Das Darmmikrobiom – die verborgene Welt in unserem Körper

Das Darmmikrobiom ist ein hochkomplexes Ökosystem aus Billionen von Mikroorganismen, das zahlreiche Körperfunktionen beeinflusst. Es unterstützt die Verdauung, trainiert das Immunsystem und kommuniziert mit anderen Organen, einschließlich des Gehirns. Veränderungen des Mikrobioms werden mit vielen Erkrankungen in Verbindung gebracht, doch die genauen Ursachen sind oft noch nicht vollständig verstanden.

Die derzeit beste wissenschaftliche Evidenz spricht dafür, dass ein gesundes Mikrobiom vor allem durch einen insgesamt gesunden Lebensstil gefördert wird: eine abwechslungsreiche und ballaststoffreiche Ernährung, regelmäßige Bewegung, ausreichend Schlaf und ein verantwortungsvoller Umgang mit Antibiotika.

Die Erforschung des Darmmikrobioms gehört zu den spannendsten Bereichen der modernen Medizin – und viele seiner Geheimnisse warten noch darauf, entdeckt zu werden.

Allgemeines zum Mikrobiom

Der menschliche Körper besteht nicht nur aus menschlichen Zellen. Tatsächlich leben auf und in uns Billionen von Mikroorganismen – vor allem Bakterien, aber auch Viren, Pilze und Archaeen. Besonders dicht besiedelt ist der Darm. Die Gesamtheit dieser Mikroorganismen wird als Darmmikrobiom bezeichnet. In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Forschung gezeigt, dass das Darmmikrobiom weit mehr ist als eine Ansammlung harmloser Darmbewohner: Es beeinflusst die Verdauung, das Immunsystem, den Stoffwechsel und möglicherweise sogar unsere Psyche.

Früher dachte man, Bakterien seien hauptsächlich Krankheitserreger. Heute wissen wir, dass die meisten Mikroorganismen im Darm für den Menschen nützlich oder sogar lebensnotwendig sind. Ohne sie könnten wir bestimmte Nährstoffe nicht verwerten, Krankheitserreger schlechter abwehren und unser Immunsystem würde sich anders entwickeln.

Die Erforschung des Mikrobioms zählt zu den dynamischsten Forschungsgebieten der modernen Medizin. Obwohl viele Zusammenhänge bereits gut belegt sind, steckt ein Teil der Forschung noch in den Anfängen. Deshalb ist es wichtig, zwischen wissenschaftlich gesicherten Erkenntnissen und noch ungeklärten Hypothesen zu unterscheiden.

Fünf wichtige Definitionen zum Darmmikrobiom

1. Darmmikrobiom

Das Darmmikrobiom bezeichnet die Gesamtheit aller genetischen Informationen der Mikroorganismen, die im Darm leben. Umgangssprachlich wird der Begriff häufig auch für die Mikroorganismen selbst verwendet.

2. Darmmikrobiota

Die Darmmikrobiota beschreibt die Gesamtheit aller lebenden Mikroorganismen im Darm – also Bakterien, Viren, Pilze und Archaeen.

3. Dysbiose

Von einer Dysbiose spricht man, wenn das natürliche Gleichgewicht der Darmmikroorganismen gestört ist. Dabei können nützliche Bakterien abnehmen und potenziell schädliche Keime zunehmen.

4. Präbiotika

Präbiotika sind unverdauliche Nahrungsbestandteile, meist Ballaststoffe, die gezielt das Wachstum gesundheitsfördernder Darmbakterien unterstützen.

5. Probiotika

Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die – in ausreichender Menge aufgenommen – einen gesundheitlichen Nutzen für den Menschen haben können.

Der Darm als eigenes Ökosystem

Der menschliche Darm ist eines der komplexesten Ökosysteme der Erde. Schätzungen zufolge leben dort etwa 30 bis 40 Billionen Mikroorganismen. Damit entspricht ihre Anzahl ungefähr der Zahl menschlicher Körperzellen.

Das Gewicht des gesamten Darmmikrobioms wird auf etwa 200 bis 500 Gramm geschätzt. Besonders dicht besiedelt ist der Dickdarm. Dort finden sich bis zu mehrere hundert Milliarden Mikroorganismen pro Gramm Darminhalt.

