Mai 6, 2020

Störungen in der mikrobiellen Besiedlung des Darms, der Darmflora, können chronische Erkrankungen begünstigen oder verursachen. Dabei handelt es sich nicht nur um Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes. Der Einfluss der Darmflora reicht viel weiter, u. a. weil die Darmflora in unmittelbarem Kontakt mit dem Immunsystem im Darm steht.

Das darmassoziierte Immunsystem stellt einen Großteil der Immunabwehr des Menschen dar. Eine veränderte Darmflora kann deshalb zu Über-, Unter- oder Fehlfunktion des Immunsystems beitragen. Einfluss hat dies auf verschiedene Erkrankungen, an denen das Immunsystem beteiligt ist, z.B. Allergien, Autoimmunerkrankungen, Neurodermitis, Nahrungsmittelunverträglichkeiten, Entzündungen, Übergewicht, Diabetes etc.

Für die Prävention und Therapie entsprechender Erkrankungen ist eine Darmfloraanalyse sinnvoll. Die Darmfloradiagnostik weist bakterielle Schlüsselorganismen nach, die die Zusammensetzung der Darmflora charakterisieren. Damit lassen sich Störungen der Darmflora erfassen und die Auswirkungen auf das Immunsystem, die Schleimhautintegrität und die Stoffwechselprozesse im Darm abschätzen. 

Die Ergebnisse der Darmfloraanalyse helfen, die Ursachen oder Kofaktoren chronischer Erkrankungen zu ermitteln und in der Folge wirksam zu behandeln.

Überblick über die Schlüsselorganismen der Darmflora, geordnet nach ihrer Funktion:

 

• Protektive Darmflora (schützende Darmflora)
• Mukonutritive Darmflora (schleimhauternährende Darmflora)
• Immunmodulierende Darmflora (immunsystembeeinflussende Darmflora)
• Proteolytische Darmflora (eiweißabbauende Darmflora)
• Ballaststoffabbauende Darmflora
• Neuroaktive Darmflora (nervensystembeinflussende Darmflora)
• Fakultativ pathogene Keime (potenziell krankheitsverursachende Keime)
• Hefen und Schimmelpilze

 

 

Protektive Darmflora

Die protektive Darmflora (schützende Darmflora) hält die Kolonisationsresistenz (Schutz vor der Ansiedlung von Krankheitserregern) im Darm aufrecht und verhindert die Ansiedlung unerwünschter Erreger.

Zur protektiven Darmflora gehören die Bakteriengattungen Lactobacillus, Bifidobacterium und Bacteroides.

Die Darmschleimhaut benötigt den Schutz der natürlichen Darmbakterien, da sie mit einer Gesamtoberfläche von etwa 600 m² eine riesige Angriffsfläche für pathogene Erreger bietet. Die protektive Darmflora kann die Ansiedlung und Vermehrung der Erreger über mehrere Mechanismen verhindern.

Die protektive Darmflora

• verhindert die Ansiedlung pathogener Erreger, indem sie Rezeptoren auf der Darmschleimhaut besetzt.
• konkurriert mit Pathogenen um Nährstoffe, Vitamine und Wachstumsfaktoren.
• senkt den pH-Wert, indem sie saure Stoffwechselprodukte wie die Essigsäure produziert.
• schütz vor einen Leaky-Gut-Syndrom, indem sie die Darmschleimhaut stärkt.

Die milchsäureproduzierenden Bakterien der Gattungen Lactobacillus und Bifidobacterium haben noch zusätzliche schützende Eigenschaften. Sie verwerten Kohlenhydrate aus der Nahrung und bilden dabei große Mengen Milchsäure.

Die Milchsäure säuert das Darmmilieu zusammen mit der Essigsäure stark an und bietet damit Schutz vor pathogenen Keimen, die sich im sauren Bereich schlecht vermehren können.

Laktobazillen können außerdem bakterizid wirkende Substanzen wie Bakteriozine und Wasserstoffperoxid (H₂O₂) produzieren und damit das Wachstum pathogener Bakterien effektiv hemmen.

 

 

Mukonutritive Darmflora

 

Die mukonutritive Darmflora (schleimhauternährende Darmflora) ernährt die Darmschleimhaut mit Buttersäure, fördert ihre Integrität und regt die Neubildung des intestinalen Mukus (Schutzschleim) an.

