Gefahren eines gestörten Mikrobioms

In vielerlei Hinsicht sind wir mehr Mikroben als Menschen.

Die Zahl unserer mit uns lebenden Mikroben (inklusive Bakterien, Viren und Pilze) übersteigt die Zahl der körpereigenen Zellen um einen Faktor von 1,3. Die Gene der Bakterien übersteigen die Zahl unserer menschlichen Gene sogar um einen Faktor von 150:1! Diese bakteriellen Gene sind wichtige Werkzeuge für uns, welche wir nicht selber besitzen. Ohne diese Werkzeuge würden wir uns gar nicht gut fühlen, tatsächlich würden wir nicht überlebensfähig sein.

Bisher haben wir diese große Bakterienpopulation – welche mit uns in enger Symbiose lebt – wie einen Feind behandelt ohne zu realisieren, dass wir uns selbst dabei schaden.

Unsere Körper vereinen so vielfältige Ökosysteme wie es unser Planet Erde tut, in jedem Teil unseres Körpers befindet sich ein einzigartiger Lebensraum mit einzigartigen Eigenschaften welche genau zu dieser Körperstelle passen.

Eine Störung dieser Lebensgemeinschaften, auch Dysbiose genannt, macht uns krank – wie krank finden wir gerade erst heraus.

Antibiotika zerstören komplette Ökosysteme
Antibiotika zerstören komplette Ökosysteme

Antibiotika agieren wie eine Atombombe

Die größte Bedrohung für unser Mikrobiom sind Antibiotika. Diese sind keine präzisen Waffen sondern agieren wie eine Atombombe, welche ganze Ökosysteme auslöscht. In den vielen Jahrzenten in denen Antibiotika weit verbreitet konsumiert wurden, haben sie eine klare Spur der Verwüstung hinterlassen. Ein Anstieg von Typ I Diabetes und Asthma werden ebenfalls mit dem exzessiven Gebrauch von Antibiotika in Verbindung gebracht.

Diese Dysbiose wirkt sich auf unser gesamtes Wohlbefinden aus. Die Vernichtung unserer uns zuträglichen Bakterien macht uns angreifbarer gegenüber pathogenen Bakterien, welche einen leergefegten Lebensraum vorfinden, indem sie sich breit machen und uns schädigen können. Das Mikrobiom kann sich zwar erholen, jedoch kann das Jahre dauern, bei immungeschwächten Menschen ist es noch schwieriger, was in einen endlosen Kreislauf aus weiterer Antibiotikaeinnahme und noch stärkerer Schädigung des Mikrobioms endet…

Neben der Anfälligkeit gegenüber pathogenen Bakterien gehen auch einige Krankheiten auf das Konto einer Dysbiose.

Die dysbiosis wirkt sich auf unser gesamtes Wohlbefinden aus.

Die Vernichtung unserer uns zuträglichen Bakterien macht uns angreifbarer gegenüber pathogenen Bakterien, welche einen leergefegten Lebensraum vorfinden, indem sie sich breit machen und uns schädigen können. Das Mikrobiom kann sich zwar erholen, jedoch kann das Jahre dauern, bei immungeschwächten Menschen ist es noch schwieriger, was in einen endlosen Kreislauf aus weiterer Antibiotikaeinnahme und noch stärkerer Schädigung des Mikrobioms endet…

Neben der Anfälligkeit gegenüber pathogenese Bakterien gehen auch einige Krankheiten auf das Konto einer Dysbiose.

Verdauungssystem

Krankheiten des Verdauungssystems
Krankheiten des Verdauungssystems

Diarrhea

Ein sehr bekannter Fall eines gestörten Lebensraumes in unserem Körper ist die Antibiotika-assoziierte Diarrhoe. Das Ökosystem des Darms ist zunächst durch die unspezifischen Antibiotika  zerstört, so dass unser Darm viele wichtige Werkzeuge für eine gesunde Verdauung verloren hat, des Weiteren fehlen nun auch die Waffen mit welchen der Darm pathogene Invasoren bekämpft. Die so exponierten Stellen auf den Innenwänden des Darms sind nun perfekte Lebensräume für die Kolonisierung von pathogenen Keimen. Einer der häufigsten und gefährlichsten Keime bei der  Antibiotika-assoziierten Diarrhoe ist Clostridium difficile, welcher durch die Freisetzung zweier sehr potenter Toxine unsere Darmschleimhaut schädigt und Entzündungen hervorruft.

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Adipositas

Die mikrobielle Zusammensetzung in unserem Verdauungstrakt beeinflusst unseren Appetit und die Fähigkeit Fett einzulagern.

Die Bakterien die in unserem Magen residieren, genannt Helicobacter pyloriHelHel, lassen uns wissen ob wir hungrig oder satt sind. Neben der Regulation des Säuregehalts im Magen bewirkt dieses Bakterium eine Abnahme des Hormons Ghrelin, welches in die Appetitregulation involviert ist. Fehlt dieses Bakterium, kommt es zu einer erhöhten Ghrelin-Produktion und damit zu einem größeren Appetit.

