Mikrobiom im Darm • Funktion & Auswirkung auf Gesundheit

Der menschliche Magen-Darm-Trakt enthält zirka 200 Millionen Nervenzellen, die ständig mit dem Gehirn kommunizieren. Das sogenannte enterische Nervensystem (auch als „Bauchhirn“ bekannt) ist in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus der Medizin gerückt. Dazu kommt das Mikrobiom – zehntausende Bakterien im Darm, die Einfluss auf die Stimmung und Persönlichkeit des Menschen haben. Nicht nur das Gehirn im Kopf trägt also vermutlich zur Entscheidungsfindung bei. Auch der Bauch spielt eine entscheidende Rolle.

Im Überblick:

Was ist das Mikrobiom des Menschen?

Für das Auge unsichtbar, aber dennoch seit der Geburt ein Teil des Menschen, sind eine Vielzahl an Mikroorganismen, die unter anderem die Haut sowie den Magen-Darm-Trakt besiedeln. Die Gesamtheit dieser Bakterien, Viren und Pilze wird als Mikrobiom bezeichnet. Es unterstützt den Körper bei der Verdauung und schützt vor Krankheitserregern.

Wie sich das Mikrobiom zusammensetzt, ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Einfluss darauf haben Ernährung, Medikamenteneinnahme und die Immunkompetenz. Letztere gibt Aussage über ein intaktes Immunsystem, das schädliche Mikroorganismen bekämpft und gesunde nicht angreift. Ist das Mikrobiom nicht mehr im Gleichgewicht, können sich krankheitserregende Mikroorganismen festsetzen, vermehren und Krankheiten auslösen.

Faktoren, die das Mikrobiom durcheinanderbringen können, sind unter anderem die Einnahme von Antibiotika, Stress, Adipositas, Diabetes mellitus sowie verschiedene Darmerkrankungen. Solche Erkrankungen können Folge eines gestörten Mikrobioms, aber auch Auslöser davon sein.

Das Mikrobiom in Zahlen:

• Im Mikrobiom des Menschen befinden sich 150-mal mehr Gene als im körpereigenen Genom.

• Der Körper wird von 1,3-mal mehr Mikroorganismen besiedelt als er Zellen besitzt.

• Das Darm-Mikrobiom wiegt bis zu zwei Kilogramm.

• 2,5-mal um die Erde würden die Mikroorganismen des Körpers aneinandergereiht reichen.

• Mehr als 10.000 verschiedene Arten von Mikroorganismen, die den Menschen besiedeln, wurden bisher identifiziert.

• Vermutlich sind 90 Prozent aller Krankheiten auf den Darm und das Mikrobiom zurückzuführen.

Mikrobiom der Haut

Bereits bei der Geburt wird die Haut von Mikroorganismen besiedelt. Bei der Passage der mütterlichen Vaginalschleimhaut kommt das Baby mit deren Mikrobiota in Kontakt – bei einer Kaiserschnitt-Geburt finden sich auf der Haut des Kindes die Keime des Hautmikrobims der Mutter. Das Hautmikrobiom verändert sich immer weiter und ähnelt bereits mit zirka einem Jahr dem eines Erwachsenen.

Die Bakterien der Haut interagieren mit T-Zellen und dendritischen Zellen des Immunsystems und können so bei der Immunabwehr unterstützen. Die Besiedlung und Bakteriendichte der Haut ist je nach Areal unterschiedlich. So finden sich in den Achselhöhlen und zwischen den Zehen sehr viel mehr Bakterien als an trockenen Hautpartien wie den Unterarmen.

Herrscht ein Ungleichgewicht in der Zusammensetzung des Hautmikrobioms, können sich Hauterkrankungen entwickeln. Personen mit einer atopischen Dermatitis (Neurodermitis) beispielsweise weisen eine hohe Konzentration des Bakteriums Staphylococcus aureus auf, das Entzündungen hervorruft und die Hautbarriere schwächt.

Eine Therapie der atopischen Dermatitis zielt seit diesen Kenntnissen nicht mehr unbedingt auf die Einnahme von Antibiotika ab. Denn diese bekämpfen zwar den schädlichen Keim, zerstören jedoch auch das gesunde Hautmikrobiom. Stattdessen soll mit einer Basispflegetherapie das gesunde Mikrobiom der Haut aufgebaut werden. In einer Studie konnten damit bei 72 Prozent der Teilnehmer*innen Verbesserungen erzielt werden.

Mikrobiom des Magen-Darm-Trakts

Das Mikrobiom des Darms ist genauso einzigartig wie das der Haut. Über dessen Zusammensetzung kann unter anderem festgestellt werden, ob der Mensch an Krankheiten wie Diabetes mellitus oder Morbus Crohn leidet oder ob der Mensch schlank oder übergewichtig ist.

