees, sieht ein bisschen aus wie ein Streifen grüner Zahnpasta.
In diesem sind sowohl ihre Eier wie auch eine Anzahl der Bakteriozyten. So hat die Brut, wenn sie im Frühjahr die Nährstoffe im Gelee aufgebraucht hat, gleich das richtige Rüstzeug um den Zucker aus dem Pflanzensaft verstoffwechseln zu können.
Diese Verhalten ist bisher einzigartig und auch diese Bakterien konnten nirgendwo sonst nachgewiesen werden. Bestimmen also diese Mikroben das Verhalten der Wirte?
Die Stimmungskiller
Jetzt wird’s richtig spannend.
Es gibt eine Bakterienart namens Wolbachia. Sie infiziert Insekten und hier nur die Weibchen. Die Mikrobe wird immer und ausschließlich von Muttertieren auf die weibliche Nachkommenschaft vererbt. Die Wolbachia-Bakterien leben in den Geschlechtszellen Ihrer Wirtinnen und beeinflussen ihr Sexualverhalten:
Es werden ausschließlich weibliche Nachkommen geboren, am häufigsten durch Parthenogenese, das heißt Jungfernzeugung. Das ist ziemlich tricky, denn die Bakterien müssen die Hormone der Wirtin manipulieren um die Eiteilung einzuleiten.
Die Weibchen können Paarungssignale weder aussenden noch verstehen – das wird vom Bakterium blockiert.
Dazu gibt’s einen interessanten Versuch:
In einen Glasbehälter setzt man weibliche Miniwespen ohne Wolbachiabefall. In einen anderen Wespen mit Befall. Setzt man nun Männchen dazu passiert im ersten Behälter was die Natur befiehlt- es wird munter drauflosgepaart. Im Behälter in welchen die infizierten Wespen sitzen passiert was Wolbachia befiehlt – nämlich nichts. Männliche und weibliche Tiere beachten sich überhaupt nicht.
Wissenschaftler schätzen, dass etwa dreiviertel der Insekten weltweit mit Wolbachia infiziert sind.
Aber auch bei komplexeren Lebensformen wie den Säugetieren ist die Beziehung zwischen Wirten und Bakterien nicht so klar wie wir immer dachten.
Die Hyänen
Jetzt geht’s nach Afrika, ins Masai-Mara-Naturschutzgebiet. Dort haben sich Forscher mit dem Sozialverhalten von Hyänen befasst und sind auf interessante Details gestoßen. Tüpfelhyänen sind sehr soziale Tiere die unter anderem mit Duftstoffen kommunizieren.
Sie haben eine spezielle Drüse über dem After. Damit reiben sie an Gebüsch, Steinen, Bäumen – was grade so rumsteht. Beim Schnuppern merken die Hyänen ob‘s ein Männchen oder Weibchen ist, zum Rudel gehört, schwanger, säugend oder empfängnisbereit ist.
In dieser Drüse sitzen: Rate mal? Richtig, Bakterien!
Die produzieren diese Duftstoffe völlig selbstständig. Das heißt aber auch, dass die Bakterien „wissen“ müssen mit wem sie da zusammenleben und wie sein momentaner Status ist.
Und wenn sie das herausbekommen haben, müssen sie den genau richtigen Duftstoff erzeugen, damit die anderen Hyänen Bescheid wissen.
Wohlgemerkt, die Mikroben machen das auf eigene Kappe, die Hyänen nutzen das nur.
Interessant ist, dass die nahe Verwandte Streifenhyäne, welche diese Bakterien nicht hat, Einzelgänger sind. Sie leben im gleichen Revier und weisen sonst viele Ähnlichkeiten auf. Die Forscher fragen sich ob diese Bakterienbesiedlung eventuell zur Aufspaltung der Arten vor ca. 4 Millionen Jahren geführt hat.
Können Bakterien so einen großen Einfluss aufs Sozialverhalten haben? Oder auf die Entwicklung ganzer Arten?
Einen habe ich noch: Mäuse
Es gibt einen interessanten Versuch mit keimfreien Mäusen. Diese Tiere werden durch Kaiserschnitt geboren und völlig steril aufgezogen. Das macht man, um den Einfluss der bakteriellen Besiedlung unter anderem auf´s Immunsystem zu untersuchen.
Diese keimfreien Mäuse ließ man über einen Parcour laufen der an einigen Stellen für Mäuse bedrohlich wirkt.
Auf einem identischen Parcour ließ man normal aufgewachsene Mäuse los.
Es zeigte sich, dass die unbesiedelten Mäuse viel sorgloser, ja mutiger mit der potentiellen Gefahr umgingen, während die bakteriell besiedelten Tiere vorsichtig, eher ängstlich waren.
Nun ist Mut für so eine kleine Maus nicht wirklich ein Überlebensfaktor, da ist Ängstlichkeit bestimmt die lebensverlängernde Option.