Leider hatte H. pylori in den letzten Jahrzehnten einen schlechten Ruf als Verursacher von Magengeschwüren, in dafür anfälligen Personen; das Bakterium wurde mit Antibiotika beinahe vollständig in unseren Mägen eliminiert.

Waren beispielsweise vor zwei bis drei Generationen noch 80% der U.S.-Bürger Träger von H. pylori, sind jetzt  nur noch weniger als 6% der Amerikanischen Kinder mit diesem KeimH. pylori besiedelt, was eine Erklärung für die erhöhte Adipositasrate in den Vereinigten Staaten sein kann. Gleichzeitig stieg die Rate einer bis dahin sehr seltenen Speiseröhrenkrebsart um das 10-fache.

Die Zusammensetzung der Bakterien in unserem Darm beeinflusst auch die Menge an Kalorien welche wir aus unserer Nahrung aufnehmen. Früher, als Nahrungsmittelknappheit herrschte, hatten Menschen mit einem Mikrobiom welches mehr Fett aus der Nahrung speichern konnte, einen größeren Überlebensvorteil. Heutzutage, wo Nahrung jederzeit verfügbar ist, induzieren diese Art Mikrobiome Fettleibigkeit. Zwei Menschen welche das gleiche essen, können bei gleicher Menge zunehmen oder nicht, abhängig davon wie ihr Mikrobiom die Kohlenstoffquelle verwerten kann.

Andererseits kann die Nahrung die wir essen auch unser Mikrobiom beeinflussen. Betrachtet man das Mikrobiom von Menschen die zum Beispiel in Japan leben, wo mehr pflanzliche Nahrung konsumiert wird, findet man mehr Bakterien im Darm, welche eben diese pflanzlichen Kohlenstoffquellen gut verwerten können. Gleichzeitig schmälert die einseitige Ernährung mit fettreicher Nahrung das Volumen des Darmmikrobioms und begünstigt die Vermehrung von Bakterien welche eine schnelle Fetteinlagerung unterstützen.

Heterocyclische Amine, die in gegrilltem Fleisch vorkommen, können zu Krebs führen.
Heterocyclische Amine, die in gegrilltem Fleisch vorkommen, können zu Krebs führen.

Magen-Darm-Krebs

Dein Mikrobiom spielt auch bei der Entstehung von Magen- und Darmkrebs eine Rolle. Dabei ist es nicht dein Mikrobiom welches den Krebs verursacht, sondern das was du isst, kann die falschen Bakterien dazu bringen sich in deinem Darm wohl zu fühlen. Speziell die westliche Ernährungsweise (viel Fleisch und Fett kombiniert mit Verzehr von wenig Gemüse) begünstigt solche Bakterien die spezielle Enzyme und Gallensäure produzieren. Diese speziellen Enzyme können harmlose Verbindungen in krebserregende Moleküle verwandeln, wie zum Beispiel heterozyklische Amine, welche wir mit gegrilltem Fleisch zu uns nehmen. Nach der Umwandlung in ein elektrophiles Molekül, kann es deine DNS schädigen und so zu Krebs führen. Also „an apple a day…“

Chronisch Entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Chron und Colitis ulcera

Eine Erkrankung an welcher man sieht, wie abhängig bakterielle Spezies voneinander sind, ist die chronisch entzündliche Darmerkrankung (CED). CED ist eine chronische, immer wiederkehrende Entzündung des Verdauungstraktes, welche die Schleimhäute schädigt. Während in gesunden Menschen Bacteroides- und Firmicutes-Bakterienarten vorherrschen, sind diese bei an CED erkrankten Menschen nicht dominant. Die reduzierte Anzahl an Firmicuten führt zu einer Abnahme von Clostridien (der Gruppe IX und IV), welche durch die Freisetzung von Buttersäure pro-inflammatorische Cytokine herunterregulieren. Hinzu kommt, dass in CED-Patienten zusätzlich das Bakterium Bacteroides fragilis in reduzierter Anzahl vorkommt. B. fragilis kurbelt regulatorische T-Zellen an, welche die pro-inflammatorischen T-Zellen davon abhalten, ungehemmt Entzündungen auszulösen. Zusammengefasst fehlen durch das Ungleichgewicht des Mikrobioms bei CED-Patienten wichtige Bakterienarten, welche normalerweise das Immunsystem in Schach halten würden, welches nun hyperaktiv ist und gegen den eigenen Körper vorgeht.