Die Darmschleimhaut muss gegensätzliche Aufgaben bewältigen: Sie muss einerseits Nährstoffe aufnehmen und andererseits unverdaute Nahrungsbestandteile, Toxine (Giftstoffe), Allergene (allergieauslösende Substanzen) und Pathogene (Krankheitserreger), aber auch die natürliche Darmflora abweisen.

Dafür bedeckt bei Gesunden eine durchgängige Mukusschicht (Schleimschicht) das Darmepithel. Die Schicht ist zweigeteilt: Der durchlässigere äußere Mukus (Schleim) ist ein idealer Lebensraum für die Darmflora, der dichte innere Mukus (Schleim) enthält dagegen kaum Bakterien und schützt die Darmschleimhaut vor den Mikroorganismen.

Die Mukusschicht erfüllt gleich mehrere Aufgaben

• sie befeuchtet die Epitheloberfläche und erhöht die Gleitfähigkeit des Speisebreis.
• sie bildet eine Barriere gegen unerwünschte Stoffe und Erreger;.Fremdstoffe können vom Schleim einhüllt, abgekapselt und damit unschädlich gemacht werden.

Die Darmbakterien Akkermansia muciniphila und Faecalibacterium prausnitzii sind mitverantwortlich für eine dichte, innere Mukusschicht und eine intakte Darmschleimhaut.

Akkermansia muciniphila lebt in der äußeren Mukusschicht und nutzt den Schleim als Nährstoffquelle. Der bakterielle Schleim-Abbau veranlasst die Becherzellen der Darmschleimhaut, ständig neuen Schleim zu produzieren und so die Mukusbarriere intakt zu halten.

Beim Abbau des Schleims bildet Akkermansia muciniphila kuzkettige Kohlenhydrate, sog. Oligosaccharide, Essigsäure und Propionsäure. Damit stellt es an der Schleimhaut lebenden Darmbakterien wie Faecalibacterium prausnitzii lebenswichtige Nährstoffe zur Verfügung. Akkermansia muciniphila baut zudem Balaststoffe ab und unterstützt damit das Wachstum von Faecalibacterium prausnitzii.

Das Darmbakterium Faecalibacterium prausnitzii setzt Oligosaccharide und Essigsäure zu Buttersäure um - der Hauptenergiequelle der Epithelzellen der Darmschleimhaut. Bei Gesunden macht Faecalibacterium prausnitzii bis zu fünf Prozent der Gesamtzellzahl der Darmbakterien aus; es wird derzeit als wichtigster Buttersäurebildner angesehen.

Die Buttersäure hat zentrale Bedeutung für die Darmgesundheit

• sie übernimmt zu 80 Prozent die Ernährung der Darmschleimhaut und wirkt schleimhautschützend.
• sie besitzt antiinflammatorische (antientzündliche), antikanzerogene (tumorschützende) und antidiabetogene (diabtesschützende) Eigenschaften. Die Darmschleimhaut nutzt die mit der Buttersäure bereitgestellte Energie, um den schützenden Mukus (Schleim) nachzuproduzieren. 

Bei Erkrankungen wie gastrointestinalen Infektionen (Magen-Darm-Infekten), akuten Entzündungen und chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen ist die Mukusschicht zum Teil ausgedünnt oder ganz verloren gegangen. Studien haben verminderte Zellzahlen von Akkermansia muciniphila und Faecalibacterium prausnitzii bei akuten und chronischen entzündlichen Prozessen im Darm gezeigt.

Gehen die Zellzahlen von Akkermansia muciniphila und Faecalibacterium prausnitzii zurück, ist die Buttersäure-Versorgung der Darmschleimhaut nicht mehr ausreichend gewährleistet und die Mukusschicht kann dünner werden oder sich komplett auflösen. Dadurch können Allergene, Umweltchemikalien und die Darmmikroorganismen nicht nur das Darmepithel erreichen, sondern zum Teil auch in die Darmschleimhaut eindringen.

 

 

Immunmodulierende Darmflora

 

Die immunmodulierende Darmflora (immunsystembeeinflussende Darmflora) ist ständiger Trainingspartner des Immunsystems. Sie ist für ein schlagkräftiges Immunsystem und eine angemessene Immuntoleranz mitverantwortlich.

Eine intakte Darmflora ist eine wichtige Grundlage für ein leistungsfähiges Immunsystem. Etwa 80 Prozent der erworbenen Immunität (Immunabwehr) resultieren aus den Immunstrukturen des Darms. Die Schleimhaut des Magen-Darm-Traktes beherbergt das größte Arsenal von Lymphocyten (hochwirksame Immunzellen). Kein anderes Immunorgan des Körpers ist in der Lage, die Bildung vergleichbarer Antikörpermengen (Abwehreiweiße) anzustoßen.

