Bakterien für die Gesundheit: Bei der am 15. August beginnenden Seminarwoche des Europäischen Forums Alpbach geht es unter anderem darum, wie wir unser Mikrobiom kontrollieren können.
Das Mikrobiom ist die Summe aller Bakterien, Pilze und Viren, die einen Organismus besiedeln. Sie sorgen dafür, dass die Verdauung reibungslos funktioniert, schützen die Haut und beeinflussen das Immunsystem. Sind sie zahlreich vorhanden, dienen sie der Gesundheit. Werden sie weniger, fühlen wir uns nicht wohl. Störungen im Körper haben mit einem Verlust an mikrobieller Vielfalt zu tun. Wie also können wir die winzigen Helferlein möglichst bei Laune halten? Im Rahmen des Seminars "Mikrobiomdiversität vs. mikrobiologische Kontrolle" beim Forum Alpbach untersuchen Experten, inwiefern der menschliche Körper sein Mikrobiom kontrollieren kann. Was dabei zu tun ist, erklärt Christine Moissl-Eichinger, Mikrobiom-Forscherin an der Medizinuniversität Graz.
"Wiener Zeitung": Die Mikroben im Darm sorgen für eine gesunde Verdauung. Wenn sie durcheinanderkommen, gibt es Blähungen, Durchfälle und sogar chronische Bauchschmerzen. Eine geschädigte Darmschleimhaut gilt als mitverantwortlich für Allergien und Autoimmun-Erkrankungen. Wie können wir das Mikrobiom so verändern, dass Probleme verschwinden?
Christine Moissl-Eichinger: Der Körper steuert das Mikrobiom von Haus aus - unbewusst. Aber wir können es aktiv beeinflussen, weil es der Ernährung folgt: Je vielseitiger der Speiseplan, desto variantenreicher wird das Mikrobiom und desto mehr hat es zu tun. Das betrifft insbesondere den Darm, der durch Ballaststoffe angeregt wird. Medikamente verändern die Darmbakterien hingegen als Nebeneffekt. Antibiotika lassen sie entgleisen, Statine und Betablocker stören sie. Es gibt aber auch Medikamente für Diabetiker Typ 2, die das erkrankte Darm-Mikrobiom dem gesunden angleichen.
Wie schnell passieren diese Veränderungen?
Ernährungsumstellungen sollten dauerhaft sein, wenn wir das Mikrobiom zum Guten verändern wollen. Viel Obst, Gemüse und Ballaststoffe, wenig prozessiertes Essen lautet die Devise. Mit Fertigspeisen machen wir es dem Mikrobiom nämlich zu leicht. Mikroben müssen beschäftigt werden. Sie sind dazu da, etwas zu tun, und müssen ihre Funktionen ausleben. Wenn sie das nicht können, wird das Mikrobiom einseitig. In Studien wurde Mäusen über Generationen ein westlicher Speiseplan vorgesetzt mit viel Fett und viel Zucker. Die Mäuse hatten nach drei oder vier Generationen nur noch ein eingeschränktes Mikrobiom. Die Mikroben kommen aber nicht zwangsläufig zurück, wenn die Mäuse später anders gefüttert werden. Sie passen sich einseitiger Ernährung an und sind für immer verloren - zumindest bei Mäusen.
Verschwinden gute Darmbakterien schneller als schlechte?
Bei Mäusen ist das über vier Generationen der Fall. Eine Theorie zum Menschen ist, dass der Mikrobenverlust schuld sei am immer häufigeren Auftreten von Diabetes. Viel Zucker und Fett, verpacktes Essen und helles Toastbrot schmecken zwar gut, zudem sind diese Lebensmittel leicht verdaulich. Aber wir sollten länger etwas vom Essen haben und zu diesem Zweck gehören alle Mikroben beschäftigt.
In Europa leiden zwei Millionen Menschen an chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. Gestörte Darm-Mikrobiota sind Auslöser. Wie erfolgsversprechend sind Fäkal-Transplantationen zur mikrobiellen Wiederbesiedlung des Darms?
Die Erfolge bei Schwerkranken sind immens vielversprechend. Fäkal-Transplantationen sind allerdings der letzte Ausweg für Patienten, bei denen nichts anderes mehr funktioniert. Da wir nicht wissen, was wir mit dem Mikrobiom noch alles übertragen - Viren, Phagen, Metabolite - geht man bei leicht erkrankten Personen kein Risiko ein. Zudem ist der Effekt ohne dauerhafte Ernährungsumstellung bald vorbei. Auch muss der richtige Spender gefunden werden. Wie sich gezeigt hat, gibt es sogar Power-Spender, deren Mikrobiom sich durchsetzt.
Ist das Power-Mikrobiom also so etwas wie ein Sieger der Evolution?
Grazer Kollegen haben verschiedene Spender getestet, deren Stuhl besser wirkt als jener von anderen Menschen. Sie versuchen, zu definieren, wie ein starkes Mikrobiom aussieht. Es hängt vom Zustand des gesamten Körpers ab und davon, wie unser Immunsystem trainiert und beschaffen ist.