Sorgen Bakterien für ihren Wirt indem sie ihm, wie auch immer, ein Gefühl der Bedrohung übermitteln? Vielleicht hast du auch schon mal in bedrohlichen Situationen ein flaues Gefühl im Bauch gehabt? Vielleicht eine Warnung von deinen „Mitbewohnern“?
Die menschliche Symbiose
Der Ort der Darmflora: Darm-Querschnitt. So jetzt habe ich dich genug durch die Welt gezerrt, kommen wir zur Krone der Evolution:
Zu dir! Und mir und ein paar Milliarden anderer Menschen ;-)
Du hast die Beispiele durchgelesen, die sicher nur stellvertretend für viele noch nicht erforschte Bakterien-Wirt-Beziehungen sind.
Sie ziehen sich durch alle Entwicklungsstufen des Lebens - es gibt keinen Grund warum es bei uns anders sein sollte.
Das “Bauchhirn“, auch enterisches Nervensystem genannt, hat mit 100 Millionen Nervenzellen die größte Ansammlung von Nervenzellen außerhalb unseres Kopfes.
Es liegt zwischen Muskelsträngen verborgen in der Darmwand.
Es durchzieht den gesamten Darm in zwei sehr dünnen Schichten. Das Darmhirn ist quasi ein Abbild unseres Kopfhirnes – Zelltypen, Wirkstoffe, Rezeptoren – alles gleich.
Es gibt Anweisungen an Nachbarorgane, koordiniert Muskeln und Immunabwehr, registriert zustände und kann unmittelbar darauf reagieren - ohne Rücksprache mit dem Kopf.
Das Bauchhirn kann über 40 verschiedene Nervenbotenstoffe produzieren unter anderem 95% des vom Körper benötigten Serotonins.
Serotonin, manchmal auch Glückshormon genannt, reguliert unter anderem den Wach-Schlaf-Rhythmus, dämpft Angst, Unruhe und Aggressionsgefühle. Ein Mangel führt recht häufig zu depressiven Verstimmungen oder gar Depressionen, ein massiver längerwährender Mangel zu körperlichen Schäden bis hin zum Tod.
Unser Darmhirn ist über den Vagusnerv mit dem Kopfhirn verbunden. Tatsächlich gehen aber bedeutend mehr Nervenimpulse vom Darmhirn zum Grosshirn als umgekehrt. Es scheint, dass viele Entscheidungen wirklich aus dem Bauch heraus getroffen werden und unser Kopf das nur noch irgendwie im Nachhinein begründet.
Das ging dir doch sicher auch schon mal so: Du triffst eine spontane Entscheidung – und irgendwie fällt dir dann eine logische Begründung ein, warum du das jetzt und genauso getan hast.
Und inmitten dieser wunderbaren Schalt- und Befehlszentrale, in der viele unbewusste Entscheidungen getroffen werden, sitzen Millionen von Darmbakterien.
Aber wie schaffen sie das?
Bakterien (wahrscheinlich alle Bakterien) kommunizieren - und das nicht nur miteinander. Wissenschaftler nennen das „Quorum sensing“. So nennt man einen Entscheidungsprozess in einem dezentralisierten System, abhängig von der Menge der Beteiligten.
Wissenschaftler reden nun mal so. Also nochmals etwas verständlicher:
Bakterien senden Signalstoffe aus, die von anderen wahrgenommen und beantwortet werden. Erst ab einer gewissen Menge (kritischen Masse) erfolgt eine Reaktion, also die gesamten Bakterien tun etwas.
Das hat man bei Tiefseefischen raus gefunden.
Die haben ja Leuchtorgane die sie zur Jagd, Verteidigung und Fortpflanzung benötigen. Diese Lampen können sie einfach ein- und ausschalten. Das Licht kommt von bestimmten Bakterien. Werden Bakterien ins Leuchtorgan eingeschleust geht das Licht an (notwendige Masse erreicht). Soll‘s wieder dunkel werden, nimmt er einfach Bakterien weg.
Genauso wird es in deinem Körper auch gemacht. Die Bakterien darin kommunizieren nicht nur miteinander, sondern auch mit fremdem Arten und dem Wirt - in dem Fall dir.
Ein Beispiel aus dem Labor:
Man stellte fest das Salmonellen nur Reaktionen zeigten, wenn eine bestimmte Menge überschritten wurde. Gab man ein gutartiges Kolibakterium dazu, ließ die Aktivität sofort nach. Dieser Koli konnte keine sonstigen Abwehrstoffe erzeugen, aber er störte die Signalstoffe der Salmonellen.
