Mikrobiom

Obwohl sie oft synonym verwendet werden, sind Mikrobiom und Mikrobiota unterschiedliche Begriffe. Die Mikrobiota bezeichnet die Population kommensaler, symbiotischer oder pathogener Mikroorganismen, die bestimmte Bereiche unseres Körpers besiedeln, z. B. die Haut, die Nase, den Darmtrakt und die Vagina.

Die menschliche Mikrobiota spielt eine wichtige Rolle, indem sie eine schützende physische Barriere bildet, antimikrobielle Substanzen gegen Krankheitserreger freisetzt, das Immunsystem stimuliert, potenzielle Giftstoffe abbaut und bestimmte Mikronährstoffe synthetisiert.

Es ist wichtig, dass sich dieses dynamische System an äußere und innere Reize anpasst, um einen Zustand des Gleichgewichts aufrechtzuerhalten, der das Wohlbefinden des Organismus gewährleistet. Ein Ungleichgewicht in der Mikrobiota kann zur Entwicklung und zum Fortschreiten von Infektionskrankheiten, Lebererkrankungen, Autoimmunerkrankungen, Magen-Darm-Krebs, Stoffwechselkrankheiten, Atemwegserkrankungen und geistigen oder psychischen Störungen führen.

Das Mikrobiom umfasst das gesamte genetische Erbe, das die Mikrobiota charakterisiert, sowie die Gene, die exprimiert werden. Das Mikrobiom eines Menschen bildet sich in der Kindheit und wird durch Ernährung, Medikamente und Umwelteinflüsse beeinflusst. Unterschiede im Mikrobiom können auch die Anfälligkeit einer Person für Krankheiten wie Stoffwechselstörungen, Allergien, Krebs, kardiovaskuläre und neurologische Störungen sowie ihr Ansprechen auf Medikamente bestimmen.

Der Darm enthält bis zu 10-1000 Milliarden Bakterien pro Milliliter Fäkalienmaterial. Man schätzt, dass im Laufe eines Lebens über 30 Tonnen Nahrung und über 50.000 Liter Flüssigkeit den Darm passieren. Die Verdauung der Nahrung erfolgt dank anatomischer Strukturen wie den Zotten und Mikrovilli und der Mikrobiota, die durch peristaltische Bewegungen ständig „umgerührt“ wird. Im Darm gibt es bestimmte Arten von anaeroben Bakterien, die mit schädlichen Mikroorganismen um Nährstoffe und Anheftungsstellen an der Darmschleimhaut konkurrieren.

Die Darmschleimhaut macht etwa 70 Prozent des körpereigenen Immunsystems aus. In den Wänden des Darms befinden sich spezielle Regionen, die als darmassoziiertes lymphatisches Gewebe (GALT) bezeichnet werden und Immunzellen enthalten, die schädlichen Substanzen erkennen, identifizieren und neutralisieren. Es ist bekannt, dass die Wechselwirkungen zwischen Darmbakterien und Immunzellen eine wesentliche Rolle bei der Reifung des Immunsystems spielen.

Ebenso gibt es einen zweiseitigen biochemischen Signalweg zwischen dem Darmtrakt und dem zentralen Nervensystem, die so genannte Darm-Hirn-Achse, die die Mikrobiota mit dem Gehirn verbindet und die Stressreaktion, Angst und Gedächtnisfunktion beeinflusst. Daher wird der Darm oft als zweites Gehirn bezeichnet, denn er spielt eine wichtige Rolle für die Gehirnfunktion und die psychische Gesundheit.

Die Zusammensetzung der vaginalen Mikrobiota variiert je nach Alter, Hormonspiegel, sexueller Aktivität, Drogenkonsum und Intimhygiene. Für das allgemeine Wohlbefinden der Frau ist es von grundlegender Bedeutung, dass dieser Körperbereich von Mikroorganismen besiedelt ist, die die Ansiedlung und Vermehrung von Krankheitserregern verhindern und so das Risiko von Infektionen und Entzündungen verringern. Ein gesundes vaginales Mikrobiom wird von Lactobacillus dominiert, der eine Vielzahl von antimikrobiellen Verbindungen produziert.

Unsere Haut bedeckt fast zwei Quadratmeter unseres Körpers und ist unsere erste Verteidigungslinie gegen Krankheitserreger und Schadstoffe; entscheidend für ihre Funktion ist die sie besiedelnde Mikrobiota. Die Mikrobiota der Haut wird bei der Geburt gebildet und verändert sich in der Jugend, bleibt aber im Erwachsenenalter fast unverändert.

Die Mikroorganismen, die unsere Haut besiedeln, variieren je nach dem strukturellen und funktionellen Zustand der Haut zu einem bestimmten Zeitpunkt. Außerdem haben die verschiedenen Körperregionen einen unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt und Talganteil. Folglich ist die mikrobielle Population auf der Hautoberfläche nicht homogen. Die Untersuchung der Zusammensetzung der Mikrobiota an verschiedenen Stellen ist wertvoll, um die Ursache häufiger Hauterkrankungen wie Ekzeme an der Innenseite des Ellenbogens und Psoriasis an der Außenseite des Ellenbogens aufzuzeigen. Viele Hauterkrankungen werden mit Veränderungen der Mikrobiota (Dysbiose) in Verbindung gebracht, die oft von gewöhnlichen Kommensalbakterien verursacht werden – zum Beispiel Akne, eine häufige Hauterkrankung im Jugendalter.

Die Mundhöhle gilt als eines der größten mikrobiologischen Reservoirs des menschlichen Körpers. Sie wird von einer vielfältigen mikrobiellen Gemeinschaft aus mehr als 700 verschiedenen Bakterien-, Pilz- und sogar Protozoenarten besiedelt. Die orale Mikrobiota spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der oralen Homöostase und der Verhinderung der Entwicklung von Mund- und Zahnerkrankungen. Durch ihre unmittelbare Nähe zur äußeren Umgebung ist sie anfälliger für dysbiotische Prozesse, die durch Faktoren wie Rauchen und Alkohol noch verstärkt werden. Die Zunahme der Anzahl schädlicher Bakterien auf Kosten der nützlichen verändert die orale Mikroumgebung und führt zu einer Zunahme von Entzündungsprozessen.

Ein weiteres Merkmal, das die orale Mikrobiota einzigartig macht, ist die Fähigkeit dieser Zellen und Bakterien zu aggregieren und sich mit Hilfe von im Speichel vorhandenen Proteinen an der Oberfläche und dem Zahnschmelz anzuhaften. Durch diese Aggregation entsteht der Biofilm, der den Zahnbelag ausmacht, der verkalkt und so die Bildung von Zahnstein verursacht.

Bei einem gesunden Patienten, der gute Mundhygienestandards einhält, leben die zahlreichen Bakterienarten, die die Mundflora bevölkern, im Gleichgewicht und stärken das Immunsystem unseres Körpers. Dennoch reicht eine geringfügige Abweichung aus, um den Ursprung verschiedener Pathologien in der Mundhöhle zu bestimmen, wie Parodontalerkrankungen, Krebsgeschwüre, Karies und Mundgeruch.