Mikrobiom

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Die Haut des Menschen besiedelnde Mikroorganismen (Hautmikrobiom): Verteilung auf die Körperregionen

Die Begriffe Mikrobiom und Mikrobiota (griechisch μικρός mikrós ‚klein‘, griechisch βίος bios ‚Leben‘) bezeichnen im weitesten Sinn die Gesamtheit aller Mikroorganismen der Erde (Biom), welche die Erdkruste, die Gewässer und die Erdatmosphäre besiedeln.

Im engeren Sinn ist die Gesamtheit aller den Menschen oder andere Lebewesen besiedelnden Mikroorganismen gemeint.[1]

Mikrobiom des Menschen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die meisten Zellen, die im menschlichen Organismus vorkommen, sind keine Zellen eines Vielzellers, also normalerweise menschliche Zellen, sondern mikrobielle Zellen (Zellen von Mikroorganismen). Sie stehen in einem geschätzten Verhältnis von mikrobiellen Zellen zu Vielzeller-Zellen von etwa 10 zu 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 in Form von Biofilmen.

Damit werden primär die Darmbakterien (Darmflora) in Verbindung gebracht, aber auch alle Mikroorganismen, die auf der äußeren Haut (Hautflora) und auf den Schleimhäuten leben, etwa der Haut der Mundhöhle, Nasenhöhle, Genitalorgane (bsp. Scheidenflora) und dergleichen. 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 die Mikroorganismen sind nur Kommensalen. Evolutionär haben sie sich als Ergebnis von Langzeitanpassungen herausgebildet. Voraussetzungen sind dabei komplexe und vielschichtige Beziehungen auf der Ebene von Stoffwechselprozessen, die sich in regulatorischen, intrazellulären und molekulargenetischen Ebenen abbilden.

Die Bezeichnung „Mikrobiom“ wurde von Joshua Lederberg in Anlehnung an das Genom geprägt, da er nach Beendigung des Humangenomprojekts behauptete, dass auch die den Menschen besiedelnden Mikroorganismen berücksichtigt werden müssen, da sie Teil des menschlichen Stoffwechselsystems sind und maßgeblichen Einfluss auf den Menschen haben. 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 Nahrungsbestandteile (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 bestimmte Formen des Autismus und Morbus Alzheimer in Zusammenhang.[3]

Forschung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Mikrobiom des Menschen ist Teil intensiver Forschung und noch nicht umfassend verstanden. Die Hochdurchsatz-Gensequenzierung ermöglicht es komplexe ökologische Studien durchzuführen. Herausforderungen in der durch den technischen Fortschritt geprägten Forschung ist die Datenauswertung und deren Interpretation.[4]

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.[5]

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]

 Wiktionary: Mikrobiom – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  • Mikrobiom-Projekt Mensch [1]
  • NIH human microbiome project. Abgerufen am 9. März 2018 [2]
  • Joshua Lederberg: Das World Wide Web der Mikrobiologie. (ins Deutsche übersetzt) Auf: project-syndicate.org vom 1. Dezember 2000; zuletzt abgerufen am 19. September 2015.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Urs Jenal: Der Mensch und seine Mikroorganismen. Interaktionen zwischen Krankheit und Wohlbefinden. (Wieviel Mensch ist ein Mensch?) Autor am Biozentrum der Universität Basel. → Volltext PDF.
  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. Dirk Haller: Ernährung und Mikrobiom, ZIEL - Research Center for Nutrition and Food Sciences Biofunctionality Unit, Technische Universität München, Vortragsreihe Winter 2014-15, Universität Hamburg
  5. Scientists Launch First Comprehensive Database of Human Oral Microbiome. Pressemitteilung der NIH, 25. März 2008.