Das funktioniert folgendermaßen
Alle Bakterien produzieren den Signalstoff AHL (acetyliertes Honoserinlacton) den sie auch ständig ausscheiden. Er schwimmt also immer in der Gegend rum. Er kann auch prima in Bakterien eindringen. Bisher konnten 3 verschiedene AHL-Moleküle identifiziert werden. Ist nun die Konzentration gering, passiert nix. Kommen nun mehr und mehr Bakterien zusammen erhöht sich auch die Zahl der AHL-Moleküle. Diese erhöhte Anzahl aktiviert nun ein bestimmtes Protein und dieses steuert ein Gen aus dem Bakteriengenom. Nun passiert was immer auf dem Gen verankert ist. Auf gleiche Weise kommunizieren die Mikroben mit uns. Wir sind voller Signalstoffe. Wie genau das mit unseren Körperzellen passiert ist noch völlig unbekannt.
Das gibt dem Begriff Individualität und eigene Entscheidung zu treffen, eine ganz neue Bedeutung, nicht wahr? Vielleicht solltest du mal vor den Spiegel gehen, und dir die Frage stellen:
Wer bin wir?
Unsere Mitbewohner
Na dann wollen wir doch mal sehen was so alles in uns und mit uns lebt:
Der Verdauungstrakt beginnt direkt hinter deinen Lippen und endet am After. Fast jeder Abschnitt ist mit Bakterien bevölkert. Als Erwachsener bestehst du aus genau so vielen Bakterien wie Körperzellen.
Das Gewicht der Mikroben beträgt etwa 2 Kilo, die Stoffwechselleistung entspricht mindestens der der Leber.
Heutzutage betrachten Wissenschaftler die Gesamtheit der Humanflora als eigenständiges Organ. Dieses Mikrobiom-Organ arbeitet mit anderen Organen eng zusammen und erfüllt genau wie sie eine nichtersetzbare Rolle in deinem Körper.
Es zu verlieren bedeutet das gleiche, wie Nieren oder Leber zu verlieren.
Die Bakterien besiedeln vor allem deine Außenflächen. Dazu gehört deine Haut, aber auch der komplette Verdauungstrakt ist „außen“. Eine der wichtigsten Funktionen der Darmflora bzw. des Mikrobioms ist der Schutz dieser Außenflächen, besonders vor pathogenen (= krankmachenden) Keimen.
Dies erreichen sie in erster Linie durch eine leichte Ansäuerung. Alle hilfreichen Bakterien unserer Darmflora gedeihen am besten in leicht saurem Milieu.
Pathogene Keime wie Salmonellen, Shigellen oder Legionellen mögen das eher nicht. Sie haben's lieber etwas basischer. Wenn das Milieu kippt, haben sie eine Chance sich auszubreiten.
Wohlgemerkt, wir reden hier von Außenfläche. Das hat nichts mit der Übersäuerung zu tun die bei vielen zum Problem werden kann. Diese Übersäuerung ist INNEN und betrifft vor allem die Zellen selbst und die Zellzwischenräume (Pischinger Raum).
Was machen die Bakterien und was sind ihre Aufgaben in unserer Darmflora?
Die Aktivitäten unserer angesiedelten Bakterien sind die folgenden:
Bakterien sind in der Lage spezielle Antibiotika (Bacterizine) herzustellen, die sie gegen krankmachende Keime einsetzen. Einige unserer Bakterien haben einen besonderen „Erzfeind“ unter den pathogenen Keimen, den sie im Zaum halten.
Eine andere Form der Abwehr ist die Störung der Kommunikation, so bleiben Salmonellen und Co inaktiv.
Oder unser Mikrobiom verhindert die Anheftung der unerwünschten Keime. Ohne Anheftung gibt es keine Infektion.
In Folgender Grafik kannst du die einzelnen Bakterienarten und Stämme mit ihrem zugehörigen „Wohnort“ einsehen:
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Bakterien und ihre verschiedenen Aufenthaltsplätze
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Ich werde hier in erster Linie auf die Darmflora des Verdauungssystems eingehen - hier passieren wirklich interessante und faszinierende Dinge.
Allein in unserem Verdauungssystem werden etwa 19.000 Aufgaben von ca. 160 Bakterienarten übernommen - soweit man bisher weiß.
Die Hauptaufgaben liegen in:
- Der Immunabwehr,
- Schutz der Außenfläche,
- dem Aufbau des Gerinnungssystems,
- der Verdauung und
- der Produktion verschiedener Vitamine und Botenstoffe.
Wie erwerben wir unsere Darmflora (Mikrobiom)?
Der erste und lebenslang wichtigste Kontakt findet über die Mutter statt. Nachdem der Embryo ca. 9 Monate in fast totaler Keimfreiheit aufgewachsen ist, wird er während der Geburt und kurz danach von der Mutter zwangskontaminiert.
Mutter und Kind
Kurz vor der Geburt produziert der weibliche Körper sehr locker sitzenden Vaginalschleim in welchem besonders viele Mikroben des Eigenbioms sitzen. Zudem wird sehr viel Muttermilch bereitgestellt. Es bildet sich ein kleiner Bakterienrasen rund um die Brustwarzen.
