Die Darmmikrobiota

Unser Labor setzt sowohl die klassischen kulturellen aber auch neue molekularbiologische Methoden für die Diagnostik ein. Letztere sind in der Lage, auch solche Bakterien zu detektieren, die strikt anaerob sind und den Großteil der Darmmikrobiota ausmachen. Durch diese Möglichkeit sind die Erkenntnisse zu klinischen Zusammenhängen zwischen Erkrankungen und der Abundanz bestimmter Bakterien oder Bakteriengruppen in den letzten Jahren enorm gewachsen.

Nach wie vor kann jedoch ein bestimmter pathologischer Zustand nicht mit einem bestimmten Bakterium verknüpft werden. Das liegt aber nicht unbedingt an fehlenden Forschungsergebnissen, sondern vor allem daran, dass sich die Zusammenhänge umso komplexer darstellen, je mehr Erkenntnisse aus Studien zu Verfügung stehen.

In den Fokus sind deshalb, eher als einzelne Bakterien, funktionelle Gruppen gerückt. Es wurde z.B. gezeigt, dass kurzkettige Fettsäuren (vor allem Butyrat, Acetat und Propionat) ganz zentrale Aufgaben im Darm erfüllen, an der Energiebildung der Kolonozyten (hauptsächlich Butyrat) beteiligt sind, Entzündungsprozesse und Immunantworten mitregulieren und die Kommunikation von Darm und Hirn maßgeblich beeinflussen. Bakterien, die solche kurzkettigen Fettsäuren produzieren, insbesondere die Butyratbildner, stellen deshalb eine sehr wichtige funktionelle Gruppe dar. Ist diese Gruppe maßgeblich reduziert, kann das Auswirkungen auf die Integrität der Darmbarriere haben. Sogenannte immunmodulierdende Bakterien (z.B. Enterococcus spp., Escherichia coli) trainieren das intestinale Immunsystem, ohne Entzündungen auszulösen und spielen deshalb eine große Rolle in der Aufrechterhaltung der Immunhomöostase des Darms. Eine weitere wichtige funktionelle Gruppe sind die Proteobakterien, die einen eher negativen und proentzündlichen Effekt haben, wenn sich das Verhältnis der Darmmikrobiota in Richtung dieser Gruppe verschiebt. Grund ist, dass Proteobakterien weniger Ballaststoffe, sondern eher Eiweiß verwerten und die dabei entstehenden Stoffwechselprodukte zum Teil zytotoxisch wirken (Bacteriocine, Ammoniak, Indole und Phenole) den pH-Wert im Darm erhöhen und dabei z.B. die Vermehrung der erwähnten Butyratbildner hemmen.

Tabelle Diagnostik der Darmmikrobiota

Diagnostik vonArt der DiagnostikBezeichnung auf dem Anforderungsbogen

Immunmodulierende Bakterien
Enterococcus spp., E. coli

Säurebildner
Bacterioidetes spp., Bifidobacteria spp.
Lactobacillus spp.

Eiweißverwerter (Fäulnisbakterien)
E. coli Biovare, Citrobacter spp., Enterobacter spp., Klebsiella spp., Serratia spp., Proteus spp., Pseudomonas spp.

Kultur

Quantitatives Mikrobiota-Profil + Mykologie (Kultur)
Musterbefund

Dysbiose-Index
Bakterielle Diversität
Butyratbildende Bakterien
Darmmukosaprotektive Bakterien
Proinflammatorische Bakterien

Säurebildner
Actinobacteria spp., Actinomycetales spp., Akkermansia muciniphila, Alistipes spp., Bacilli, Bacteroides spp., Bacteroides fragilis, Bifidobacteria spp., Dorea spp., Eubacterium rectale, Faecalibacterium prausnitzii, Holdemania biformis, Lachnospiraceae, Lactobacillus spp., Parabacteroides spp., Ruminococcus gnavus, Ruminococcus sensu stricto, Streptococcus spp., Veilonella spp.

Eiweißverwerter (Fäulnisbakterien)
Actinetobacter junii, Enterobacteriaceae, E. coli & Shigella spp., Proteobacteria

PCR und Sondenhybridisierung

Molekulargenetisches Mikrobiota-Profil (PCR + Hybridisierung)

Musterbefund

Literatur

  • Hollister, Emily B., Chunxu Gao, and James Versalovic. "Compositional and functional features of the gastrointestinal microbiome and their effects on human health." Gastroenterology 146.6 (2014).
  • Lupp, Claudia, and B. Brett Finlay. "Intestinal microbiota." Current Biology 15.7 (2005).
  • Zuo, Tao, et al. "Alterations in gut microbiota of patients with COVID-19 during time of hospitalization." Gastroenterology 159.3 (2020).