Mikrobiom

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Darstellung der Verteilung der Mikroorganismen (Mikrobiom) auf unterschiedlichen Körperregionen

Das Mikrobiom bezeichnet im weiteren Sinne die Gesamtheit aller den Menschen oder andere Lebewesen (z. B. Regenwürmer, Reptilien, Rinder) besiedelnden Mikroorganismen.

Im engeren Sinn wird hierdurch die Gesamtheit aller mikrobiellen Gene bzw. Genome-(DNA) im menschlichen Organismus bezeichnet und vom Begriff der Mikrobiota unterschieden, die die Gesamtheit aller Mikroorganismen bezeichnen.[1]

Mikrobiom des Menschen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die meisten Zellen, die im menschlichen Organismus vorkommen, sind keine Zellen eines Vielzellers, also menschliche Zellen, sondern mikrobielle Zellen von Einzellern. Sie stehen in einem geschätzten Verhältnis von mikrobiellen zu Vielzellern von circa 10 : 1. In absoluten Zahlen wird ein erwachsener Mensch von etwa 1014 (100 Billionen) Bakterien besiedelt, diese überwiegend im Gastrointestinaltrakt.[2] Sie siedeln häufig in Gemeinschaften von verschiedenen Einzellern, gewissermaßen als Biofilme.

Damit werden primär die Darmbakterien (Darmflora) in Verbindung gebracht, aber auch alle Mikroorganismen, die auf der Haut (Hautflora) oder anderen Körperteilen (Mundhöhle, Nasenhöhle, Schleimhäute, Genitalorgane (bsp. Scheidenflora) etc.) leben. Im weiteren Sinne können auch die mikrobiellen Gemeinschaften anderer Habitate (Boden, Blattoberflächen, Wohnung u.v.m.) begrifflich eingeschlossen sein.

Die Besiedlungen mit Mikroorganismen erfüllen sehr oft den Charakter von symbiotischen Beziehungen, die sich zwischen dem Wirt und seiner Mikroflora entwickeln oder sind nur Kommensalen. Evolutionär haben sie sich als Ergebnis von Langzeitanpassungen herausgebildet. Voraussetzungen sind dabei komplexe und vielschichtige Mechanismen auf der Ebene von Stoffwechselprozessen, die sich in regulatorischen, intrazellulären und molekulargenetischen Ebenen abbilden.

Der Begriff wurde von Joshua Lederberg in Anlehnung an das Genom geprägt, da er nach Beendigung des Humangenomprojekts behauptete, dass auch die Mikroflora des Menschen berücksichtigt werden müsse, da sie Teil des menschlichen Stoffwechselsystems sei und maßgeblichen Einfluss auf den Menschen habe. Dem Darmmikrobiom etwa werden neben der Verwertung der aufgenommenen Nahrung viele weitere wichtige Funktionen zugeschrieben, darunter die Synthese lebenswichtiger Vitamine wie B1, B2, B6, B12 und K, die Produktion kurzkettiger Fettsäuren wie Essigsäure (Acetat) und Buttersäure (Butyrat), die als Energiequelle für die Darmschleimhautzellen dienen und das Darmmilieu mitbestimmen, die Förderung der Darmperistaltik über kurzkettige Fettsäuren, die Bekämpfung von Entzündungen, die Entgiftung von Fremdstoffen, die Unterstützung der Verdauung durch den Abbau schwer verdaulicher Ballaststoffe, die Stimulation des Immunsystems, die Verdrängung von Krankheitserregern und mehr. Veränderungen des Darmmikrobioms stehen unter anderem mit Erkrankungen wie Darmentzündungen, Darmtumoren und Darmkrebs, Adipositas, metabolischem Syndrom, Arthritis und auch Autismus und Morbus Alzheimer in Zusammenhang.[3]

Forschung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Mikrobiom des Menschen ist Teil intensiver Forschung und noch nicht umfassend verstanden.

Im Dezember 2007 wurde in den USA durch die NIH ein wissenschaftliches Projekt namens Human Microbiome Project zur Sequenzierung aller Genome der Mikroorganismen, die den Menschen besiedeln, ins Leben gerufen. Der Untersuchung liegen Stichproben aus Mund, Rachen und Nase, aus der Haut, dem Verdauungstrakt und dem Urogenitaltrakt von Frauen zugrunde. Es wurde eine kostenlose Datenbank eingerichtet, um die Zusammenarbeit zwischen den Gruppen zu erleichtern.[4]

Mittlerweile werden auch separate Mikrobiome betrachtet, die jeweils nur einen Teil des menschlichen Körpers umfassen (Mundraum, Hautoberfläche). Beispielsweise wurde Anfang 2008 das Mund-Mikrobiom vom National Institute of Dental and Craniofacial Research (NIDCR) in Zusammenarbeit mit Forschern aus anderen Ländern in Angriff genommen. Es umfasst bereits 600 Mikroorganismen. Die Forscher ordnen diese Mikroorganismen allmählich in einem Stammbaum an, was durch die Sequenzierung der 16S-rRNA ermöglicht wurde. Damit erhoffen sie sich ein besseres Verständnis ihrer Bedeutung bei der Entstehung der Karies oder verschiedenen Störungen der Verdauung.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

populärwissenschaftlich[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Urs Jenal – Biozentrum Universität Basel: Der Mensch und seine Mikroorganismen. Interaktionen zwischen Krankheit und Wohlbefinden. (Wieviel Mensch ist ein Mensch?) (Volltext als PDF-Datei).
  2. Werner Bär: Physiologische Bakterienflora: Kolonisationsresistenz, endogene Opportunisteninfektionen; Probiotika. In Helmut Hahn, Stefan H. E. Kaufmann, Thomas F. Schulz, Sebastian Suerbaum: Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. Springer, Berlin/ Heidelberg/ New York 2009, ISBN 978-3-540-46359-7, S. 26 f.
  3. H. Köppen: Darmflora & Mikrobiom. In: Website Praxiszentrum-Leipzig. (praxiszentrum-leipzig.de [abgerufen am 22. Mai 2017]).
  4. Scientists Launch First Comprehensive Database of Human Oral Microbiome. Pressemitteilung der NIH, 25. März 2008.