Diese Erstbesiedelung ist einer der entscheidendsten Momente in der Entwicklung des Babys und hat Einfluss auf sein ganzes restliches Leben.
Die Mutter gibt die Keime weiter die sich als nützlich erwiesen haben.
Im Lauf der nächsten 6-9 Monate nimmt das Baby noch weiter Bakterien aus der engeren Umgebung auf um die Vielfalt des eigenen Mikrobioms zu erweitern.
Innerhalb dieser Zeitspanne ist die Magensäure des Säuglings noch nicht sehr stark ausgeprägt, einfach um zum einen das eigene Keimspektrum zu komplettieren, zum anderen auch um das darmassoziierte Immunsystem zu trainieren.
Danach wird das Magenmilieu so sauer, dass viele Mikroben die Passage nicht überstehen.
Dieses sinnvolle System hat sich in Jahrmillionen langer Evolution entwickelt und bewährt.
Aber wir sind ja homo sapiens (sapiens = der wissende) - wir können ja alles besser.
Wir lassen die Babys durch Kaiserschnitt zur Welt kommen, auch wenn es medizinisch nicht notwendig ist. Dadurch verpassen sie die Möglichkeit, in Kontakt mit den äußerst wichtigen und nützlichen Mikroben des Eigenbioms zu kommen. Danach setzen wir die Kleinen den Krankenhauskeimen aus - und um die wieder loszuwerden kriegen sie dann Antibiotika. Ziemlich verkorkster Start!
Aber warum ist denn die Erstbesiedlung so wichtig? Kann ich das nicht später ersetzen?
Wie schon erwähnt kommt der Embryo keimfrei zur Welt. Die Darmwand ist wie ein leeres, unbeschriebenes Blatt Papier. Die Erstkeime, hoffentlich die der Mutter, prägen die Darmwand.
Stell dir das vor wie Schlüssel und Schloss. Das Bakterium ist der Schlüssel, die Darmwand ist das Schloss.
Bakterium heftet sich an Zellwand an. Nur dieses eine, welches am Anfang die Darmwand geprägt hat, passt richtig in das Schloss.
Selbst wenn du diese Darmkeime durch Krankheit oder Therapie verlierst, kann sich kein anderes Bakterium mehr so richtig dran anheften - das heißt der Originalkeim wird auf lange Sicht die Neuankömmlinge verdrängen. Klar, dass es da besser ist, wenn du am Anfang die richtigen Keime mit auf den Weg bekommst.
Nicht alle Keime die wir mit der Zeit aufnehmen prägen unsere Darmwand auf diese Weise, aber die wichtigsten.
Wir nehmen das ganze Leben Bakterien auf, manche bleiben, viele sind nur passager. Sind wir erwachsen bestehen wir aus zehn Mal so vielen Bakterien, wie eigenen Körperzellen.
Eine sehr angenehme Art das Darmimmunsystem zu bereichern ist das Küssen. Küssen sich 2 Menschen 10 Sekunden lang, kommt es zum Austausch vom 80.000.000 Bakterien aus einer Vielzahl von Arten - und meistens zu unserem Vorteil.
Es ist durch eine große Anzahl von Untersuchungen belegt, dass Kinder die durch Kaiserschnitt zur Welt kamen - oder Frühchen, die im Brutschrank aufgepäppelt wurden, ein viel höheres Risiko haben eine Allergie oder Unverträglichkeit zu bekommen. Zudem sind sie sehr viel empfindlicher gegen Infektionen. Denn unser Immunsystem, die Organe welche die Lymphozyten produzieren und schulen, benötigen einen Anschub durch Mikroben um überhaupt mit Ihrer Arbeit zu beginnen. Keine, verzögerte oder falsche Erstbesiedlung schwächt unser Immunsystem in einer entscheidenden Phase. Es macht also durchaus Sinn von Zeit zu Zeit eine Kurzkur mit physiologischen, lebensfähigen Darmbakterien durchzuziehen. Und/Oder mehr zu Küssen ;-)
Exkurs: Die Eliteeinheit der Immunabwehr – Die Leukozyten
Das sind die weißen Blutkörperchen. Sie werden im roten Knochenmark aus Stammzellen gebildet.
Leukozyten können, je nach Ausprägung viele verschiedene Aufgaben im Immunsystem erfüllen.
Ein Teil wird zu Makrophagen (Fresszellen). Wie der Name schon sagt, fressen die einfach alles auf was für den Körper gefährlich werden kann. Das nennt man auch phagozytieren - klingt irgendwie feiner als fressen.
Ein Teil der Leukozyten werden im Lymphsystem (Lymphknoten, Thymus, Milz, Mandeln Knochenmark) geprägt, also ausgebildet. Sie müssen lernen was Körperfremd und schädlich ist. Nach dieser Schulung nennt man sie Lymphozyten.
