Unsere Freundin, die Mikrobe

Der Mensch profitiert stärker als angenommen von den Mikroorganismen in seinem Körper. Das Immunsystem wäre ohne bakterielle Mitbewohner chancenlos.

Gefährlich im Blutkreislauf, hilfreich im Darm: Fäkalbakterien machen die Hälfte der menschlichen Exkremente aus. Foto: Science Photo Library (Keystone)

Gefährlich im Blutkreislauf, hilfreich im Darm: Fäkalbakterien machen die Hälfte der menschlichen Exkremente aus. Foto: Science Photo Library (Keystone)

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Was haben Menschen und Korallen gemeinsam? Beide sind niemals wirklich allein – beide sind Organismen, die aus mehreren, eng kooperierenden und aufeinander angewiesenen Lebewesen bestehen. Korallen sind Lebensgemeinschaften aus Nesseltieren und Algen; die Ersteren bieten Behausung, die Letzteren Nahrung. Und der Mensch wird erst zum Menschen durch die ­unzähligen Bakterien, die in und auf seinem Körper leben.

Die amerikanische Biologin Lynn Margulis schlug in den frühen ­1990er-Jahren den Begriff Holobiont für genau solche Lebewesen vor, die in enger Gemeinschaft und wechselseitig abhängig mit anderen Kreaturen leben. Die Holobionten Mensch und Koralle sind dabei in guter Gesellschaft: Der Blauwal ist ebenfalls einer, genauso wie der Regenwurm, die Mücke, der Fuchs, die Sonnenblume oder die Kartoffel. Andere Wissenschaftler bezeichnen den Menschen auch als Superorganismus – oder gleich als wandelndes Ökosystem.

Mehr als nur Verdauungshelfer

Praktisch alle mehrzelligen Lebewesen werden von einem Schwarm mikroskopisch kleiner Mitbewohner begleitet, die wichtige Aufgaben übernehmen. Lange Zeit galten die Bakterien im menschlichen Darm nur als simple Verdauungshelfer, die zersetzen, was der Darm mit seinen Enzymen und Muskelkontraktionen nicht selbst klein bekommt. Doch seit einigen Jahren zeigt sich immer deutlicher, wie stark der menschliche Organismus mit der mikrobiellen Lebensgemeinschaft verflochten ist.

«Tatsächlich scheinen die Darm­mikroben praktisch jede körperliche ­Regung zu beeinflussen», schreiben die Immunologen und Mikrobiologen Thomas Postler und Sankar Ghosh von der Columbia University in einem aktuellen Übersichtsartikel im Fachjournal «Cell Metabolism». Dazu zählen der Energiehaushalt genauso wie das Herz-Kreislauf-System oder die Immunabwehr, mit der sich die beiden Spezialisten in ihrem Text eingehend befassen.

Sogar die Psyche könnte unter dem Einfluss der Mikroben stehen.

Die Zellen des menschlichen Immunsystems seien abhängig von verschiedenen Substanzen, die das Bakterienvolk im Darm herstellt, schreiben Postler und Ghosh. Ohne die mikrobiellen Mitbewohner würde sich das Immunsystem nicht normal entwickeln. Ihre Hilfestellung können die Mikroben aber nur liefern, wenn ihr Wirt sie mit der richtigen Nahrung versorgt, so viel ist bereits heute sicher. Unklar ist jedoch noch immer, woraus die ideale Mikrobennahrung besteht.

Studien an Mäusen haben gezeigt, wie schöpferisch die Mikroben im Verdauungstrakt der Nager sind – und beim Menschen dürfte es ähnlich sein. Von den 179 Metaboliten, die Forscher im Darminhalt von Mäusen ausmachen konnten, waren 48 nicht im Futter der Labortiere enthalten. Sie mussten also von den Bakterien hergestellt worden sein oder vom Verdauungssystem der Mäuse. Weitere Experimente zeigten, dass 13 dieser Substanzen wahrscheinlich ausschliesslich von Bakterien produziert wurden.

Hilfe bei Krebs- und Herzleiden

Einige dieser Stoffe sorgen dafür, dass sich die Zellen der Darmwand regenerieren können und diese stets zuverlässig funktioniert als Barriere, die Bakterien davon abhält, aus dem Darm ins Innere des Körpers zu schlüpfen. Denn so hilfreich und gut die Mikroben im Darm auch sein mögen – im Blutkreislauf können sie äusserst gefährlich werden. Deshalb lauern im Darm auch viele Immunzellen, welche die Bakterienbrut in Schach halten.