Haut

Hautkrankheiten
Ein geschädigtes Mikrobiom kann Hautkrankheiten verursachen

Atopische Dermatitis

Von Atopischer Dermatitis (AD), auch bekannt als Neurodermitis, sind vor allem Kinder betroffen. Es handelt sich um eine sehr unangenehme, chronische Entzündung der Haut. Die Frage ist, was kam zuerst: die Entzündung der Haut oder die Infektion mit Staphylococcus aureus? Eine dramatische Überbesiedelung von S. aureus (90%) sowohl auf betroffener als auch auf nicht betroffener Haut von AD-Patienten könnte zu dem Schluss führen, dass letzteres stimmt. Bei gesunden Menschen ist S. aureus nur sehr vereinzelt zu finden. Der bei AD-Patienten dominante Keim S. aureus okkupiert die Haut und Nährstoffe gegenüber allen anderen guten Bakterien, welche diesen Keim sonst eliminieren würden. Interessanterweise kommt auch das Bakterium Stapylococcus epidermidis bei AD-Patienten in größerer Anzahl vor als bei nicht betroffenen Personen. Ein Grund hierfür könnte sein, dass S. epidermidis seine Armee mobilisiert hat um S. aureus zu bekämpfen, jedoch ist dies bisher nur eine Vermutung.

Das Bakterium, das uns mit Akne quält, ist Cutibacterium acnes
Das Bakterium, das uns mit Akne quält, ist Cutibacterium acnes

Akne

Viele von uns kennen diese Hautkrankheit aus der Pubertät – aber wir sind nicht alleine; 85% der Teenager sind von Akne betroffen. Das Bakterium welches uns während unserer Pubertät quält, heißt Cutibacterium acnes, welcher vorher mit uns in friedlicher Symbiose lebte. Mit Beginn der Pubertät kommt es durch hormonelle Umstellungen zu einer Veränderung der chemischen Umwelt auf der Haut, vor allem im Gesicht. Diese Veränderungen führen zu einem Kampf zwischen dem Immunsystem und Cutibakterien, welcher sich in infizierten Talgdrüsen und damit Akne äußert. Hier müssen die Wissenschaftler tiefer nachforschen, ob es eine spezielle Cutibakterienart gibt welche sich von unseren kommensalen Freunden unterscheidet… darauf sind wir besonders gespannt!

Immunsystem

Eine Dysbiose kann zu Allergien führen.
Eine Dysbiosis kann zu Allergien führen.

Das Mikrobiom hat eine sehr wichtige Aufgabe in unserem Körper: das Training unseres Immunsystems. Viele Autoimmunkrankheiten sind das Ergebnis eines gestörten adaptiven Immunsystems. Da Autoimmunkrankheiten wie Diabetes Typ I, rheumatoide Arthritis oder Asthma in den letzten Jahren häufiger werden, wird spekuliert, dass Veränderungen in der menschlichen Umwelt schuld daran sein könnten. Umweltfaktoren wie eine unausgewogene Ernährung, der weltweite Gebrauch von Antibiotika und andere soziale Faktoren wie der Kaiserschnitt, die Omnipräsenz von Desinfektionsmitteln oder weniger Geschwister können unsere mikrobielle Diversität reduziert haben. Das Ergebnis ist eine Dysbiose, eine gestörte Balance der mikrobiellen Ökosysteme auf und in unseren Körpern, also ein Immunsystem außer Kontrolle. Unser Immunsystem weiß nicht wie es die guten von den schlechten Zellen unterscheiden soll und beginnt unseren eigenen Körper anzugreifen, ausgedrückt durch Autoimmunerkrankungen und Allergien.

Nervensystem

Dein Darm beeinflusst deine Gefühle
Dein Darm beeinflusst deine Gefühle und dein Gehirn steuert deinen Darm

Hörst du auf dein Bauchgefühl? Dieses alte Sprichwort trägt mehr Wahrheit in sich als du denkst. Dein Darm beeinflusst deine Gefühle und dein Gehirn kontrolliert deinen Darm über die Darm-Hirn-Achse. Ein großer Teil dieser Kommunikation involviert dein Mikrobiom. Die wichtigste Verbindung zwischen dem Darm und dem Gehirn ist der Vagusnerv. Er kontrolliert den Speichelfluss, den Herzschlag und die Verdauung. Umgekehrt berichtet der Darm dem Gehirn „Ich bin satt und fühle mich gut“, oder ein ruhiger Herzschlag signalisiert dass du entspannt bist… Die Botschaften welcher dieser Nerv erhält, kommen von den Stoffwechselprodukten deiner Darm-Mikroflora und von Botenstoffen deiner Immun- und Hormonzellen im Darm. Die Botenstoffe deiner Immun- und Hormonzellen sind wiederum abhängig von deinem Darm-Mikrobiom. Ein weiterer Weg vom Darm zum Hirn ist übers Blut, durch welches hunderttausende von bakteriellen Metaboliten durch deinen Körper reisen.

Experimente an Mäusen haben die Verbindung zwischen den Darmbakterien und dem Gehirn nachgewiesen. Ein Transfer der Darmbakterien mutiger Mäuse auf ängstliche Mäuse machte diese furchtloser. Die ersten Untersuchungen am Menschen werden momentan durchgeführt. Bisher hat der Konsum von Joghurt und Probiotika einen positiven Einfluss auf die Stimmung gezeigt. Wenn man all diese Hinweise zusammenträgt, könnte man sich vorstellen, dass Psychiater in der Zukunft erst die Darmbakterien ihrer Patienten untersuchen um dann die guten Mikroben, welche fehlen, zu verordnen. Bis dahin können wir gesund essen!

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