Der Kontakt zu den Darmbakterien kann die B-Lymphozyten aktivieren. Sie wandern daraufhin über das Lymphsystem (Lymphbahnen) in die Lymphknoten des Bindegewebes und vermehren sich dort. Zu leistungsfähigen Plasmazellen umgewandelt, die große Mengen Antikörper produzieren und freisetzen, treten sie in den Blutstrom ein und verteilen sich auf die verschiedenen Schleimhautbereiche des Körpers.

Der Großteil der Plasmazellen kehrt in die Darmwand zurück. Etwa 20 Prozent der aus dem Darm stammenden B-Lymphozyten lassen sich als Plasmazellen in den übrigen Schleimhautbereichen wie dem Mund-Nasen-Rachenraum, den Bronchien oder den Harnwegen nieder. Dort beginnen sie mit der Produktion des Immunglobulin A, das die Schleimhaut als sekretorisches Immunglobulin A (sIgA) absondert. So überträgt sich die bakterielle Immunstimulation im Darm auf sämtliche Schleimhautbereiche des Körpers und stärkt dort die Kolonisationsresistenz (Schutz vor der Ansiedlung von Krankheitserregern).

Die Immunzellen unterbinden nicht nur das Einwandern von Mikroorganismen aus dem Darm in tiefere Gewebsschichten und in die Blutzirkulation. Sie haben auch regulatorische Fähigkeiten. Mithilfe der Darmflora lernt das Immunsystem, eine Toleranz auszubilden und unnötige Reaktionen gegen ungefährliche Antigene (z.B. Pollen, Nahrung, Staub etc.) zu unterlassen, sich also tolerant und ruhig gegenüber harmlosen Umweltfaktoren zu verhalten.

Durch die moderne Lebensweise, u. a. durch eine ausgeprägte Hygiene und den häufigen oder hoch dosierten Einsatz von Antibiotika, die Dauergabe von Medikamenten, Fehlernährung und den Einfluss von Umweltchemikalien, kommt es zu einer Verarmung des Artenreichtums der Mikroorganismen im Darm. Das Immunsystem ist dann oft nicht mehr in der Lage, eine ausreichende Immuntoleranz zu entwickeln.

Aus den „Bauernhof-Studien“ hat sich der fehlende Kontakt zu Bakterien und Parasiten (Würmer etc.) als bedeutender Umweltfaktor für die Allergieentstehung herauskristallisiert. Der alltägliche Kontakt zu Bakterien und Parasiten kann eine Immunantwort wie bei einer Infektion anregen, ohne aber eine Infektion auszulösen. Das dirigiert das Immunsystem in die Richtung der Entwicklung einer Immuntoleranz.

Insbesondere Darmbakterien wie Enterokokken und Escheria coli wirken in dieser Hinsicht immunmodulatorisch und dienen dem Immunsystem als ständige Trainingspartner.

 

 

Proteolytische Darmflora

 

Die proteolytische Darmflora (eiweißabbauende Darmflora) baut Proteine (Eiweiße) ab und bildet zum Teil Stoffwechselprodukte, die die Verdauung stören und die Leber belasten.

Zu den bekanntesten proteolytischen Bakterien gehören Arten der Gattungen Proteus, Klebsiella und Clostridium und einige Escheria coli-Unterarten. Aber auch viele andere Bakterien des Magen-Darm-Trakts sind zur Proteolyse fähig.

Bauen Darmbakterien Eiweiße ab, entstehen zum Teil schädliche Stoffwechselprodukte wie Ammoniak, Sulfide und Amine. Die Stoffe können zytotoxisch (zellschädigend) wirken und die Leber belasten. Sie werden auch mit der Entstehung von Kolonkarzinomen (Dickdarmkrebs) und chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen in Verbindung gebracht. Generell sollte die Ernährung deshalb dauerhaft nicht zu fleischreich und damit eiweißlastig sein.

Wie stark Darmbakterien Proteine abbauen, hängt auch vom pH-Wert im Darm (im Stuhl) ab. Bei einem alkalischen pH-Wert (>7) sind die proteolytischen (eiweißabbauenden) Enzyme besonders aktiv. Durch den Eiweißabbau entstehen erneut alkalische Produkte, die den pH-Wert im Darm (im Stuhl) weiter erhöhen.

