Darmflora

ie Rolle der Mikrobiota bei Reizdarmsyndrom
Was die Darmflora darstellt

Der Darm des Menschen verfügt nicht nur über körpereigene Zellen, sondern auch über eine erhebliche Anzahl körperfremder Mikroorganismen. Im Darm bezeichnet man die Gesamtheit aller Mikroorganismen als (intestinale) Mikrobiota oder Darmflora. Ein anderes Synonym ist Mikrobiom. Allerdings verwenden einige Forscher diesen Begriff dafür, dass sie damit die Gesamtheit vom Genom der Mikroorganismen benennen. In der heutigen Zeit nehmen die Hinweise zu, dass im Darm der Reizdarm-Patienten die Mikrobiota verändert ist.

Zum größten Teil besteht die Mikrobiota aus Bakterien. Dabei leben Mensch und Darmbakterien in einem mutualistischen beziehungsweise symbiotischen Verhältnis. Das heißt, dass die beiden Partner voneinander profitieren: Der menschliche Darm bietet für die Mikroorganismen einen nährstoffreichen, geschützten Lebensraum, während die Darmbakterien für den Organismus viele schützende und metabolische Funktionen erfüllen.

Es wird angenommen, dass im Darm nicht mehr als 100 Billionen Mikroorganismen leben. Das entspricht der zehnfachen Zellzahl beim Menschen. Die Zahl der Gene, welche von Mikroorganismen kodiert oder gebildet werden, übertrifft diese ihres Wirt über das Hundertfache hinaus.

Wozu die Mikrobiota dient

Die Mikrobiota fördert den Stoffwechsel

Aufgrund der beachtlichen genetischen Vielfalt der unterschiedlichen Bakterienarten ist es der Mikrobiota möglich, viele Funktionen zu übernehmen, welche die Zellen des Menschen nur besonders begrenzt oder nicht ausführen können. Dazu gehören die Synthese von Vitamin K, B1, B2, B6, B12, alle nicht-essenziellen und essenziellen Aminosäuren, der Abbau der Kohlenhydrate, die von menschlichen Zellen nicht verdaubar sind und die Entgiftung von toxischen (giftigen) Stoffen. In der Regel verbessert die Mikrobiota die Nährstoffversorgung beim menschlichen Körper. Allerdings kann in einigen Fällen eine gestörte Funktion der Gesamtheit aller Mikroorganismen auch der Auslöser für Verdauungsprobleme sein. Der Milchzucker, auch Laktose genannt, wird in Milch, Käse und Joghurt bei einer Laktoseintoleranz nicht wie sonst mithilfe des Enzyms Laktase im Dünndarm vom Wirt, sondern durch die Mikrobiota im Dickdarm zersetzt. Daraufhin können Durchfälle, Blähungen und Bauchkrämpfe auftreten.

Die Mikrobiota schützt uns und die Immunabwehr

So wie in der Fauna (Tierwelt) konkurrieren im Darm die Bakterien gegeneinander um die begrenzte Nahrung. Die Mikrobiota hat häufig im Darm einen Überlebensvorteil gegenüber den schädlichen, neuen Bakterienarten. Aufgrund dessen verdrängt die Gesamtheit aller Mikroorganismen die schädlichen Keime und kann das Neubesiedeln von krankmachenden Bakterien wirkungsvoll verhindern. In der Ökologie wird das auch Konkurrenzausschluss-Prinzip genannt.

Im Vergleich zu unserer Haut hat der Darm eine viel größere Oberfläche, sodass uns das Immunsystem speziell vor äußeren Einflüssen zu schützen hat, die schädlich sind. Aus diesem Grund spielt die Darmwand als die größte Grenzfläche zwischen Außenwelt und Körper eine wichtige Rolle bei der Entwicklung vom Immunsystem des Menschen. Die konstante Wechselwirkung zwischen Immunzellen und Mikrobiota trägt in erster Linie zur Modulation und Regulation bei diesem Prozess bei. Es wird davon ausgegangen, dass vor allem die Zusammensetzung der Mikrobiota in der frühen Kindheit eine bedeutungsvolle Wirkung bis hin zum Erwachsenenalter hat. Es scheint beispielsweise einen Zusammenhang zwischen der Entstehung von Allergien und der frühkindlichen Gesamtheit aller Mikroorganismen zu geben: Heranwachsende mit einer fehlbesiedelten Mikrobiota entwickeln also öfter ein unzureichend trainiertes Abwehrsystem, welches bei der Verbindung mit nicht schädlichen Antigenen überreagiert.

Die Mikrobiom-Darm-Gehirn-Achse (Mikrobiota und das Nervensystem)

Unter dieser Achse versteht man ein Kommunikationssystem, welches Nervensignale und hormonelle, immunologische Signale zwischen Gehirn, Darm und Mikrobiom vermittelt.