Die Mikroben wiederum müssen sich vor den Attacken der Abwehrzellen schützen. So hat sich im Lauf der wechselseitigen Evolution von Mensch und Mikroorganismen ein Gleichgewicht eingestellt, das alle Beteiligten permanent neu justieren.

Die Untermieter spielen wahrscheinlich beim Wachstum einiger Krebstumoren eine Rolle.

Manche Darmbakterien wandeln unverdauliche Pflanzenfasern in Fettsäuren wie Acetat, Propionat und Butyrat um, die im Darm Entzündungen entgegenwirken. In kleineren Studien halfen diese Substanzen manchen ­Patienten mit entzündlichem Darmleiden. Andere Mikroben benutzen Gallensäuren, die von der Leber hergestellt werden, um daraus Stoffe herzustellen, die angriffslustige Abwehr­zellen beschwichtigen oder das Darmgewebe stabilisieren. Bakterien der Art Bacteroides fragilis wiederum stellen eine Zuckerverbindung her, die ebenfalls Entzündungsreaktionen unterdrückt. Von vielen weiteren Substanzen ist längst bekannt, dass sie einen positiven Einfluss auf das Immunsystem haben. Nur wie sie das machen, ist noch immer rätselhaft.

Postler und Ghosh betonen, dass bislang erst der kleinste Teil jener chemischen Stoffe, die Darmbakterien herstellen, untersucht und verstanden wurde, «die wahren Ausmasse der Verbindung zwischen Darm und Immunsystem sind noch nicht abzusehen». Die beiden Forscher hoffen auf neue Untersuchungsmethoden, um die feinen Details des ­Zusammenlebens von Menschen und Bakterien auszumessen. Das werde nicht nur helfen, das Immunsystem besser zu verstehen, sondern auch Krankheiten zu heilen, die entstehen, wenn das Ökosystem im Verdauungstrakt aus dem Gleichgewicht gerät.

Bislang zeichnet sich vor allem ab, wie komplex der Holobiont Mensch ist. Denn das Immunsystem ist nur ein Bereich, in dem Mikroben und menschlicher Organismus einander beeinflussen. Die Untermieter mischen auch im Stoffwechsel mit, sie spielen wahrscheinlich beim Wachstum einiger Krebstumoren eine Rolle und können Herz-Kreislauf-Leiden begünstigen oder verhindern – je nachdem, wie man sie hegt und pflegt. Und sogar die Psyche des Menschen könnte unter dem Einfluss der Darm­bewohner stehen. (Süddeutsche Zeitung)

Erstellt: 20.06.2017, 17:47 Uhr

Mensch und Darm

Schlaraffenland für Bakterien

39 Billionen

Bakterien leben im Schnitt im und auf dem Menschen. Diese Schätzung von Forschern des Weizman-Instituts ist wesentlich tiefer als bisherige Kalkulationen. Demnach sollte der Mensch zehnmal mehr Mikroben besitzen, als er eigene Zellen hat. Stimmt die neue Zahl der israelischen Forscher, wäre das Verhältnis Bakterien zu Körperzellen näher bei 1:1, denn der Mensch besitzt rund 30 Billionen Zellen. Bei ihren Berechnungen sind die Forscher von einem «Referenz-Mann» ausgegangen: 70 Kilogramm schwer, 1,70 Meter gross und rund 20 bis 30 Jahre alt.

50 Prozent

der Exkremente, die der Mensch ausscheidet, bestehen aus Bakterien. Im menschlichen Dickdarm tummeln sich pro Gramm Biomasse 10 bis 100 Milliarden Mikroben.

500 Arten

von Bakterien bilden die Darmflora des Menschen. Grundsätzlich sind sie uns gut gesinnt. Einzelne können aber auch Infektionen verursachen, etwa in den Harnwegen, der Gallenblase oder der Darmwand. Die Tendenz, dass Bakterien gegen Antibiotika resistent werden, nimmt weltweit zu. Von dieser Entwicklung sind auch Darmbakterien nicht ausgenommen. (lae)

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