Bei einem sauren pH-Wert (<6,5) im Darm kann ein Teil der Eiweißabbauprodukte nur schlecht resorbiert (aufgenommen) werden, deshalb wird ein großer Teil davon mit dem Stuhl ausgeschieden. Ziel muss es deshalb sein, den Stuhl-pH im sauren Bereich zu halten oder in wieder dorthin zu verschieben.

 

 

Ballaststoffabbauende Darmflora

 

Die ballaststoffabbauende Darmflora unterstützt die schleimhauternährende Darmflora, indem sie komplexe Kohlenhydrate (Balaststoffe) aufbricht. Gleichzeitig regt sie andere Bakterienarten dazu an, Ballaststoffe abzubauen.

Die ballaststoffabbauende Darmflora unterstützt die Arbeit der schleimhauternährenden Darmflora maßgeblich. Ist sie beeinträchtigt, steigt das Risiko für viele Zivilisationskrankheiten wie zum Beispiel das Metabolische Syndrom und Typ-2-Diabetes sowie chronische Entzündungen. Darmbakterien wie Bifidobacterium adolescentis und Rumincoccus bromii sind Schlüsselbakterien der ballaststoffabbauenden Darmflora.

Die menschlichen Verdauungsenzyme können Ballaststoffe nicht abbauen. Auf dem Weg durch den Magen-Darm-Trakt vergrößern die Ballaststoffe den Speisebrei, senken dessen Energiedichte und lassen den Blutzuckerspiegel nach einer Mahlzeit weniger stark ansteigen. Der größere Darminhalt verstärkt den Druck auf die Darmwand und regt die Darmperistaltik (Darmbewegung) an.

Die Darmbakterien sorgen für die volle gesundheitsfördernde Wirkung der Ballaststoffe, indem sie die Ballaststoffe zum Schleimhautnährstoff Buttersäure verstoffwechseln.

Vor allem die Ballaststofftypen resistente Stärke und Oligofruktose werden bakteriell zu Buttersäure umgesetzt. Besonders die resistente Stärke hilft, die Insulinresistenz zu verringern und damit das Diabetesrisiko zu senken sowie infektiöse Diarrhöen (Durchfälle) in den Griff zu bekommen. Zudem hilft sie, das Risiko für kolorektale Karzinome (Dickdarmtumore) zu reduzieren.

Beim Abbau von resistenter Stärke und Oligofruktose nehmen die Darmbakterien Bifidobacterium adolescentis und Rumincoccus bromii eine Schlüsselstellung ein.

Bifidobacterium adolescentis spaltet die kurzen Seitenketten der Polysaccharide (langkettige Kohlenhydrate) ab und bildet daraus Milchsäure und Essigsäure. Faecalibacterium prausnitzii ist auf die Essigsäure angewiesen, um Oligosaccharide abzubauen und daraus Buttersäure produzieren zu können.

Ruminococcus bromii kann nicht nur selbst effektiv resistente Stärke verwerten, er regt auch andere Darmbakterien zum Abbau an. Dazu zählen Bifidobacterium adolescentis und die weniger effektiven Ballaststoffabbauer Eubacterium rectale und Bacteroides thetaiotaomicron. Ruminococcus bromii macht bei Gesunden etwa drei bis fünf Prozent der gesamten Darmflora aus.

Ist die ballaststoffabbauende Darmflora vermindert, geht der Abbau der Polysaccharide (langkettige Kohlenhydrate) im Darm zurück. Damit verringert sich die Nährstoffzufuhr für Faecalibacterium prausnitzii und das Bakterium bildet in der Folge weniger Buttersäure. Deshalb kann es sinnvoll sein, Bifidobakterien zuzuführen oder ihr Wachstum zu unterstützen, um Faecalibacterium prausnitzii zu stärken.

 

 

Neuroaktive Darmflora

 

Die neuroaktive Darmflora (nervensystembeinflussende Darmflora) produziert γ-Aminobuttersäure (GABA), die über Rezeptoren im Darm auf die Darm-Hirn-Achse des Nervensystems, das Immunsystem und das Schmerzempfinden im Darm wirkt.

Die neuroaktive Darmflora umfasst die Schlüsselbakterien Lactobacillus plantarum und Bifidobacterium adolescentis. Bifidobacterium adolescentis übt damit eine zweite wichtige Funktion neben der Stärkespaltung aus.