Auf der einen Seite ist es dem Hirn möglich, durch dieses System entscheidende Darmfunktionen zu steuern, wie zum Beispiel die Darmbeweglichkeit (Motilität), Immunabwehr und Schleimsekretion, was ebenso die Überlebensfähigkeit von den unterschiedlichen Bakterienspezies beeinflusst. Unter anderem ist bekannt, dass sich aufgrund von stressigen Situationen das umgebende Milieu von den Bakterien und damit die Zusammensetzung der Mikrobiota verändern kann. Zudem hat diese einen Zugang zum Gehirn durch diese Mikrobiom-Darm-Gehirn-Achse

Auch gibt es Hinweise darauf, dass die Mikrobiota mithilfe dieser Achse ausschlaggebend am Entstehen von chronisch-degenerativen Krankheiten, wie etwa Parkinson und Alzheimer beteiligt sein könnte. Es hat sich in einem Tierversuch beispielsweise gezeigt, dass Alpha-Synuclein nach dem Injizieren durch Nervenfasern in die Ratten-Darmwand in bestimmte Bereiche vom Gehirn einwandern kann. Bei Alpha-Synuclein handelt es sich um ein Eiweiß, das normalerweise im Denkorgan der Parkinson-Betroffenen vermehrt zu finden ist.

Ein anderer Mechanismus, durch welchen die Bakterien vom Darm auf das Gehirn wirken könnten, wird im Blut anhand des Serotonin-Spiegels vermittelt. Serotonin gilt als Neurotransmitter und Mediator, dessen relativer Defizit am Entstehen der Depressivität beteiligt ist. Der größte Teil vom Serotonin, das peripher produziert wurde, entstammt dem Darm. Durch die Modulation dieser Serotonin-Sekretion vom Darm könnte die Mikrobiota den Serotonin Spiegel im Blut und letztlich die Verarbeitung der Signale vom Denkapparat beeinflussen.

Die Zusammensetzung der Mikrobiota

Eine sehr ungleiche Verteilung von der Bakterienflora herrscht im Verdauungstrakt. Insbesondere aufgrund der besonders sauren Magensäure, welche das Überleben der Bakterien stark einschränkt, sind der Dünndarm und der Magen mit zehn bis 104 Bakterien je Milliliter fast bakterienfrei. Im Dickdarm hingegen steigt die Dichte der Mikroorganismen, die zwischen 1.011 und 1012 Bakterien pro Milliliter liegt, rasant an.

Die Phyla, wie man die Bakterienstämme auch nennt, aus welchen die ganze Mikrobiota besteht, sind bei den Menschen vorwiegend gleich. Sie setzen sich den Bakterienarten der Stämme Bacteroidetes, Firmicutes, Aktinobakterien und Proteobakterien zusammen. Bei der Verteilung der unterschiedlichen Bakterienarten in den Stämmen dagegen gibt es interindividuelle, große Unterschiede.

Wie sich die Mikrobiota bei Säuglingen bildet

Bei den Neugeborenen gibt es noch keine Mikrobiota, da sich in ihrem Darm kaum Bakterien befinden. Beim Geburtsvorgang wird der Darm des Menschen das erste Mal von Bakterien besiedelt. Die anfängliche Mikrobiota unterscheidet sich hier bei Kaiserschnitt-Geburten (Bakterien von der mütterlichen Hautflora) und vaginalen Geburten (Bakterien von der mütterlichen Vaginalflora).

Außerdem wird eine ganz entscheidende Rolle der Ernährung des Babys beigemessen. Im Darm von gestillten Kindern ist der höhere Anteil von Bifidobakterien im Gegensatz zu Heranwachsenden mit Flaschennahrung lediglich ein Beispiel. Man geht hiervon aus, dass in der Muttermilch milchsäureproduzierende Bakterien zu finden sind, welche ebenso das Besiedlungsverhalten von weiteren Bakterien beeinflussen.

Bei dem Übergang zu der festen Nahrung wird die Zusammensetzung der Mikrobiota stark verändert: Die laktosezersetzenden Bakterien, welche davor eine wichtige Funktion innehatten, werden aufgrund von anderen Bakterienarten verdrängt, die weitere Fette, Eiweiße und Kohlenhydrate verwerten und zudem Vitamine bilden können. Heute weiß man ebenso, dass sich bei einer bestimmten Ernährung wie beispielsweise der FODMAP-Diät die Mikrobiota verändert.

Selbst bei einem Erwachsenen ist es möglich, dass durch die Ernährung die Darmflora verändert wird. Bei adipösen (fettleibigen) Menschen zum Beispiel fiel ein erhöhter Gehalt an Firmicutes auf, wohingegen eine fettarme, ballaststoffreiche Nahrung den Anteil von Firmicutes-Populationen verringern kann.

