Mikroben: Wieso braucht unser Körper sie?

Mikroben, Bakterien, Viren… für viele sind diese Begriffe eher negativ behaftet. Einige mögen uns krank machen, andere wiederum halten unseren Körper gesund. Diese Message möchte eine Gruppe von Forschern des vom Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB), die sich mit den Mikroben in unserem Körper und in der Umwelt befasst, in ihrem Workshop auf den Researchers‘ Days vermitteln.

Wieso sind Mikroorganismen in unserem Körper so wichtig?

Mikroorganismen sind sehr wichtig für die Funktion unseres Körpers und für unsere allgemeine Gesundheit. Zum einen sind sie maßgeblich an unserer Verdauung beteiligt: In unserem Darm gibt es eine ganze Herde an Bakterien, Viren, Archaea (einzellige Organismen), eukaryotischen Mikroben (Mikroben, die einen Zellkern besitzen) und Pilzen. Zusammen bilden sie die sogenannte Darmflora, auch noch Mikrobiota genannt. Vom Mikrobiom spricht man, wenn man die Gesamtheit des Erbgutes der Mikroorganismen bezeichnet. „Unsere Mikrobiota hilft uns, unsere Nahrung zu verdauen und Nährstoffe aus der Nahrung zu gewinnen. Es gibt sogar Vitamine, die nur von bestimmten Bakterien produziert werden können, aber nicht von unserem eigenen Körper. Nach der Einnahme von Antibiotika mag der ein oder andere vielleicht schon bemerkt haben, dass die Verdauung nicht mehr so gut funktioniert. Das liegt daran, dass Antibiotika nicht nur die pathogenen Bakterien abtöten, für die sie gedacht sind, sondern auch einige nicht-pathogene Bakterien", erklärt Charlotte De Rudder, Postdoktorandin am Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB).

Zweitens spielen diese Mikroorganismen eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung unseres Immunsystems und können sogar selbst als Verteidigung fungieren. "Die Mikroorganismen in unserem Darm oder auf unserer Haut helfen zum Beispiel bei der Bekämpfung anderer Mikroben, die Krankheiten verursachen. Sie tragen auch dazu bei, das Immunsystem zu trainieren: So gibt es Hinweise darauf, dass Kinder, die vaginal entbunden werden und mehr vaginalen und intestinalen Bakterien ihrer Mütter ausgesetzt sind, im Durchschnitt ein geringeres Risiko haben, später im Leben Allergien, Asthma, Typ-I-Diabetes oder entzündliche Darmerkrankungen zu entwickeln, als Kinder, die per Kaiserschnitt geboren werden“, so Charlotte.

Aber es gibt noch andere, zum Teil noch relativ unerforschte Bereiche, in denen unsere mikroskopischen Mitbewohner uns Gutes tun. In den letzten Jahren gab es auch einige Studien, die einen Zusammenhang zwischen Veränderungen im Mikrobiom und neuropsychiatrischen Erkrankungen wie Parkinson und Stimmungsstörungen gefunden haben: "Die kleinen Organismen in unserem Darm beeinflussen sogar unsere Stimmung, da einige von ihnen Serotonin, ein so genanntes Glückshormon, und andere Neurotransmitter produzieren! Die Wissenschaft beschäftigt sich derzeit sehr intensiv mit unserer Darmmikrobiota und kommt immer wieder zu neuen Erkenntnissen", sagt Charlotte.

Wie schützen uns Mikroorganismen vor Krankheitserregern?

"Es gibt gutartige und schädliche Mikroorganismen, und alles dazwischen. Natürlich gibt es einige Mikroorganismen, die Krankheiten verursachen. Aber es gibt auch viele, die uns vor Krankheitserregern schützen", erklärt Charlotte. „Die, die uns schützen, machen das, indem sie unseren Darm besiedeln und verhindern, dass andere, potenziell schädliche Erreger, sich einnisten können. Sie verteidigen sozusagen ihren Platz im Darm. Zum Beispiel hält ein gesundes Mikrobiom das Bakterium Clostridium difficile normalerweise gut in Schach. In Krankenhäusern, wo Leute häufig hohe Dosen von Antibiotika verabreicht bekommen, treten Infektionen durch diesen Erreger häufiger auf", sagt Charlotte.

Was wäre, wenn wir keine Bakterien in uns hätten? Könnten wir dann überhaupt überleben?

„Das können wir nicht genau sagen, da Experimente an Menschen, die diese Fragen beantworten könnten, sehr unethisch wären. Durch Versuche an Mäusen wissen wir aber, dass diese zwar ohne Mikroorganismen überleben können, jedoch ist ihr Darm verkürzt und sie können die Nahrung nicht so gut verdauen wie Mäuse mit Mikrobiota. Außerdem sind sie viel anfälliger für Infektionskrankheiten. Das haben Wissenschaftler durch Versuche mit sogenannten keimfreien Mäusen herausgefunden. Diese wurde entweder mit Antibiotika behandelt oder so gezüchtet und gehalten, dass sie ohne Darmbakterien und Mikroorganismen auf ihrem Körper aufwachsen. Forscher tun das zum Beispiel, wenn sie den Einfluss oder Rolle eines bestimmten Mikroorganismus oder Bakterium im Organismus untersuchen wollen. Menschen könnten ohne Darmflora wahrscheinlich auch überleben, hätten aber ein viel weniger ausgeprägtes Immunsystem, wären anfälliger für Krankheiten und könnten auch nicht alle Nährstoffe aus ihrer Nahrung aufnehmen“, erklärt Susheel Bhanu Busi. Postdoktorand am LCSB.

Wie pflegt man seine Darmflora?

"Ganz allgemein durch eine gesunde Lebensweise. In erster Linie durch eine gesunde, ballaststoffreiche, abwechslungsreiche Ernährung mit einem hohen Anteil an pflanzlichen Lebensmitteln und durch körperliche Aktivität, am besten in der freien Natur", sagt Charlotte. "Es gibt auch probiotische Präparate, d. h. Präparate, die z. B. Milchsäurebakterien oder Hefe enthalten, und fermentierte Lebensmittel wie Joghurt, die die Darmgesundheit unterstützen können. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nur charakterisierte Stämme mit einer wissenschaftlich nachgewiesenen Wirkung auf die Gesundheit als Probiotika bezeichnet werden sollten und dass nicht alle Lebensmittel, die lebende Mikroorganismen enthalten, zwangsläufig als probiotisch gelten."

Sind wir mehr Mikrobe als Mensch?

"Oft hört man, dass wir mehr Bakterienzellen als menschliche Zellen in und auf unserem Körper haben. Neuen Schätzungen zufolge gibt es jedoch "nur" etwa genauso viele wie menschliche Zellen. Zusammen wiegen sie jedoch etwa 0,2 kg. Das ist etwa so viel wie eine Grapefruit", sagt Charlotte.

Die meisten Bakterienzellen befinden sich in unserem Darm: Man schätzt ihre Zahl auf etwa 4*1013, also vierzig Billionen Zellen, das sind 5000-mal so viele wie Menschen auf der Erde.

"Aber es stimmt, dass wir mehr bakterielle Gene in unserem Körper haben als menschliche Gene; man schätzt, dass wir etwa 100-mal mehr bakterielle Gene haben als menschliche Gene. Das liegt daran, dass so viele verschiedene Bakterien in und auf uns leben, die sehr unterschiedliche genetische Informationen haben. "

Autorin: Lucie Zeches (FNR)
Editorinnen: Michèle Weber (FNR), Linda Wampach (FNR), Melanie Reuter (FNR)