Serie „Mensch und Mikrobiom“ : Ich bin viele

Die Studentin Vé-Tocha Schorrevon der Muthesius Kunsthochschule hat einen künstlerischen Blick in den menschlichen Darm geworfen. Zu sehen sind die Darmzotten und einige Bakterien.
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Die Studentin Vé-Tocha Schorrevon der Muthesius Kunsthochschule hat einen künstlerischen Blick in den menschlichen Darm geworfen. Zu sehen sind die Darmzotten und einige Bakterien.

Die lange Geschichte von Mensch und Mikrobe - Teil 1

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18. März 2018, 09:00 Uhr

Der Mensch wird immer das sich wundernde Kind bleiben. Davon war schon Max Planck überzeugt. Ganz gleich, wie weit er den wissenschaftlichen Fortschritt treiben würde, schrieb der Kieler Physiker, die reiche Natur werde den Menschen immer wieder überraschen. Und tatsächlich: Das Menschenkind schreitet und schreitet – und wundert sich. Über die Natur, aber auch über sich selbst. Denn es hat sehr genau in sich hineingeschaut und festgestellt: Ein Mensch ist gar nicht nur ein Mensch. Sondern irgendwie viel mehr. Ein Holobiont nämlich, sagt die moderne Biologie. Also ein Wesen, das eigentlich aus sehr vielen Wesen besteht, die in wechselseitiger Abhängigkeit voneinander leben. Man könnte auch sagen: ein Ökosystem.

Der staunende Blick auf die Natur richtet sich damit zurück auf den Menschen und auf beides zusammen: Wer bin ich? Oder sollte es nicht doch gleich besser heißen: Wer sind wir – ich und ihr, die Mikroben – ein neues Wir? Mensch und Natur in einem? Es ist schon etwas kribbelig, sich vorzustellen, dass allein in unserem Darm rund 100 Billionen oder 100 000 000 000 000 Mikroben leben. Noch eigenartiger aber ist die Erkenntnis, dass diese mikroskopisch kleinen Organismen im Darm nicht nur so vor sich hinleben, sondern mitbestimmen, ob wir krank oder gesund sind, ja sogar, ob wir eher ängstlich oder mutig sind. Die Mikroben helfen nicht nur bei der Verdauung, sie sind auch Teil des Immunsystems und kommunizieren mit dem Nervensystem. „Wir blicken da in eine bislang vollkommen unbekannte Welt“, sagt Thomas Bosch, Direktor des Zoologischen Instituts an der Universität Kiel. Er gehört zu den Wissenschaftlern, die an der Entdeckung dieser Welt wesentlich beteiligt sind – aber auch er kommt aus dem Staunen oft nicht mehr heraus.

Voraussetzung für diese Entdeckung war die rasante Entwicklung bei der DNA-Sequenzierung, die es heute erlaubt, ganze Genome innerhalb kürzester Zeit zu entschlüsseln – auch das der Mikroben, die den Menschen besiedeln. „Was früher Jahre brauchte, geschieht heute innerhalb von Tagen“, sagt Bosch. „Wir können jede Art von Gewebe in eine Sequenzierungsmaschine stecken, und die spuckt dann aus, was dort neben unseren eigenen Körperzellen noch drin ist. Über die Erbgutinformationen können wir dann genau sehen, wer das ist und wie viele.“ Und es sind viele, sehr viele. Einige Experten gehen davon aus, dass die meisten höheren Lebewesen zur Hälfte aus bakteriellen Zellen bestehen. Nach und nach haben die Wissenschaftler so immer tiefere Einblicke erhalten, wer und was den Menschen da besiedelt: im Darm, auf der Haut, auf den Schleimhäuten, sogar in der Lunge, die lange Zeit als keimfrei galt.

