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Wikipedia 2016 Darmflora        Auszug
Als Darmflora (auch Intestinalflora) wird die Gesamtheit der Mikroorganismen bezeichnet,
die den Darm des Menschen wie auch den vieler Tiere besiedeln und für den Wirtsorganismus von entscheidender Bedeutung sind – es herrscht somit ein Mutualismus. Die Darmflora gehört zum Mikrobiom eines Vielzellers.
Die an und für sich inkorrekte Bezeichnung Flora beruht auf der früher vertretenen
Auffassung, Bakterien und viele andere Mikroorganismen gehörten zum Pflanzenreich. Da
Bakterien heute eine eigene Domäne bilden, müsste man richtigerweise von einer
„Darmmikroorganismengemeinschaft“ oder „-gesellschaft“ bzw. von einer Darmmikrobiota
sprechen – Bezeichnungen, die sich in der Medizin – auch international – erst langsam
durchsetzen.
Inhaltsverzeichnis
• 1 Zusammensetzung
• 2 Nutzen, Funktion, Bedeutung
•Zusammensetzung
Der Darm des Menschen wird von Bakterien, Archaeen und Eukaryoten besiedelt.[1] Er stellt ein komplexes und dynamisches bakterielles Ökosystem dar, das sich innerhalb der ersten Lebensjahre etabliert. Die Besiedlungsdichte des Darms ist anfangs gering und steigt mit zunehmendem Lebensalter stetig an. Während des Geburtsprozesses und kurz danach erfolgt die erste bakterielle Besiedlung des vorher sterilen humanen Gastrointestinaltraktes. Bei natürlich geborenen Kindern beginnt die Kolonisation während der Geburt. Die ersten
Mikroorganismen, die nachgewiesen werden können, sind Escherichia coli, Enterobakterien
(Enterobacteriaceae) und Streptokokken. Durch Kaiserschnitt geborene Kinder erhalten
zunächst eine unnatürliche Darmflora, die der mütterlichen Hautflora entspricht.[2]

Einen besonderen Einfluss auf die Besiedlung hat die Nahrung. Ob ein Kind gestillt oder mit
Flaschennahrung gefüttert wird, lässt sich an der Darmflora erkennen. Der Darm gestillter
Kinder wird nach den ersten Wochen hauptsächlich von den milchsäureproduzierenden
Bakterien (Bifidobakterien und Laktobazillen) bevölkert. Die von ihnen produzierte
Milchsäure führt zu einer Ansäuerung des Darmmilieus, die es pathogenen Bakterien
erschwert, sich dort anzusiedeln. Im Gegensatz dazu wird bei Flaschenkindern eine
erwachsenenähnliche Mikroflora nachgewiesen.
Die Darmflora von erwachsenen Menschen zeichnet sich durch eine Vielzahl von
verschiedenen Bakteriengattungen aus. Bei einem gesunden Erwachsenen mittleren Alters
besteht dieses Ökosystem aus hauptsächlich anaeroben Bakterien mit einer Gesamtzahl von 10 – 100 Billionen. Molekulare Analysen der 16S-ribosomalen DNA haben bisherige
kulturabhängige Schätzungen von 200-300 Arten auf bis zu 1800 Gattungen mit bis zu 36000 Arten ansteigen lassen; das intestinale Habitat eines Menschen enthält aber mindestens 500 bis 1.000 unterschiedliche Arten.[3][4] Die Mikroorganismen besiedeln das Darmlumen, die Muzinschicht und die mukosalen Oberflächen. Im Gegensatz zum Dünndarm mit 103 – 10 Individuen je Gramm Kot, ist der Dickdarm mit 1011 – 1012 Individuen je Gramm dicht besiedelt.[5] Die Gesamtmasse der Mikroflora im Darmtrakt eines erwachsenen Menschen beträgt mehrere hundert Gramm, wobei sich über 50 % der mikroskopisch in Stuhlproben beobachtbaren Mikroorganismen nicht kultivieren lassen.[6][7][8]

Die Darmflora besteht zu 99 % aus vier bakteriellen Abteilungen (Phyla = Stämmen):
Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria und Actinobacteria [9] Bei Menschen mittleren
Alters werden im Dickdarm fast ausschließlich obligate Anaerobier (Bacteroides,
Bifidobacterium, Eubacterium, Clostridium, Fusobacterium, Ruminococcus, Roseburia)
gefunden, während sich die Dünndarmmikroflora hauptsächlich aus fakultativ anaeroben
Bakterien wie beispielsweise Enterococcus- und Lactobacillus-Arten zusammensetzt. Das
wohl bekannteste Bakterium der Darmflora ist Escherichia coli. Von der Art Escherichia coli
gibt es verschiedene Biovare. Einige dieser Biovare sind als Darmbewohner des Menschen
völlig harmlos, andere jedoch pathogen: enterohämorrhagische E. coli (EHEC),
enteropathogene E. coli (EPEC), enteroinvasive E. coli (EIEC), enterotoxische E. coli
(ETEC). Ihren hohen Bekanntheitsgrad verdankt Escherichia coli der Tatsache, dass sie
einfach zu kultivieren ist und in der Mikrobiologie als Modellorganismus verwendet wird.