Die wichtigsten Bakterienstämme gehören zu den Gruppen:

Firmicutes
Bacteroidetes
Actinobacteria
Proteobacteria
Verrucomicrobia

Jeder Mensch besitzt ein individuelles Mikrobiom – vergleichbar mit einem mikrobiellen Fingerabdruck. Zwar teilen Menschen viele Bakterienarten, doch ihre genaue Zusammensetzung unterscheidet sich erheblich.

Wie entsteht das Darmmikrobiom?

Lange Zeit nahm man an, dass der Fötus im Mutterleib steril sei. Neuere Forschung diskutiert zwar mögliche frühe mikrobielle Kontakte, die meisten Wissenschaftler gehen jedoch weiterhin davon aus, dass die Besiedlung vor allem während und nach der Geburt beginnt.

Geburt

Die Art der Geburt beeinflusst die frühe Mikrobiombildung:

Vaginale Geburt

Bei einer vaginalen Geburt kommt das Neugeborene mit den Mikroorganismen der Mutter in Kontakt. Dadurch wird der Darm früh mit Bakterien besiedelt.

Kaiserschnitt

Kinder, die per Kaiserschnitt geboren werden, besitzen häufig zunächst eine andere mikrobielle Zusammensetzung. Einige Studien zeigen Zusammenhänge mit einem erhöhten Risiko für Allergien oder Asthma, wobei viele weitere Faktoren eine Rolle spielen.

Stillen und Ernährung

Muttermilch enthält nicht nur Nährstoffe, sondern auch:

nützliche Bakterien
Antikörper
spezielle Zuckerstoffe (Human Milk Oligosaccharides)

Diese fördern insbesondere das Wachstum von Bifidobakterien, die für die frühe Darmgesundheit wichtig sind.

Mit der Einführung fester Nahrung verändert sich das Mikrobiom erneut und entwickelt sich bis etwa zum dritten Lebensjahr in Richtung eines erwachsenen Musters.

Welche Aufgaben hat das Darmmikrobiom?

1. Unterstützung der Verdauung

Viele Ballaststoffe können vom Menschen selbst nicht verdaut werden. Darmbakterien übernehmen diese Aufgabe und produzieren dabei wichtige Stoffwechselprodukte.

Dazu gehören insbesondere:

Acetat
Propionat
Butyrat

Diese sogenannten kurzkettigen Fettsäuren dienen den Darmzellen als Energiequelle und unterstützen die Darmgesundheit.

2. Schutz vor Krankheitserregern

Ein gesundes Mikrobiom wirkt wie eine natürliche Schutzbarriere. Nützliche Mikroorganismen konkurrieren mit Krankheitserregern um Platz und Nährstoffe.

Dieser Mechanismus wird als Kolonisationsresistenz bezeichnet.

Dadurch wird beispielsweise das Wachstum bestimmter krankmachender Keime erschwert.

3. Entwicklung des Immunsystems

Etwa 70 % der Immunzellen befinden sich im Darm. Das Mikrobiom trainiert das Immunsystem und hilft ihm dabei, zwischen harmlosen und gefährlichen Stoffen zu unterscheiden.

Ohne diese Wechselwirkung würde das Immunsystem anders funktionieren. Tierexperimente zeigen, dass keimfrei aufgezogene Tiere deutliche Veränderungen des Immunsystems entwickeln.

4. Bildung wichtiger Stoffwechselprodukte

Darmbakterien produzieren oder beeinflussen unter anderem:

Vitamin K
einige B-Vitamine
kurzkettige Fettsäuren
Gallensäuren

Diese Stoffe wirken auf zahlreiche Organsysteme.

Die Darm-Hirn-Achse

Eine der spannendsten Entdeckungen der modernen Forschung ist die sogenannte Darm-Hirn-Achse.

Dabei handelt es sich um ein komplexes Kommunikationssystem zwischen Darm und Gehirn.

Die Kommunikation erfolgt über:

Nervenbahnen (vor allem den Vagusnerv)
Hormone
Immunbotenstoffe
mikrobielle Stoffwechselprodukte

Viele Darmbakterien produzieren Substanzen, die mit Neurotransmittern verwandt sind, beispielsweise:

Serotonin
GABA
Dopamin-Vorstufen

Wichtig ist jedoch: Dass Darmbakterien solche Stoffe produzieren, bedeutet nicht automatisch, dass sie direkt die Psyche steuern. Die Zusammenhänge sind komplex und werden intensiv erforscht.