In einer gesunden Darmflora befinden sich viele verschiedene protektive (schützende) Bakterien. Dies beginnt schon kurz nach der Geburt. Gestillte Babys weisen eine Vielzahl an Milchsäure-produzierenden Bakterien im Darm auf. Diese können das Ansiedeln krankheitserregender Keime verhindern.

Zu den Aufgaben des Mikrobioms im Darm zählen:

• Verdauung: Ohne ein intaktes Mikrobiom ist Verdauung so gut wie nicht möglich. Es regt die Darmtätigkeit an, die Aufnahme von Nährstoffen, hemmt und aktiviert verschiedene Stoffwechselwege und hat eine Barrierefunktion. Die Bakterien im Darm benötigen unter anderem Ballaststoffe, um die Darmzellen mit Energie zu versorgen. Bestimmte Stoffwechselprodukte gelangen sogar bis in das Gehirn. Es wird vermutet, dass Neurotransmitter wie Serotonin und Dopamin dort freigesetzt und im Gehirn verarbeitet werden. Dadurch beeinflussen sie das Verhalten, denn Serotonin ist als Glückshormon bekannt. Eine ballaststoffreiche Ernährung ist also für Darm und Wohlbefinden wichtig.

• Immunabwehr: Das Mikrobiom verhindert das Eindringen schädlicher Erreger und deren Wachstum im Darm, ein intaktes Mikrobiom im Darm schafft eine stabile Barriere. Die schützenden Bakterien bilden Faktoren mit einem antimikrobiellen Effekt und können so schädliche Erreger bekämpfen. Zudem ist es für die Entwicklung des Immunsystems von Bedeutung.

• Entzündungen eindämmen: Toxine und Stoffwechselprodukte schädlicher Bakterien können Entzündungen auslösen, nicht zuletzt sogar chronische Entzündungen. Diese können Erkrankungen des Darms fördern. Die „guten“ Bakterien des Mikrobioms wirken dem entgegen, indem sie die schädlichen Erreger verdrängen.

Mikrobiom der Lunge

Ging man früher davon aus, dass die Lunge steril ist – also nicht von Bakterien und anderen Mikroorganismen besiedelt wird – zeigt Forschung nun, dass es auch hier eine Bakterienflora gibt. Die Artenvielfalt in der Lunge ist nicht ganz so groß wie im Darm, es zeigt sich allerdings ein Zusammenhang mit Infekten und Atemwegserkrankungen, so ist das Mikrobiom der Lunge im Falle einer Erkrankung, wie Asthma oder einer Lungenentzündung verändert. Ob das veränderte Mikrobiom Ursache oder Folge einer Atemwegserkrankung ist, ist bislang noch ungeklärt.

Darm-Lungen-Achse: So stärkt der Darm die Lunge

Lange ist wissenschaftlich bekannt, dass Darm und Psyche eng miteinander in Verbindung stehen, doch auch die Lunge wird vom Darm und seinem Mikrobiom beeinflusst. Über Blut und Lymphe erfolgt hier ein Austausch. So können entzündungshemmende Stoffe, welche von Bakterien im Darm hergestellt werden, auch in der Lunge wirken. Sie unterstützen dort die lokale Infektabwehr und können sogar bei schon bestehenden Symptomen, die Beschwerden lindern.

Mikrobiom und Ernährung

Die Ernährungsweise ist anhand des Mikrobioms des Menschen erkennbar. Veganer*innen und Vegetarier*innen haben eine andere Zusammensetzung der Darmbakterien als Menschen, die Fleisch essen. Durch die Ernährung lässt sich das Mikrobiom und die Gesundheit gezielt beeinflussen. Bei der Zusammensetzung des erwachsenen Mikrobioms spielen verschiedene Faktoren eine Rolle:

• Ernährung
• Lebensstil (Alkohol- oder Tabakkonsum)
• Medikamente
• Stress
• Erkrankungen

Die Nahrung ist wahrscheinlich ein noch entscheidenderer Faktor als die Genetik. Eine überwiegend pflanzliche Ernährung mit unverarbeiteter Kost zeigt ein anderes Mikrobiom als bei Menschen, deren Ernährung reich an Zucker, Weißmehl und Fleisch ist. Auch Auswirkungen auf Laborwerte wie Entzündungsmarker, Fett- und Zuckerstoffwechsel-Werte konnten als Folge gezeigt werden. Die Forschung kam zum Ergebnis, dass manche Bakterienarten, die im Darm vorkommen, ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Diabetes mellitus und Herzerkrankungen darstellen.

Mikrobiom im Darm aufbauen

Die Funktion des Mikrobioms wird wesentlich von der Ernährung und dem Lebensstil beeinflusst. Eine Umstellung der Essgewohnheiten kann schon kurzzeitig Veränderungen anzeigen.