Es gibt B-Lymphozyten und T-Lymphozyten:
B-Zell-Gruppe: Aufgaben
- B-Lymphozyten: Vorläufer der Plasmazellen im Blut
- Plasmazellen: Spezialisierung auf Antikörperproduktion
- B-Gedächtniszellen: langlebige B-Zellen mit einem Gedächtnis für spezielle Antigene
T-Zell-Gruppe: Aufgaben
- T-Helferzellen: aktivieren Plasmazellen und Killerzellen und erkennen Antigene auf den Antigen präsentierenden Zellen
- Regulatorische T-Zellen: bremsen die Immunantwort und hemmen die Funktion der B-Zellen und anderer T- Zellen
- T-Gedächtniszellen: Langlebige T-Zellen mit einem Gedächtnis für spezielle Antigene
- T-Killerzellen (zytotoxische T-Zellen): erkennen und zerstören von Viren befallene Körperzellen und Tumorzellen, indem sie auf bestimmte Antigene der befallenen Zellen reagieren
Deine individuelle Darmflora (Mikrobiom)
Doch zurück zu unseren Mitbewohnern. Es ist alles so miteinander verwoben, man kann das eine nicht vom anderen trennen.
Wir wissen jetzt wie wir zu unserem eigenen Mikrobiom kommen - aber was macht dieses zu unserem eigenen? Und hat jeder von uns ein eigenes, unverwechselbares?
Im Prinzip ja.
Wir kriegen ja ein Startpaket vor allem von der Mutter mit auf den Weg. Dieses ergänzen wir im Laufe unseres Lebens, modifizieren können wir das aber nur in beschränkten Maße.
Aber prinzipiell ja, wegen der unterschiedlichen Lebensumstände hat jeder von uns sein eigenes Mikroflorasystem.
Es gibt allerdings grundlegende Einschränkungen:
Die einzelnen Körperbereiche und ihre ansässigen Bewohner.
Je nach Aufgabe und Funktion besiedeln unterschiedliche Bakterienarten unterschiedliche Abschnitte unseres Körpers.
So haben wir im Mund vor allem Lactobazillus-Arten, aber auch Stappylokokken, Streptokokken und Bacteroides.
In der Speiseröhre kann sich nichts halten.
Früher dachte man, im Magen könnte nichts ansiedeln, weil das Milieu einfach zu sauer ist. Die Rechnung wurde aber ohne Helicobacter pylori gemacht. Helicobacter pylori kann im Magen überleben und ist vor allem als Auslöser von Magengeschwüren und -tumoren bekannt geworden. Und ja, dass tut er auch und muss dann bekämpft werden. Man ist sich jedoch nicht ganz sicher, ob er nicht auch eine schützende Funktion am Übergang zur Speiseröhre haben kann. Dies ist aber noch Spekulation.
Im Dünndarm findet der größte Teil der Verdauung statt. Die Aufspaltung und Aufnahme der Nährstoffe wird hier erledigt. Aufgrund des noch recht sauren Milieus halten sich hier vor allem Lactobakterien auf.
Im Dickdarm findet sich die größte Artenvielfalt und Bakteriendichte. In seinen Wänden sind auch die meisten Nervenzellen unseres Darmhirns. Er ist die Schaltzentrale unserer Abwehr, produziert Botenstoffe, kommuniziert mit anderen Organen und sorgt dafür, dass wir nicht austrocknen (dehydrieren). Er entzieht dem Nahrungsbrei das Wasser.
Die ersten 50 cm des Dickdarms werden von E. Coli-Bakterien besiedelt. Ja, richtig gehört: Colis.
Genauso wie es pathogene Colibakterien gibt, existieren auch nützliche, ja lebensnotwendige E. Coli Bakterien.
Anschließend daran wird’s ziemlich „multikulti“.
Lactobacillus, Bifidus, Streptococcus, Enterococcus, Bacteroides und noch einige Unterarten tummeln sich buntgemischt. Gegen Ende des Darms lässt diese Vielfalt nach und du hast dann nur noch Bifidos.
Festzuhalten ist also: Das nicht jedes Bakterium an jeder Stelle des Verdauungstraktes ansiedeln kann.
Untersuchung der Uni Heidelberg
Eine wirklich überraschende Entdeckung machten Forscher der Uni Heidelberg.
Die wollten genauer wissen, was eigentlich in so einer Darmflora alles drinnen ist und wie wir uns da unterscheiden. Also sammelten sie (und das tun sie immer noch) Stuhlproben von Leuten rund um den gesamten Erdball, zusammen mit einem Fragebogen wie der zugehörige Bakterienträger so lebt.
Bisher wurden über 2000 Proben von ungefähr 550 Leuten ausgewertet. Das Ergebnis: Weder die Herkunft, noch das Alter, nicht das Geschlecht und auch nicht die Ernährungsweise hat einen maßgebenden Einfluss auf die Grundzusammensetzung der Darmflora.
