Ankurbeln oder bremsen?

Zusammenfassung

Die Darmmikrobiota des Menschen stellt ein komplexes Ökosystem dar, das aus zirka 500 - 1000 Bakterienspezies besteht. Die Funktion der Mikrobiota, die Interaktionen der Mikroorganismen untereinander, die Wechselwirkung mit den Darmepithelien, der Gesamteinfluss auf den Wirt und die Beeinflussung durch Nähr- und Hemmstoffe sind komplex und bisher nur in Anfängen verstanden. Die Nährstoffansprüche der unterschiedlichen Vertreter der Darmmikrobiota sind vielfältig und bestimmte Gruppen können durch Gabe spezifischer Lebensmittel, wie Präbiotika, stark vermehrt werden. Die Frage der individuellen Wirksamkeit von Lebensmitteln auf die Darmmikrobiota lässt sich wissenschaftlich erst dann zureichend beantworten, wenn die individuelle Zusammensetzung der Darmmikrobiota besser charakterisiert ist. Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe mit Milchsäurebakterien zeigen, dass die autochthone Milchsäurebakterienbiota im Gastrointestinaltrakt individuell ist und temporären Fluktuationen unterworfen ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Milchsäurebakterien, die in Lebensmitteln vorkommen oder im Speichel des Menschen gefunden werden, zur Mikrobiota des Darms einiger Individuen gehören. Die An- oder Abwesenheit verschiedener Milchsäurebakterien in Lebensmitteln, Speichel, dem Gastrointestinaltrakt und klinischen Proben wirft neues Licht auf die Ökologie der Laktobazillen und beleuchtet die Frage nach autochthoner und allochthoner Mikrobiota neu. Antibiotika können die Zusammensetzung der Darmmikrobiota des Menschen temporär beeinflussen und diese Auswirkungen sind möglicherweise tiefer greifend als allgemein angenommen. Bestimmte Marker, wie z. B. die Serumkonzentration an Enterolaktonen, können nach Antibiotikatherapie über längere Zeit erniedrigt sein. Auch geringe Konzentrationen von Antibiotika können tief greifende Wirkungen auf Darmbakterien haben. Wir konnten in verschiedenen Studien zeigen, dass bestimmte Antibiotika bei enterohämorrhagischen Escherichia coli zu einer starken Bildung von Shiga-Toxin und über die Induktion Shiga-Toxin-kodierender Bakteriophagen zur Verbreitung der Toxingene innerhalb der Spezies Escherichia coli und somit zur Ausbildung neuer Pathotypen führen können. Die Auswirkung von Antibiotikatherapie auf die komplexen mikrobiellen Lebensgemeinschaften des Darms ist nur unzureichend untersucht und sollte mit verbesserten Methoden Gegenstand zukünftiger Forschung sein.

Abstract

In the human gut intestinal bacteria represent a complex ecosystem with approximately 500 to 1000 species. Their role and interaction with each other, with the mucosal epithelium and with their host as well as the influence of nutrients and inhibiting agents are complex and poorly understood. The demand on nutrients differs substantially among various species. Some species proliferate strongly in the presence of prebiotics. To elucidate the individual effect of nutrients on intestinal bacteria scientifically the population of intestinal bacteria has to be characterized more precisely. In our studies we have demonstrated that in the gastrointestinal tract the autochthonous population of lactobacillus is highly variable depending on individual and temporal fluctuations. Furthermore it was demonstrated that lactobacilli strain which are abundant in food or human saliva can also be found in the gut. The presence and absence of various lactobacilli strains in foods, saliva, the gastrointestinal tract and clinical samples shed new light on their ecology. This leads to the question again whether intestinal bacteria are autochthonous or allochthonous. Antibiotics can influence the bacterial population in the human gut temporally. However, the consequences are possibly more severe than generally assumed. After an antibiotic treatment some markers like the serum concentration of enterolactons can be decreased for longer periods. Even low concentrations of antibiotics can have profound effects on the intestinal flora. In several studies we have demonstrated that some antibiotics used to treat enterohemorrhagic Escherichia coli lead to a high expression of Shiga toxin. Furthermore the induction of Shiga toxin-encoding bacteriophages can promote the distribution of toxin-encoding genes within E. coli and thus new pathogenic strains. The consequences of antimicrobial treatment on the complex microbial biocoenosis of the gut are insufficiently investigated. Applying improved methods this should be the focus of new research.

Schlüsselwörter

Darmmikrobiota - Antibiotika - Enterolaktonkonzentration

Key words

Gut microbiota - antibiotics - enterolactone concentration

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