Darmflora des Menschen

Der Darm des Menschen wird von Bakterien, Archaeen und Eukaryoten besiedelt. [1] Er stellt ein komplexes und dynamisches bakterielles Ökosystem dar, das sich innerhalb der ersten Lebensjahre etabliert. Die Besiedlungsdichte des Darms ist anfangs gering und steigt mit zunehmendem Lebensalter stetig an. Während des Geburtsprozesses und kurz danach erfolgt die erste bakterielle Besiedlung des vorher sterilen humanen Verdauungstraktes. Bei natürlich geborenen Kindern beginnt die Kolonisation während der Geburt. Die ersten Mikroorganismen, die nachgewiesen werden können, sind Escherichia coli, Enterobakterien (Enterobacteriaceae) und Streptokokken. Durch Kaiserschnitt geborene Kinder erhalten zunächst eine unnatürliche Darmflora, die der mütterlichen Hautflora entspricht. [2]

Einen besonderen Einfluss auf die Besiedlung hat die Nahrung. Ob ein Kind gestillt wird oder Flaschennahrung bekommt, lässt sich an der Darmflora erkennen. Der Darm gestillter Kinder wird nach den ersten Wochen hauptsächlich von den milchsäureproduzierenden Bakterien (Bifidobakterien und Laktobazillen) bevölkert. Die von ihnen produzierte Milchsäure führt zu einer Ansäuerung des Darmmilieus, die es pathogenen Bakterien erschwert, sich dort anzusiedeln. Im Gegensatz dazu wird bei Flaschenkindern eine erwachsenenähnliche Mikroflora nachgewiesen.

Die Darmflora von erwachsenen Menschen zeichnet sich durch eine Vielzahl von verschiedenen Bakteriengattungen aus. Bei einem gesunden Erwachsenen mittleren Alters besteht dieses Ökosystem aus hauptsächlich anaeroben Bakterien mit einer Gesamtzahl von 10 bis 100 Billionen. Molekulare Analysen der 16S-ribosomalen DNA haben bisherige kulturabhängige Schätzungen von 200 bis 300 Arten auf bis zu 1800 Gattungen mit bis zu 36.000 Arten ansteigen lassen. Die zum Darmkanal gehörende Besiedlung eines Menschen enthält mindestens 500 bis 1000 unterschiedliche Arten. [3][4] Die Mikroorganismen besiedeln das Darmlumen, die Muzinschicht und die mukosalen Oberflächen. Im Gegensatz zum Dünndarm mit 10 3 bis 10 7 (zehn Millionen) Individuen je Gramm Kot, ist der Dickdarm mit 10 11 (hundert Milliarden) bis 10 12 (eine Billion) Individuen je Gramm dicht besiedelt. [5] Die Gesamtmasse der Mikroflora im Darmtrakt eines erwachsenen Menschen beträgt zwischen 1000 und 2000 Gramm, wobei sich über 50 % der mikroskopisch in Stuhlproben beobachtbaren Mikroorganismen nicht kultivieren lassen. [6][7][8]

Die Darmflora besteht zu 99 % aus vier bakteriellen Abteilungen (Phyla = Stämmen): Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria und Actinobacteria. [9] Bei Menschen mittleren Alters werden im Dickdarm fast ausschließlich obligate Anaerobier (Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Clostridium, Fusobacterium, Ruminococcus, Roseburia) gefunden, während sich die Dünndarmmikroflora hauptsächlich aus fakultativ anaeroben Bakterien wie beispielsweise Enterococcus- und Lactobacillus-Arten zusammensetzt. Von der Art Escherichia coli gibt es verschiedene Biovare. Einige dieser Biovare sind als Darmbewohner des Menschen völlig harmlos, andere jedoch pathogen: enterohämorrhagische E. coli (EHEC), enteropathogene E. coli (EPEC), enteroinvasive E. coli (EIEC), enterotoxische E. coli (ETEC). Escherichia coli ist einfach zu kultivieren und wird in der Mikrobiologie als Modellorganismus verwendet.

Nutzen, Funktion, Bedeutung

Im Darm befinden sich rund 1,3 Mal so viel Mikroorganismen wie der Organismus des Menschen Zellen enthält [11]. Im Dickdarm befinden sich sehr viel mehr Mikroorganismen als im Dünndarm. Die Intestinalmikroflora ist an der Abwehr von Krankheitserregern (Kolonisationsresistenz) beteiligt und beeinflusst das Immunsystem, wobei nicht ganz klar ist, ob sich für den Wirt insgesamt ein Vorteil ergibt. Experimente mit von Mikroorganismen freien und normalen Mäusen haben gezeigt, dass verschiedene Bakterien und Amöben durch die Anwesenheit der Darmflora erst pathogen werden, hingegen werden die negativen Auswirkungen von einigen anderen eukaryotischen Einzellern und Saugwürmern verringert. [12] Die Konstanz der Milieubedingungen im Darm und die Vielseitigkeit der in Form der Nahrung zugeführten Substrate begünstigen die Entwicklung einer an Individuen- und Arten-Zahl und Aktivitäten äußerst komplexen Mikroorganismengesellschaft. Nahrungsbestandteile und vom menschlichen Organismus gebildete Stoffe dienen den Mikroorganismen als Nährstoff- und Energiequelle. Die Mikroorganismen haben verschiedene Wirkungen auf den Menschen wie

