Newsletter 2019-2 Artikel 1

Unsere Mikrobiota – eine Vielfalt von Komponenten

Wissenschaftler aus Erlangen geben Einblick in die mikrobielle Zusammensetzung entlang unseres Gastrointestinaltraktes, die neben Bakterien auch Viren und Pilze umfasst.

Die meisten humanen Darmmikroben sind strikt anaerob und gehören der Phyla Bacteroidetes, Firmicutes und Proteobacteria an. Die Konzentration der Mikroorganismen nimmt entlang des Gastrointestinaltraktes stetig zu. Der Magen mit seinem sauren Milieu beherbergt nur 101 Bakterien pro Gramm Mageninhalt, eine zunehmende Bakteriendichte findet sich im Duodenum (103/g), Jejenum (104/g), Ileum (107/g) und Kolon (1012/g). Anhand von Biopsien konnten Mukosa-assoziierte Bakterien, also solche die an der oder nahe der Darmschleimhaut sitzen, isoliert werden: im proximalen Darm sind vor allem Lactobacillus, Veillonella und Helicobacter ansässig, während im Duodenum, Jejunum oder Ileum Bacilli und Streptococcacaea sowie Actinomycinaecea und Corynebacteriaceae zu finden sind. Im Kolon liegen vermehrt Lachnospiraceae und Bacteroidetes vor. Stuhlproben hingegen beinhalten zahlreiche verschiedene Spezies wie Bacteroides, Bifidobacterium, Streptococcus, Enterobacteriaceae, Enterococcus, Clostridium, Lactobacillus und Ruminococcus.

Das intestinale Epithelium besteht unter anderem aus Enterozyten, Goblet- sowie Panethzellen und bildet eine physische Barriere zwischen Darmlumen und der darunterliegenden Lamina propria. Verschiedene Proteine regulieren hier die tight junctions, welche die Barrierefunktion aufrechterhalten. Gobletzellen produzieren eine protektive Schleimschicht auf dem Darmepithel, die im Kolon dicker ist als im Dünndarm und vor bakteriellem Übertritt ins Blut schützen soll. Panethzellen nehmen bakterielle Bestandteile war und sekretieren anti-mikrobielle Substanzen wie Defensine. Epithelzellen besitzen weitere Rezeptoren, um bakterielle Bestandteile aufzuspüren und entsprechende Immunreaktionen einzuleiten.

Ein Ungleichgewicht mit über- oder unterrepräsentierten Mikroorganismen liegt in verschiedensten Erkrankungen vor, wie z.B. bei Multipler Sklerose, Rheumatoider Arthritis als auch bei entzündlichen Darmerkrankungen und Übergewicht/Fettleibigkeit. Während aktuell hauptsächlich die bakterielle Komponente der Mikrobiota wissenschaftlich untersucht wird, ist der Darm ebenso von Archaebakterien, Viren und Pilzen besiedelt. Pilze der Gattung Aspergillus, Candida, Cryptococcus und Penicillium machen immerhin 0.2-0.3% der Mikrobiota aus. Auch wenn die intestinale Mykobiota bisher nicht mit spezifischen Erkrankungen assoziiert wurde, so konnten beim Reizdarmsyndrom und entzündlichen Darmerkrankungen Veränderungen im mykotischen Muster gezeigt werden.

Um die funktionelle Rolle der intestinalen Mikrobiota für Darmgesundheit zu verstehen, sollte ein integrativer Ansatz sämtliche im Darm ansässige mikrobielle Komponenten (Bakterien, Viren und Pilze) einbeziehen.

 

Grafik: Zusammensetzung und Anzahl (pro Gramm Darminhalt) von Bakterien im Gastrointestinaltrakts (nach Sartor 2008)

Originalpublikationen

Dieterich et al.: Microbiota in the Gastrointestinal Tract. Med Sci (Basel). 2018 Dec; 6(4): 116

Sartor R.B.: Microbial Influences in Inflammatory Bowel Diseases. Gastroenterology 2008;134:577–594

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