Das alles spielt schlichtweg keine Rolle!
Die Wissenschaftler konnten drei Hauptgruppen des Darmmikrobioms bestimmen, diese nannten sie Enterotypen.
Jeder von uns gehört einem dieser 3 Enterotypen an.
Die Forscher wissen noch nicht wer und warum, welchem Enterotypus zugehört. Aber diese Zugehörigkeit bestimmt, wie wir verdauen, auf Medikamente reagieren, für welche Erkrankungen wir besonders empfänglich sind und vieles mehr.
Es wurden auch Versuche gemacht, komplette Mikrobiome zu verpflanzen. Zum Beispiel wurde eine Stuhlaufschwemmung (also flüssige Sch...) von adipösen, das heißt verfetteten Mäusen und normal gewichtigen Mäusen per Klistier verabreicht. Und tatsächlich entwickelten diese Mäuse auch Adipositas - allerdings hielt der Effekt nur ca. 9 Monate an, dann verschwand diese Fettleibigkeit wieder. Du weißt mittlerweile warum:
Weil der Schlüssel nicht ins Schloss passt.
Diese Stuhlprobensammlung in Heidelberg gibt’s noch, wenn du willst kannst du dran teilnehmen.
Das Ergebnis
Es gibt also Unterschiede in der Darmbesiedelung jedes einzelnen - sie sind aber nur marginal und spielen nicht wirklich eine Rolle. Der Grundenterotyp ist nicht dauerhaft veränderbar.
Ein besseres Grundverständnis dieser Enterotypen, wie sie mit unseren Körperfunktionen verwoben sind, wo sie eingreifen, regulieren oder verhindern: das alles könnte zu einer neuen Art der Therapie führen, welche nur mit bestimmten Bakterienstämmen, ganz ohne Chemie, auskommen könnte.
Das gefällt natürlich nicht jedem (räusper) aber ich fänd´s cool!
Wann ist ein Bakterium schädlich für dich und wann nützlich?
Schädliche Bakterien der Darmflora von zehntausenden verschiedener Bakterien sind grade mal 1% pathogen, also krankmachend. Dann gibt‘s noch einige die unter bestimmten, sehr ungünstigen Umständen pathogen werden können (fakultativ pathogen oder opportunistisch).
Und natürlich diejenigen die überhaupt nicht pathogen werden können, also nützlich oder unschädlich aber nutzlos.
Entscheidende Faktoren die über die Pathogenität entscheiden, sind:
- Das Genom der Mikrobe - hat es das Werkzeug um Krank zu machen?
- Das Genom des Wirtes - Ist er empfänglich für diese Infektion oder kann er sich wehren?
- Die Umwelteinflüsse und das Milieu - Was macht das Bakterium stark oder was den Wirt?
Nur wenn diese 3 Punkte in negativer Hinsicht zusammentreffen kann dich ein Bakterium krank machen!
The good, the possibly bad and the deadly
Absolut apathogen sind zum Beispiel alle Lacto- und Bifidobakterien. Sie sind in der Mehrzahl äußerst nützlich und unentbehrlich.
Alle Lactobazillen säuern den Darm an und erzeugen Laktase. Bei Lactose-Unverträglichkeit fehlt diese Laktase, um die Lactose in der Milch zu spalten.
Alle Bifidobakterien stimulieren das Immunsystem.
Zusätzlich hat die Darmflora noch weitere Funktionen. Im folgenden einige dokumentierte Beispiele für die vielfältigen Aufgaben, die Milchsäurebakterien in deinem Körper erfüllen.
Das sind aber nur die bisher bekannten:
- Lactobacillus acidophilus im gesamten Verdauungstrakt: Durchfall, Vaginalschutz
- Lactobacillus casei im Dünn- und Dickdarm: Durchfall, Gegenspieler von Salmonella typhimorum
- Lactobacillus paracasei im Dünn- und Dickdarm: Durchfall, Gegenspieler von Streptococcus mutans (Karies)
- Lactobacillus salivarius im gesamten Verdauungstrakt und in der Mundhöhle: Gegenspieler von Streptococcus mutans (Karies, Gingivitis)
- Lactobacillus rhamnosus im Dünn- und Dickdarm: Dünn- und Dickdarmimmunstimulation
- Lactobacillus helveticus im Dünn- und Dickdarm: leichte Blutdrucksenkung
- Lactobacillus gasseri im Dünn- und Dickdarm: bessere Fettverstoffwechselung
- Lactobacillus reuteri im gesamten Verdauungstrakt: Gegenspieler des Helicobacter pylori (Magengeschwüre)
- Lactobacillus plantarum im Dünn- und Dickdarm: bekämpft pathogene Arten
- Lactobacillus fermentum im Dünn- und Dickdarm: bekämpft pathogene Arten
- Lactobacillus crispatus in Vaginalschleimhäuten: Vaginalschutz
- Bifido brevis im Dünn- und Dickdarm und Vaginalflora: Reizdarm
- Bifido longum im Dünn- und Dickdarm und in der Vaginalflora: Histaminunverträglichkeit
- Bifido infantis im Dünn- und Dickdarm und in der Vaginalflora: Histaminunverträglichkeit
- Bifido Lactis im Dünn- und Dickdarm und in der Vaginalflora: entzündungshemmend
- Bifido bifidum im Dünn- und Dickdarm und in der Vaginalflora: entzündungshemmend
- Streptococcus thermophilus im Dünn- und Dickdarm: Durchfall
Fakultativ pathogen können zum Beispiel verschiedene Streptokokken, Stapphylokokken oder E.coli sein. Das ist der Fall wenn sie auf eine geschwächte Abwehr/Immunlage/Darmflora treffen oder am falschen Ort auftauchen wie z.B. der Blase, Lunge oder inneren Organen.
