Das interaktive Ökosystem im Menschen

95 Prozent der Mikroorganismen befinden sich im Gastrointestinaltrakt (1500 Spezies, aufgeteilt in mehr als 50 Stämme) und dort vor allem im unteren Darmabschnitt. Das Darmmikrobiom scheint für viele Prozesse im Menschen entscheidend zu sein. Bekannt ist vor allem seine Rolle bei der Verdauung und der Ausbildung und der Funktion des Immunsystems, aber auch unter anderem an der Entwicklung des Nervensystems, der Produktion von Vitaminen (K und B) und anderen Stoffwechselprodukten, dem Erhalt der Epithelschicht des Darms und Regulierung der Integrität der Darmbarriere und dem Metabolismus etwa von Pharmaka ist es beteiligt.

Eine hohe Diversität der Mikrobiota soll vor Krankheiten schützen. Forscher diskutieren einen Zusammenhang zwischen Mikrobiom und Allergien, Adipositas, Diabetes mellitus, Depressionen und dem Reizdarmsyndrom. Bisher lässt sich zumindest das klinische Krankheitsbild des Reizdarmsyndroms durch eine gezielte Beeinflussung der Mikrobiota nachweislich verbessern. Als Therapie der rezidivierenden Infektion mit Clostridioides difficile ist die Transplantation fäkaler Mikrobiota zugelassen.

Wesentlich für die Einflüsse des Mikrobioms scheinen die bidirektionalen Achsen im Körper zu sein: Darm und Gehirn kommunizieren über die sogenannte Darm-Hirn-Achse miteinander. Dazu gehören unter anderem Nervenzellen in der Darmwand, Hormone, Botenstoffe von Immunzellen und die intestinale Mikrobiota. 10 Prozent der Informationen gelangen vom Gehirn zum Darm, 90 Prozent vom Darm zum Gehirn.

Das Mikrobiom produziert die kurzkettigen Fettsäuren Butyrat, Propionat und Acetat. Sie können die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Im Zentralnervensystem dienen sie Neuronen als Energiesubstrate und beeinflussen die Bildung der Neurotransmitter Dopamin, Serotonin und Neuropeptid YY. Die Achse wird daher inzwischen wohl auch als Teil der Reiz- und Stressverarbeitung gesehen. Die Programmierung der Darm-Hirn-Achse findet wohl in den ersten drei Lebensjahren statt. Danach kann der Lebensstil modifizierend auf sie wirken. Ein pränataler Einfluss wird diskutiert. Haller hält die Aussagen dazu jedoch für unsolide.

Des Weiteren gibt es die Darm-Leber-Achse: Die Leber ist direkt über die Pfortader und die Gallenwege mit dem Darm und den dazu gehörigen Bakterien verbunden. Normalerweise reguliert die Darmbarriere den Übertritt von bakteriellen Produkten und Zytokinen, die über die Pfortader in die Leber kommen. Gibt es Störungen entlang dieser Achse – etwa durch eine Dysbalance des Darm-Mikrobioms oder eine erhöhte intestinale Durchlässigkeit – gelangen bakterielle Bestandteile in die Zirkulation. In der Leber können sie Entzündungsreaktionen verursachen.