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Der Darm des Menschen ist ein hochkomplexes Ökosystem und Lebensraum von rund 100 Billionen (1014) Bakterien aus 100-1200 Arten.

Die Summe dieser mikroskopisch kleinen „Untermieter“ und ihrer Erbinformation wird als intestinales Mikrobiom bezeichnet. Dabei übersteigt die Zahl der Darmkeime die der körpereigenen Zellen um ein Vielfaches und bildet eine Biomasse von 1,5 bis 2,5 kg. Wissenschaftler betrachten das Darmmikrobiom daher zwischenzeitlich als eigenständiges Organ.

Der Darm besitzt eine unerwartet große innere Oberfläche von 200-300  m2, welche die Oberflächen der Lunge (ca. 80  m2) und Haut (ca. 2 m2) um ein Vielfaches übersteigt.


Darstellung der Oberflächenvergrößerung des Darmes

Darm

Die Graphik verdeutlicht, wie diese enorme Oberflächenvergrößerung durch Faltungen, fingerartige Erhebungen und die auf den Schleimhautzellen befindlichen Ausstülpungen zustande kommt.
Diese ausgeprägten Strukturen sind notwendig, damit die aufgenommene Nahrung, die für mehrere Stunden im Darm verweilt, intensiv mit der Oberfläche des Darmes in Berührung kommt. Nur so können die vielfältigen Bestandteile der mit der Nahrung aufgenommenen Eiweiße, Fette, Kohlenhydrate sowie Vitamine, Mineralien und Spurenelemente schnell und umfassend in das Innere des Körpers aufgenommen werden.
Gleichzeitig können aber auch unerwünschte Mikroorganismen und Stoffe (z. B. Bakterien, Viren, Pilze, ungelöste Partikel) in den Darm gelangen, so dass er nicht nur als Verdauungsorgan für die Aufnahme von Nährstoffen und die Ausscheidung von unverdauten Begleitstoffen sorgt, sondern darüber hinaus auch Schutzfunktionen für den Körper ausüben muss.

Dabei verfügt der Darm über mehrere Mechanismen, um das Eindringen von nachteiligen Mikroorganismen und ungelösten bzw. großmolekularen Stoffen in das Innere des Körpers abzuwehren:

Darstellung der Schutzbarrieren des Darmes

Darstellung der Schutzbarrieren des Darmes

  • Darmbarriere. Darmepithelzellen bilden eine mechanische Barriere zwischen dem Darmlumen und dem Körperinnern. Über spezielle Proteinkomplexe, sogenannte Druckpunkte (tight junctions), sind die einzelnen Epithelzellen miteinander verbunden, überziehen den gesamten Dünn- und Dickdarm und erschweren so das Eindringen von Pathogenen (Keime und Toxine) in das Körperinnere.
  • Darm-assoziiertes Immunsystem. Der Darm ist ein wichtiges Immunorgan; rund 80 % der B-​Zellen und mehr als 60 % der T-​Zellen des Organismus sind in der Darmschleimhaut lokalisiert. Auch existieren spezialisierte Darmepithelzellen („M-​Zellen“), die Antigene aus dem Darmlumen erkennen und den in der Schleimhaut befindlichen, in Form von Lymphfollikeln organisierten Lymphozyten präsentieren.
  • Metabolische Funktion. Darmkeime überführen unverdauliche Nahrungsbestandteile in lösliche, verwertbare Substanzen (z. B. Polysaccharide in Einfachzucker) und bauen Toxine pathogener Mikroorganismen ab. Daneben synthetisieren bestimmte Keime eine Reihe bioaktiver Substanzen, darunter Vitamine wie Biotin und Vitamin K.

Über diese Mechanismen beeinflusst das intestinale Mikrobiom nicht nur die Funktion des Darms, sondern entfaltet darüber hinaus systemische Effekte auf den Gesamtorganismus.

 

Darmmikrobiom und Mensch — ein Leben in Symbiose

Im Normalfall bilden Mensch und Mikrobiom eine für beide Seiten vorteilhafte Lebensgemeinschaft, die als Symbiose bezeichnet wird. Dabei stellt der Mensch den Mikroorganismen einen vorteilhaften Lebensraum zur Verfügung und versorgt diese mit Nahrung. Die Darmflora ihrerseits „revanchiert“ sich, da sie für eine geregelte Verwertung von Nährstoffen, das Immunsystem und die Abwehr nachteiliger Mikroorganismen von zentraler Bedeutung ist.

 

Artenvielfalt statt Monokultur — „bunt“ ist „gesund“

Ein gesundes Mikrobiom zeichnet sich durch eine hohe Artenvielfalt und ein dynamisches Gleichgewicht unter den Mikroorganismen aus. „Gute Bakterien“ überwiegen und halten die wenigen „Schlechten“ in Schach.