Mikrobiom und psychische Gesundheit

Studien zeigen Zusammenhänge zwischen Veränderungen des Mikrobioms und Erkrankungen wie:

Depression
Angststörungen
Autismus-Spektrum-Störungen
Parkinson-Krankheit

Bislang ist jedoch häufig unklar:

Verursacht die Mikrobiomveränderung die Erkrankung?
Oder verändert die Erkrankung das Mikrobiom?

Die Wissenschaft spricht hier von einer Assoziation, nicht zwangsläufig von einer Ursache.

Das Mikrobiom und Reizdarmsyndrom

Das Reizdarmsyndrom (RDS) gehört zu den am besten untersuchten Erkrankungen im Zusammenhang mit dem Mikrobiom.

Viele Patienten mit RDS zeigen:

verminderte bakterielle Vielfalt
Veränderungen bestimmter Bakteriengruppen
veränderte Stoffwechselprodukte

Es gibt jedoch kein einheitliches „Reizdarm-Mikrobiom“. Vermutlich existieren verschiedene Untergruppen von Patienten.

Therapeutische Ansätze umfassen:

Ernährungsumstellung
Probiotika
Präbiotika
Low-FODMAP-Diät

Antibiotika und das Mikrobiom

Antibiotika retten Leben und gehören zu den wichtigsten Errungenschaften der Medizin. Gleichzeitig beeinflussen sie das Mikrobiom erheblich.

Breitbandantibiotika können:

nützliche Bakterien reduzieren
die Diversität verringern
das Wachstum unerwünschter Keime fördern

Oft erholt sich das Mikrobiom wieder, doch dies kann Wochen bis Monate dauern.

Besonders bekannt ist die Vermehrung von Clostridioides difficile, die nach Antibiotikatherapien auftreten kann und schwere Durchfälle verursacht.

Was ist eine Dysbiose?

Unter einer Dysbiose versteht man eine Veränderung des mikrobiellen Gleichgewichts.

Mögliche Merkmale:

verringerte Artenvielfalt
Verlust nützlicher Bakterien
Zunahme potenziell schädlicher Keime

Eine Dysbiose wurde mit zahlreichen Erkrankungen in Verbindung gebracht:

Reizdarmsyndrom
chronisch-entzündliche Darmerkrankungen
Adipositas
Typ-2-Diabetes
Lebererkrankungen

Allerdings ist nicht immer klar, ob die Dysbiose Ursache oder Folge der Erkrankung ist.

Das Mikrobiom bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen

Zu den chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen gehören:

Morbus Crohn
Colitis ulcerosa

Patienten zeigen häufig:

reduzierte bakterielle Vielfalt
weniger butyratbildende Bakterien
Veränderungen entzündungsrelevanter Keime

Ob das Mikrobiom die Erkrankung auslöst oder lediglich beeinflusst, wird weiterhin erforscht.

Das Mikrobiom und Übergewicht

Die Forschung untersucht seit Jahren, ob bestimmte Mikrobiomprofile das Risiko für Übergewicht erhöhen.

Diskutierte Mechanismen sind:

effizientere Energiegewinnung aus Nahrung
Beeinflussung von Hungerhormonen
Veränderungen des Stoffwechsels

Die Ergebnisse sind jedoch komplex. Ein einzelnes „Adipositas-Mikrobiom“ existiert wahrscheinlich nicht.

Ernährung als wichtigster Einflussfaktor

Von allen veränderbaren Faktoren beeinflusst die Ernährung das Mikrobiom besonders stark.

Ballaststoffreiche Ernährung

Ballaststoffe fördern viele nützliche Bakterien.

Gute Quellen sind:

Gemüse
Hülsenfrüchte
Vollkornprodukte
Nüsse
Obst

Mediterrane Ernährung

Die mediterrane Ernährung wird mit einer höheren mikrobiellen Vielfalt in Verbindung gebracht.

Sie enthält viel:

Gemüse
Obst
Olivenöl
Hülsenfrüchte
Fisch
Vollkornprodukte

Hochverarbeitete Lebensmittel

Sehr stark verarbeitete Lebensmittel werden häufig mit einer geringeren Diversität des Mikrobioms assoziiert.