• Mediterrane Ernährung: Die Mittelmeerküche hat positive Effekte auf den Darm. Das Kochen mit frischen Zutaten, Olivenöl, Gemüse, Fisch, Meeresfrüchten und Kräutern hat sich als gesund erwiesen. Die Menge von Kohlenhydraten, Eiweiß und Fetten beeinflusst die Zusammensetzung des Mikrobioms. Eine rein pflanzliche Ernährung kann beispielsweise dazu beitragen, dass die Darmbakterien weniger Substanzen bilden, die mit Arteriosklerose in Verbindung gebracht werden.

• Ballaststoffe: Ballaststoffe sind unter anderem in Gemüse, Obst und Vollkornprodukten enthalten. Sie fördern das Wachstum schützender Bakterien im Darm.

• Sekundäre Pflanzenstoffe: Polyphenole unterstützen die gesunden Darmbakterien. Dazu gehören zum Beispiel Anthocyane in Beeren oder Flavonoide in Äpfeln.

Nahrungsergänzungsmittel: Gezielter Aufbau des Darmmikrobioms

Kefir und Joghurt gelten als probiotische Lebensmittel. Sie liefern Milchsäurebakterien, die wichtig für die Darmflora sind. Allerdings kommt es insbesondere für die Immunabwehr auf die passenden Bakterienstämme an, denn die Funktionen, die Darmbakterien übernehmen sind sehr spezifisch: Nicht jede Bakterienart übernimmt dieselben Aufgaben. Auch das Zusammenspiel der Stämme untereinander ist von großer Bedeutung. Hier können Nahrungsergänzungsmittel helfen, sie unterstützen gezielter als bestimmte Lebensmittel. Auch kommen die wichtigen Mikroben dann in ausreichenden Konzentrationen vor.

Enterisches Nervensystem: Das Gehirn im Bauch

Das Gehirn im Kopf hat sich beim Menschen entwickelt, um die Ernährung zu verbessern. Gleichzeitig sind Augen und Ohren entstanden, damit die Nahrungssuche besser funktioniert. Der Verdauungstrakt kümmert sich um die Verarbeitung der Nährstoffe. Ohne diese entstandene Arbeitsteilung müsste der Körper alle Energie verwenden, um das Essen zu verdauen, da die vorherige Verarbeitung weggefallen wäre. Im Prinzip besitzt der Mensch also ein Gehirn zum Verdauen und eines zum Denken.

In der Realität ist es jedoch etwas komplexer. Das enterische Nervensystem befindet sich im gesamten Magen-Darm-Trakt von Speiseröhre bis Rektum und enthält mehr Nervenzellen als das Rückenmark. Kopf- und Bauchgehirn stehen über den Nervus vagus in ständiger Verbindung. Zur Verständigung nutzen sie zudem Neurotransmitter wie Serotonin. Es

• ist im Gehirn zuständig für das Wohlbefinden,
• reguliert im Verdauungstrakt unter anderem die Darmtätigkeit.

Dass sich Gefühle auf den Bauch auswirken können, ist bekannt. Nervosität, Liebeskummer oder Schmetterlinge im Bauch wirken sich oft auf den Magen-Darm-Trakt aus. Doch auch andersherum besteht ein Zusammenhang: Probleme im Bauch können sich ebenso auf die Gefühlswelt auswirken.

Das Reizdarmsyndrom ist ein Beispiel für die gestörte Kommunikation zwischen Gehirn und Bauch. Wenn sich keine organischen Ursachen für Beschwerden wie Verstopfung, Krämpfe oder Durchfall finden lassen, liegt die Ursache meist in einer gestörten Beziehung zwischen dem Gehirn und den Verdauungsorganen.

Eine größere Bedeutung ist hier dem Glückshormon Serotonin zuzuschreiben. Es wird im Magen-Darm-Trakt produziert, gelangt über das Blut ins Gehirn und löst dann ein Glücksgefühl aus. Ist das Mikrobiom gestört, wirkt sich dies auch auf die Serotoninproduktion und folglich auf das Wohlbefinden aus. Eine gesunde Darmflora ist demnach nicht nur für die Darmgesundheit, sondern auch für das seelische Befinden von Bedeutung.

Einfluss von Antibiotika

Der Grund einer Antibiotika-Einnahme besteht darin, krankmachende Bakterien abzutöten. Teilweise richten sich die Medikamente aber auch gegen die „guten“, schützenden Bakterien. So eine Veränderung des Bakterienhaushalts wird als Dysbiose bezeichnet. Sie ist gekennzeichnet durch eine verminderte Vielfalt und eine Verringerung der Anzahl der Bakterien im Darm. Es hat sich ebenso gezeigt, dass sie solch eine Veränderung aufgrund der Gabe von Antibiotika oft noch nach Jahren bemerkbar macht. Auch resistente Bakterien, bei denen Antibiotika keine Wirkung mehr zeigen (Antibiotikaresistenz), können lange Zeit im Darm bestehen bleiben. Eine zusätzliche Gabe von Probiotika während einer Antibiotika-Behandlung hat sich in einer Studie als hilfreich erwiesen. Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die das Mikrobiom aufbauen.