Während des mikrobiellen Abbaus unverdaulicher Kohlenhydrate (Ballaststoffe) werden im menschlichen Darm kurzkettige Fettsäuren (hauptsächlich Essig-, Propion- und Buttersäure) und Gase gebildet, wie Wasserstoff (H 2), Kohlenstoffdioxid (CO 2) und Methan (CH 4). Darmepithelzellen nehmen die Fettsäuren auf und verstoffwechseln sie; die Gase werden ausgeschieden (Flatulenz). Unter den kurzkettigen Fettsäuren wird besonders der Buttersäure auf Grund ihrer physiologischen Effekte eine besondere Bedeutung zugesprochen. Beispielsweise wurde bei Darmkrebs eine verminderte intestinale Buttersäurekonzentration beobachtet. [14] Eine weitere Funktion der kurzkettigen Fettsäuren ist die Anregung der Darmperistaltik, der kontraktiven Bewegung des Darms zur Beförderung von Nahrungsbrei in Richtung Enddarm.

Bei der anaeroben Verstoffwechselung von Proteinen werden kurzkettige, aber auch verzweigtkettige Fettsäuren gebildet (iso-Valeriansäure, iso-Buttersäure). Daneben können noch Produkte wie Thiole (Mercaptane), Indole, Amine und Schwefelwasserstoff (H 2S) gebildet werden. Im geringen Maße wird auch Stickstoff (N 2) gebildet. Fette werden unter anoxischen Bedingungen im Darm nicht verstoffwechselt.

Die Darmflora beeinflusst das Körpergewicht und spielt eine Rolle bei der Fettsucht (Adipositas). Aus Experimenten an „dicken“ (englisch „obese“) Mäusemutanten (ob/ob), denen der Fettsäureregulator Leptin fehlt, ist bekannt, dass sich die Darmflora von dicken und schlanken Mäusen hinsichtlich der Zusammensetzung des Verhältnisses von Bakterien der GattungBacteroides und des Stamms (Abteilung) der Firmicutes unterscheidet, wobei dicke Mäuse einen größeren Anteil an Firmicutes aufweisen. Auch die Darmflora des Menschen hat Einfluss auf das Körpergewicht. Das Verhältnis zwischen dem Anteil an Firmicutes und Bacteroides ist in schlanken und dicken Individuen verschieden, bei dicken ist es zu Firmicutes verschoben. Das Verhältnis ist dynamisch und korreliert mit Veränderungen im Körpergewicht, sodass sich bei einer Gewichtsreduktion das Verhältnis von Firmicutes zu Bacteroides hin verschiebt. Die gegenseitige Beeinflussung der Zusammensetzung der Darmflora und des Körpergewichtes wird mit der Energieaufnahme in Zusammenhang gebracht, weil durch die Zusammensetzung der Darmflora die Verdauung von Fettsäuren und Polysacchariden beeinflusst wird. Dies geht aus Experimenten hervor, in denen die Darmflora (aus dem Caecum) von dicken Mäusen in Mikroorganismen-freie Mäuse transplantiert wurde, und diese anschließend, trotz Verringerung der Nahrungszufuhr, an Gewicht zunahmen. [18][19][20][21]

Es wird diskutiert, inwiefern die Zusammensetzung der Darmflora bei Mäusen, wie bei Menschen, einen Einfluss auf das emotionale Verhalten und den Umgang mit Stress hat. [22]

In ihrer Funktion als Kommensalen verhindern die Mikroorganismen durch ihre bloße Menge ein Überwuchern von pathogenen Mikroorganismen, wie dies durch Clostridium difficile bei der pseudomembranösen Kolitis geschieht. Umgekehrt kann durch die Verabreichung von Stuhl eines gesunden Spenders durch einen Einlauf (über das Rektum oder eine liegende Nasoduodenalsonde) eine therapieresistente pseudomembranöse Kolitis in der Mehrzahl der Fälle ausgeheilt werden, wie Studien [23] zeigten. Über Erfolge bei anderen chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen wurde ebenfalls berichtet.

Mit etwa 30 % der Trockenmasse ist die Darmflora ein wesentlicher Bestandteil der Fäzes.

Fehlbesiedelung des Darms

Veränderungen der Darmflora können in einer Unter- oder Überbesiedelung und in einer Veränderung ihrer Zusammensetzung bestehen. Es können Fehlbesiedelungen entweder im Dick- oder im Dünndarm oder bei beiden gleichzeitig auftreten. Die optimale Zusammensetzung der Darmflora ist wirtsabhängig. Mäuse, die mit einer typischen Darmflora vom Menschen oder von der Ratte ausgestattet werden, weisen gegenüber Mäusen, welche die typische Darmflora für Mäuse besitzen, Schwachstellen in ihrem Immunsystem auf. [24]


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