Viele Stämme beider Bakterienarten erzeugen die neurologisch aktive Substanz γ-Aminobuttersäure – kurz GABA - in teils großen Mengen. Produzieren Menschen und Mikroben die gleichen neuroaktiven Substanzen (Nervenbotenstoffe), bilden sie eine Art gemeinsame Sprache, die eine Kommunikation zwischen ihnen ermöglicht.

GABA-Rezeptoren sind im Gastrointestinaltrakt weit verbreitet. Die neuroaktive Darmflora kann die Darm-Hirn-Achse deshalb in zweifacher Weise aktivieren. Die Neurone (Nervenzellen) des enterischen Nervensystems (ENS) - des Magen-Darm-Nervensystems,  erkennen über die Rezeptoren bakteriell produzierte GABA und leiten entsprechende Impulse über den Vagus-Nerv an das Gehirn weiter.

Parallel gelangt über die Darmschleimhaut GABA ins Blut. Das Blut transportiert GABA bis hin zur Blut-Hirn-Schranke. Neueren Untersuchungen zufolge überschreiten kleine Mengen GABA die Blut-Hirn-Schranke. So kann GABA die angstlösende, antidepressive Wirkung der im Gehirn produzierten GABA direkt unterstützen.

Die neuroaktive Darmflora ist ein wichtiger Modulator (Beeinflusser) der Darm-Hirn-Achse und sie kann gesundheitsfördernde Aspekte über die im Darm produzierte GABA vermitteln.

GABA-Rezeptoren befinden sich aber auch auf vielen Immunzellen wie den dendritischen Zellen, Mastzellen und T-Zellen. Damit ist GABA auch an der Regulation von Immunprozessen beteiligt, indem sie zum Beispiel die Freisetzung Entzündungsbotenstoffen herunterreguliert. Darüber hinaus wirkt GABA direkt im Darm: Sie kann die Darm-Motilität (Darmbeweglichkeit) beeinflussen und Schmerzen im Darmtrakt dämpfen.

Die enterale (darmproduzierte) GABA:

• wirkt beruhigend und schmerzlindernd
• beeinflusst das Immunsystem
• senkt den Blutdruck
• wirkt antidiabetogen
• verbessert Lernen und Gedächtnis

Hefen und Schimmelpilze

 

Hefen und Schimmelpilze können die Allergieneigung steigern und Verdauungsbeschwerden begünstigen, wenn sie in großen Zellzahlen vorkommen.

Die Stuhl-Diagnostik weist Pilzbesiedlungen im Verdauungstrakt nach. In geringer Zellzahl sind Pilze im Darm medizinisch nicht relevant. In unphysiologischen Mengen können sie jedoch Beschwerden hervorrufen, dazu zählen:

• wässrige Durchfälle, oft im Wechsel mit Verstopfungen,
• Blähbauch und Blähungen
• Juckreiz im Analbereich
• Analekzem

Darmpilzerkrankungen begünstigen außerdem Vaginalpilzerkrankungen und Allergien.

 

 

pH-Wert des Stuhls

 

Die Messung des Säuregrades (pH) gibt Hinweise auf die Enzymaktivität (Abbauaktivität) im Dickdarm. Viele Prozesse sind pH-abhängig, wie zum Beispiel der Abbau von Fetten, von Kohlenhydraten und von Eiweißen. Der Eiweißabbau, der bevorzugt im alkalischen Milieu stattfindet, lässt zum Teil schädliche Stoffwechselprodukte entstehen.

 

 

Therapeutische Konsequenz

Ist die Anzahl der Schlüsselbakterien einzelner funktioneller Bereich erniedrigt, lässt sich über verschiedene Maßnahmen gegensteuern, dazu zählen:

• eine Ernährung, die die Schlüsselbakterien fördert
• die Gabe prebiotischer Stoffe, um das Wachstum der Bakterien anzuregen
• die Gabe probiotischer Nahrungsergänzungs- und Arzneimittel
• die Gabe von Buttersäure zur Schleimhauternährung

Es bedarf hierfür jeweils individueller Ernährungs- und Therapieempfehlungen.

Behandlung einer gestörten Darmflora

Ziel ist es, anhand der Laboruntersuchungen eine Beurteilung der Gesundheit der Darmschleimhaut, des darmassoziierten Immunsystems und der Darmflora zu erhalten, um mit nachfolgenden Therapieansätzen ( z.B. der Darmsanierung und Mikrobiologischen Therapie) eine nachhaltig gesunde Darmflora herzustellen und bestehende Erkrankungen positiv zu beeinflussen.

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