Fördert Bewegung auch die Fitness des Mikrobioms?
Es gibt Studien, die das belegen. Allerdings ernähren sich Sportler auch eher bewusster, trinken mehr und hören auf die Signale ihres Körpers.
Auch die Haut hat ein differenziertes Mikrobiom. Warum haben manche Menschen fettige Haare oder leiden eher an Hautkrankheiten?
Die Haut ist für das Immunsystem ein Riesenthema. Ihre Bakterien reagieren auf Hygiene. Antibakterielle Seifen stressen sie und fördern Resistenzen auf der riesigen Oberfläche der Haut. Cremes wirken sich dagegen eher positiver aus, weil sie die Haut befeuchten. In der Regel passt sich das Mikrobiom an die Umstände an und organisiert sich entsprechend - es gibt Menschen, die sich seit 14 Jahren nicht geduscht haben, andere duschen täglich. In der Regel passt sich das Haut-Mikrobiom an die Umstände an, wenn wir es aber verstehen, positive Bakterien zu unterstützen, werden negative automatisch unterdrückt. Wer dieses Zusammenspiel versteht, kann auch Infektionen vorbeugen.
Kann man das Immunsystem trainieren?
Bis zum ersten Geburtstag lernt das Immunsystem, was gut und was böse ist. Danach ist das Mikrobiom fast nicht mehr lernfähig. Bauernhofkinder, die früh Kontakt mit Kühen, Rohmilch oder auch Dreck haben, bekommen weniger Asthma und Allergien als andere. Der Kontakt zu den Allergenen muss im ersten Lebensjahr stattfinden.
Stimmt es, dass Kaiserschnitt-Kinder häufiger Allergien haben, weil sie keinen Kontakt zu den mütterlichen Bakterien im Geburtskanal haben?
Das ist umstritten. Bis vor kurzem war man dieser Meinung. Jetzt nimmt man an, dass diese Effekte eher mit Ernährung zu tun haben. Tendenziell würde ich sagen, dass aber Kinder, die per Kaiserschnitt geboren sind, einen schwierigeren Start haben, weil sie sich die Mikroben erst zusammensuchen müssen. Doch bei all diesen Studien müssen wir zehn bis 20 Jahre warten, weil Mikrobiom-Analysen nicht alt sind und wir die Kinder länger verfolgen müssen.
Haben Organe wie Leber, Niere und Gehirn ein Mikrobiom?
Alles hinter der Darm-Barriere sollte steril sein. Der Körper akzeptiert Mikroben im Darm- und Verdauungstrakt, bis zu einem gewissen Grad in den Atemwegen, und auf der Haut - also auf Organen, die mit der Außenwelt verbunden sind. Blutbahn, innere Organe und Gehirn sollten frei sein von lebenden mikrobiellen Gemeinschaften. Allerdings findet eine Kommunikation statt. Die Mikroben im Darm geben Metabolite ab und lassen so dem Gehirn Information zukommen, ob er sich wohlfühlt oder Blähungen hat. Umgekehrt ist das auch so: Die Darm-Gehirn-Achse wird vom Mikrobiom mediiert.
Für welches Forschungsthema schlägt Ihr Herz am höchsten?
Mein Thema ist das Archaeom. Archaeen zählen zu den Urbakterien. Sie sehen aus wie Bakterien, sind aber komplett anders. Wir haben eine Methode entwickelt, um die Archaeen zu entdecken, zu finden, zu zählen und zu messen. Ihr Reich ist äußerst divers und sie sind ein neuer Puzzlestein in der Mikrobiomforschung.
Welche Funktion haben Archaeen?
Manche sind am Ende der Nahrungskette angesiedelt, vor allem im Darm. Sie verwenden Fermentationsprodukte von Bakterien, etwa Wasserstoff, CO2 und kleine Säuren, um daraus Methan zu machen. Manche Menschen produzieren so viel Methan, dass man es im Atem messen kann. Auf jeden Fall unterstützen die Archaeen im Darm die Stoffwechsel-Aktivität der Bakterien. Ohne sie käme diese Aktivität ins Stocken. Archaeen sind der regulierende Endpunkt des Mikrobioms. Ohne sie hätten wir eine schlechtere Verdauung. Auf der Haut sind sie wohl am Stickstoff-Umsatz beteiligt. Schweiß enthält Stickstoff, der unangenehm riechen kann. Die Archaeen scheinen am Umbau von Stickstoff-Molekülen beteiligt zu sein. Sie helfen dabei, Schweiß abzubauen und besser zu riechen. Vermutlich bräuchten wir gar keine Deos, wenn die Archaeen aktiver bleiben dürften.
Christine Moissl-Eichinger ist Professorin für Interaktive Mikrobiomforschung an der Medizinuniversität Graz. Beim Europäischen Forum Alpbach leitet sie vom 15. bis 21. August 2018 gemeinsam mitv Gerhard Kminek von der European Space Agency (ESA) das Seminar "Mikrobiomdiversität vs. mikrobiologische Kontrolle".