Dabei spielen möglicherweise eine Rolle:

geringer Ballaststoffgehalt
Emulgatoren
Zusatzstoffe
hoher Zuckeranteil

Die Forschung hierzu ist jedoch noch nicht abgeschlossen.

Präbiotika – Nahrung für Darmbakterien

Präbiotika sind Substanzen, die gezielt nützliche Bakterien fördern.

Beispiele:

Inulin
Fruktooligosaccharide
Galaktooligosaccharide

Natürliche Quellen:

Chicorée
Zwiebeln
Knoblauch
Topinambur
Spargel

Nicht jeder Mensch verträgt Präbiotika gleich gut. Menschen mit Reizdarm reagieren manchmal empfindlich.

Probiotika – hilfreiche Bakterien?

Probiotika enthalten lebende Mikroorganismen.

Häufig verwendete Stämme sind:

Lactobacillus
Bifidobacterium
Saccharomyces boulardii

Wichtig ist: Nicht jedes Probiotikum wirkt gleich.

Die Wirkung hängt ab von:

Bakterienstamm
Dosierung
Erkrankung
Dauer der Einnahme

Deshalb kann man nicht allgemein sagen: „Probiotika helfen immer.“

Synbiotika und Postbiotika

Synbiotika

Synbiotika kombinieren Präbiotika und Probiotika.

Postbiotika

Postbiotika sind Stoffwechselprodukte oder Bestandteile von Mikroorganismen, die gesundheitliche Wirkungen entfalten können.

Dieses Forschungsfeld entwickelt sich derzeit sehr schnell.

Fäkale Mikrobiota-Transplantation

Bei der fäkalen Mikrobiota-Transplantation (FMT) wird die Darmflora eines gesunden Spenders übertragen.

Gesichert wirksam ist dieses Verfahren vor allem bei wiederkehrenden Infektionen mit Clostridioides difficile.

Für andere Erkrankungen wie:

Reizdarm
Adipositas
neurologische Erkrankungen

ist die Evidenz bislang uneinheitlich.

Kann man das Mikrobiom messen?

Heute werden zahlreiche Mikrobiomtests angeboten.

Wichtig ist jedoch:

Viele kommerzielle Tests haben derzeit eine begrenzte klinische Aussagekraft.

Denn:

Das Mikrobiom schwankt natürlicherweise.
Referenzwerte sind oft unklar.
Viele Zusammenhänge sind wissenschaftlich noch nicht vollständig verstanden.

Fachgesellschaften empfehlen deshalb Zurückhaltung bei routinemäßigen Mikrobiomanalysen außerhalb klarer medizinischer Fragestellungen.

Wie kann man das Darmmikrobiom fördern?

Aus heutiger wissenschaftlicher Sicht gelten folgende Maßnahmen als sinnvoll:

Ballaststoffreiche Ernährung
Viel Gemüse und Obst
Regelmäßige körperliche Aktivität
Ausreichender Schlaf
Stressreduktion
Verzicht auf unnötige Antibiotika
Nichtrauchen
Vielfältige Ernährung

Besonders die Vielfalt der Ernährung scheint mit einer größeren mikrobiellen Diversität verbunden zu sein.

Grenzen der Mikrobiomforschung

Trotz großer Fortschritte gibt es weiterhin offene Fragen.

Die Forschung steht vor Herausforderungen:

Jeder Mensch besitzt ein individuelles Mikrobiom.
Ernährung, Gene und Umwelt beeinflussen die Zusammensetzung.
Viele Studien zeigen nur Zusammenhänge, keine Ursache-Wirkung-Beziehungen.

Daher sollten spektakuläre Aussagen wie:

„Ein Bakterium verursacht Depressionen“
„Das Mikrobiom heilt alle Krankheiten“

kritisch betrachtet werden.

Ausblick in die Zukunft

Die Mikrobiommedizin entwickelt sich rasant. Forschende arbeiten an:

personalisierten Ernährungsstrategien
gezielten Bakterientherapien
neuen Prä- und Probiotika
mikrobiombasierten Medikamenten

Möglicherweise wird die Medizin künftig stärker berücksichtigen, wie die Mikroorganismen in unserem Darm Gesundheit und Krankheit beeinflussen.

Ausführliche Informationen zu Verdauungsbeschwerden, Reizdarmsyndrom und der Therapie mit der Low-FODMAP-Diät finden sich auf der Low FODMAP-Hauptseite.