Im normalen Umfeld sind sie hingegen unverzichtbar. Man nennt sich auch opportunistische (die Gelegenheit nutzende) Keime.
Gar nichts Gutes an sich haben zum Beispiel Borrelien, Shigellen, Legionellen, Salmonellen oder Treponema - sie sind ausschließlich pathogen.
Die Barrierefunktion der Darmflora
Dies ist eine weitere, sehr wichtige Aufgabe unserer Bakterien. Sie bilden einen dichten Rasen auf unserer Darmwand. Damit verhindern sie, dass potentiell krankmachende Mikroben sich dort ansiedeln können. Und ohne Ansiedlung kann’s auch keine Infektion geben. In der nachfolgenden Abbildung siehst du die tiefgestaffelte Abwehrlinie deines Darmimmunsystems: [sg_popup id="7" event="click"]
Schutzebenen im Darm
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Schutzschicht 1
Die erste Abwehrlinie bildet dein Mikrobiom, es fängt bei weitem schon die meisten Attacken pathogener Keime ab.
Schutzschicht 2
Danach folgt die Schleimschicht und die Darmschleimhaut als schwer durchdringbare Barriere.
Du erkennst schmale Lücken zwischen den Zellen der Darmschleimhaut, die sogenannten „Tight Junctions“. Sie sind durch ein Fibrinband verbunden welches, ähnlich wie ein Gummiband, die Zellen zusammenhält. Kleinmolekulare Substanzen, wie zum Beispiel Nährstoffe, können zwar hindurch- größere werden aber draußen gehalten.
Manchmal werden fremde Bakterien durch diese „Junctions“ durchgeschleust um sie dem darunterliegenden Immunsystem zu präsentieren. Das analysiert den Fremdling:
Ist er gefährlich oder harmlos? Muss gegen ihn vorgegangen werden?
Falls das Immunsystem den Keim als gefährlich einstuft wird er durch T- Helferzellen „ausgelesen“, die Information wird gespeichert.
Plasmazellen können nun mit der Produktion der Antikörper beginnen.
Manchmal sind die Fibrinstränge welche die Zellen zusammenhalten nicht (mehr) funktionstüchtig- das Gummiband ist quasi „ausgeleiert. Dies kann zum Beispiel durch Bindegewebsschwäche oder genetische Defekte entstehen. Dann können auch groß-molekulare Teile die Darmschleimhaut passieren und unter Umständen Allergien oder Unverträglichkeiten verursachen.
Schutzschicht 3
Die letzte Abwehrlinie bildet unser Darm-assoziiertes Immunsystem. Es besteht aus:
- Makrophagen, das sind Fresszellen die alles körperfremde einfach verschlingen
- T- Zellen, die fremde Keime analysieren, die Information speichern und weitergeben
- B-Zellen die diese Informationen langfristig speichern
- Plasmazellen, die wiederum aufgrund der gespeicherten Informationen spezifische Antikörper erzeugen.
Dieser letzten Barriere entkommen nur wenige Mikroben, die es bis hierher geschafft haben.
Also ein sehr ausgeklügeltes und effektives Abwehrsystem, in welchem das Darmmikrobiom eine unverzichtbare Rolle spielt.
Auch die Wissenschaft stößt an ihre Grenzen
Diese ganzen Informationen können verwirrend sein – aber wenn es dich beruhigt: nicht nur für dich, auch die Wissenschaft ist immer wieder auf´s höchste erstaunt.
Mit etwas Schadenfreude könnte ich jetzt sagen, dass die Erfahrungsheilkunde schon immer um die Bedeutung der Darmflora und des Mikrobioms wusste – aber ich sag´s nicht!
Was also tun?