Wegen der funktionellen Redundanz der Bakterien lässt sich erklären, dass sich auch bei gesunden Menschen die Zusammensetzung der Mikrobiota stark unterscheiden kann. Aufgrund dessen, dass mehrere Bakterienarten zahlreiche Funktionen übernehmen, besteht die Möglichkeit, dass ein verminderter Anteil von einer Art anhand des erhöhten Anteils der anderen kompensiert wird.

Was die Mikrobiota mit Reizdarmsyndrom zu tun hat

Eine mehr oder minder stabile Balance zwischen Wirtorganismus und intestinalem Mikrobiom, welches sich im Erwachsenenalter ausgleicht, wird Eubiose genannt. Unter Umständen besteht die Möglichkeit, dass bei diesem Gleichgewicht quantitativ und qualitativ eine Störung erfolgt. Das ist unter anderem der Fall, wenn während einer Langzeittherapie mithilfe eines unspezifisch wirkungsvollen Breitbandantibiotikums eine große Vielfalt an Bakterientypen abgetötet wird. Selbst bei schweren Durchfallkrankheiten tritt oft eine Verschiebung der Mikrobiota auf, woraufhin ein postinfektiöser Reizdarm begünstigt werden kann.

Häufig geht eine derartige drastische Dysregulation mit akuten negativen Begleiterscheinungen einher. Es wird davon ausgegangen, dass eine massiv gestörte Mikrobiota mehrere Krankheiten begünstigt. Zu diesen Erkrankungen zählen unter anderem Diabetes Typ zwei, Adipositas, Parkinson, Alzheimer sowie chronisch-entzündliche Darmkrankheiten wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa.

Auch der Reizdarm gehört dazu. Man hat bei Betroffenen mit dieser Erkrankung etwa einen doppelten Anstieg bei dem Verhältnis von Firmicutes zu Bacteroidetes festgestellt.

Was den Reizdarmsydrom angeht, so sind möglicherweise für die Dysbiose folgende Mechanismen verantwortlich:
– gestörte bakterielle Gärung: Die veränderte Balance im Mikrobiom hat bei der bakteriellen Gärung eine Veränderung als Konsequenz.
– erleichterte Adhäsion von krankmachenden Bakterien: Aufgrund der destabilisierten, ansässigen Mikrobiota ist es möglich, dass sich krankheitserregende Bakterien an der Darmwand einfacher ansiedeln.
– Dünndarmfehlbesiedlung: Letztlich tritt eine vermehrte Besiedlung der Bakterien im Dünndarm auf. Dieser ist bei gesunden Personen weitgehend keimfrei.

Welche Rolle das Mikrobiota in der Reizdarm-Behandlung spielt

Wegen der wichtigen Beteiligung vom Mikrobiom bei der Krankheitsentwicklung ist die Mikrobiota gleichzeitig ein potenzieller Angriffspunkt von therapeutischen Mitteln.

Probiotika

Dabei geht es um eine oral aufnehmbare Zubereitung bestimmter Bakterienkulturen. Allerdings mangelt es bis jetzt an einem exakten wissenschaftlichen Beleg von der Wirkung der Probiotika bei Reizdarmsyndrom.

Stuhltransplantation

Die Stuhltransplantation, auch als fecal microbiota transplant bezeichnet, gilt als Verfahren, welches schon im alten China im vierten Jahrhundert das erste Mal beschrieben wurde. Jedoch hat sie in der westlichen Medizin insbesondere in den vergangenen Jahren als Therapie gegen Darmkrankheiten Aufmerksamkeit erhalten. Dabei untersucht man den Stuhl von einem gesunden Spender auf krankheitserregende Keime vor. Bei einer Darmspiegelung wird er nach einer Aufreinigung auf die Darmwand vom Empfänger gesprüht. Gerade bei der CDAD (Clostridium-difficile-assoziierten Diarrhö) hat sich dieses Verfahren als effektiv erwiesen. Inzwischen empfiehlt die Amerikanische Gesellschaft für Gastroenterologie bei einer sehr schwerwiegenden Form der Krankheit (CDAD mit pseudomembranöser Colitis) die Stuhltransplantation standardmäßig. Bis jetzt konnte der Nutzen beim Reizdarm und chronisch-entzündlichen Erkrankungen noch keineswegs sicher belegt werden und wird noch derzeit erforscht.

Es steht fest, dass Stuhltransplantationen besonders risikoreich sind. Insbesondere beim verletzten Darm zum Beispiel während einer entzündlichen Darmkrankheit ist es möglich, dass zahlreiche Bakterien vom transplantierten Stuhl in das Blut vom Empfänger gelangen. Daraufhin gab es bereits wegen einer schweren Blutvergiftung Todesfälle. Zudem sind die Langzeitfolgen der Stuhltransplantationen noch nicht bekannt. Derzeit werden einige Arzneimittel getestet, welche Teile von dieser Transplantation synthetisch nachbilden, damit so kontrollierter und durch Tabletten oder andere Wege die Mikrobiota positiv beeinflusst wird.

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