Du bist nun bestens über Mikroben und deine eigene, innere Darmflora und ihre Wichtigkeit informiert. Was sollst du nun also tun? Du hast Milliarden guter Freunde in dir, sorge dafür, dass es ihnen gut geht.
Ernähre dich einigermaßen vernünftig. Das bedeutet, dass du zum einen deinen Bakterien geben solltest was sie benötigen. Ballaststoffreich und möglichst biologisch, vollwertig, abwechslungsreich und frisch. Je weiter ein Nahrungsmittel verarbeitet ist, desto weniger wertvolle Inhaltsstoffe und desto mehr künstliche Zusatzstoffe sind drin. Damit können deine Kumpels nichts anfangen, ja das kann ihnen sogar schaden.
Auch mal eine kleine und kontrollierte Fastenkur einzulegen, tut deinen Freunden gut. Das muss nicht mal besonders lange sein.
Keine hysterische Bakterienphobie mit Desinfektionsmitteln überall. Erstens leben wir schon seit Millionen von Jahren mit Bakterien und profitieren von ihnen und zweitens ist der Putzkram reine Chemie. Das heißt natürlich nicht, dass ihr alle Hygiene sein lassen sollt, aber es gibt unter Medizinern den Begriff “Sagrotan-Mutter“. So halt nicht.
Vermeidung unnötiger Medikamente. Natürlich musst du bei Krankheiten Medikamente einnehmen – dazu gehören auch Antibiotika. Aber nicht wegen jedem Schnupfen oder leichten Erkältung. Die kann man auch mal so- oder mit Hausmitteln auskurieren. Zudem sind das Viruserkrankungen, da nützen Antibiotika gar nichts. Im Gegenteil: so werden Resistenzen gefördert. Extra Tipp: Solltest du Präparate einnehmen müssen, welche deine Darmflora (zer)stören (das nennt sich im Beipackzettel „gastro-intestinale Störungen“), nimm gleichzeitig ein Probiotikum ein. Zum einen verlierst du weniger deiner eigenen Mikroben, zum anderen werden Lücken in der Darmflora gleich wieder aufgefüllt.
Bewegung. Unser Darm ist selbst ständig in Bewegung, man nennt das Darmperistaltik. So wird der Nahrungsbrei befördert, die Reste hinausbefördert, die Darmflora erneuert. Bei Bewegungsmangel droht ein träger Darm mit Verstopfung (Obstipation), schlechter Verdauung und mangelhafter Nährstoffresorption. Sorge also dafür das dein Darm durch Bewegung und Sport öfter mal durchgeschüttelt wird.
Gelegentlich einmal eine Darmsanierung begleitet mit lebens- und vermehrungsfähigen Probiotika ist auch ein gutes Mittel deine Darmflora zu fördern. Besonders sinnvoll ist das, wenn du an Allergien leidest oder infektanfällig bist. Es ist auch ne gute Vorbeugung für die Erkältungszeit.
Was sind die Merkmale eines guten Präparates zum Aufbau deiner Darmflora
Ein gutes Darmflorapräparat hat üblicherweise mindestens 8 verschiedene Stämme von Lactobazillen, Bifidostämmen und ein oder zwei Enterococcus oder Streptococcus. Mindestens 10 hoch 9 probiotische Milchsäurebakterien müssen schon drin sein. Außerdem sollten sie vermehrungs- und ansiedlungsfähig sowie physiologisch sein.
Kann ich denn nicht auch einfach Joghurt essen?
Klar, wenn’s dir schmeckt – nur zum Aufbau der Darmflora sind sie nicht oder nur bedingt geeignet.
Zum ersten werden in der Lebensmittelindustrie Keime nach Haltbarkeit und Preis ausgesucht, zudem sind sie zum größten Teil abgetötet, nur ein geringer Prozentsatz lebt. Du müsstest jeden Tag etwa 1 Kilo Joghurt essen um eine nur annähernd ähnliche Wirkung wie ein Probiotikum zu erzielen.
Zusammenfassung
Die Symbiose zwischen dir und deiner Darmflora bzw. Mikrobiom ist wesentlich komplizierter und vielschichtiger als man bisher auch nur ahnte. Sie geht weit über das hinaus was der logische Verstand (noch) erfassen kann.
Nicht nur, dass die Stoffwechselleistung deiner Bakterien für dich absolut überlebenswichtig ist, sie haben auch einen noch nicht abschätzbaren Einfluss auf deine Handlungen und Reaktionen.
Tun wir das, was wir tun weil wir das wollen oder werden wir subtil dirigiert? Oder sind wir so eins, dass das keine Rolle spielt?
Die Beziehung zwischen uns und unserem Mikrobiom ist über Jahrmillionen gewachsen – und wer weiß, vielleicht sind wir nur wegen ihm soweit gekommen.
Gesund zu bleiben oder zu werden, ist ohne ein intaktes Mikrobiom nicht möglich. Also pflege und hege deine kleinen Freunde.