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Mit der neuen Sequenzierungstechnik wurde plötzlich eine Welt sichtbar, die bisher vollkommen im Verborgenen gelegen hatte. Während die Medizin und die Wissenschaft jahrelang sehr erfolgreich gegen krank machende Bakterien kämpfte, haben sie die große Mehrheit der menschlichen Mikroben als „bedeutungslos“ außer Acht gelassen. Dabei gebe es gerade einmal 200 Krankheitserreger, sagt Thomas Bosch, und Abermillionen von Bakterien, die gutartig – und für unsere Gesundheit vielleicht nicht weniger entscheidend sind. Das zeigt sich, wenn diese Mikroben-Welt gestört oder entfernt wird: Dann werden Menschen krank.

Im Jahr 2002 stellte der französische Mediziner und Biologe Jean Francois Bach in einer Studie zwei Grafiken gegenüber (s. Abbildung). Die eine zeigt, dass Infektionskrankheiten wie Masern, Tuberkulose oder Hepatitis A seit den 1950er Jahren zurückgegangen sind. Die andere zeigt die gleichzeitige Zunahme von nicht ansteckenden Entzündungskrankheiten wie Asthma, Diabetes Typ 1 oder Multipler Sklerose. Bach stellt in seiner Studie die Vermutung auf, dass chronische Entzündungserkrankungen, die vor allem in den hoch entwickelten Industrienationen stark zunehmen, auch mit der modernen Lebensweise zusammenhängen.

Die industrielle Produktionsweise der Lebensmittel, der Einsatz von Antibiotika in Medizin und Tierzucht, die Zunahme von Kaiserschnitten und eine gesteigerte Hygiene – all das führt dazu, dass der moderne Mensch mit weniger Bakterien in Berührung kommt. Das schützt ihn zwar einerseits vor Infektionen, könnte andererseits aber auch Ursache für neue Probleme, eben die Entzündungs- und Autoimmunkrankheiten sein. Überspitzt formuliert, könnte man sagen: Wir haben ein ähnliches Leiden wie unsere oft auf Monokulturen ausgelegten Felder: Es fehlt uns an Artenreichtum.

Wenn die Mikroben-Welt gestört oder entfernt wird, werden Menschen krank.

Wie stark der Artenschwund ist, lässt sich ziemlich genau feststellen, wenn man sich so weit wie möglich von der westlichen Zivilisation entfernt. Mitten in Südamerika, zwischen Amazonas und Orinoko, sind die Yanomami-Indianer zu Hause, die dort vermutlich seit 11000 Jahren relativ isoliert leben. Wissenschaftler um die amerikanische Mikrobiologin Gloria Dominguez-Bello haben Stuhlproben sowie Haut- und Mundabstriche der Indianer untersucht und fanden dort eine ungeheure Vielfalt an Mikroben. Die Anzahl der Arten war in etwa doppelt so hoch wie bei US-Amerikanern.

Wie sich dieser „Artenverlust“ beim Mikrobiom auswirkt, wird derzeit in vielen Laboren weltweit erforscht, unter anderem am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön. Dort werden kleine Mäuse per Kaiserschnitt zur Welt gebracht und dann in einer sterilen Umgebung gehalten. Diese Mäuse sind dann vollkommen keimfrei. „Die laufen alle normal rum, die haben auch alle einen Kopf und vier Beine“, sagt Thomas Bosch, „aber das Immunsystem ist viel schwächer, die Verdauung ist gestört, und sie verhalten sich auch anders.“ Insgesamt sind die Tiere weit weniger fit als ihre normalen Artgenossen. In der Natur hätten sie keine Chance.

So weit ist es mit den Menschen noch nicht. „Doch unsere Lebensweise und auch unsere Tierzucht stört die Partnerschaft zwischen Mensch und Mikroben drastisch“, meint Bosch. Eine sehr alte, bewährte Partnerschaft. Denn die Mikroben waren lange vor uns da. 3,5 Milliarden Jahre gehörte die Welt allein ihnen, bevor die ersten Vielzeller entstanden sind. Alles höhere Leben ist quasi auf diesem Biofilm von Mikroben gewachsen und ist mit ihnen von Anfang an eine Gemeinschaft eingegangen. Kein höheres Lebewesen kommt ohne Mikroben aus.

„Wir müssen realisieren, dass wir viele sind“, meint Bosch daher. Und die medizinischen Konsequenzen daraus ziehen. „Es reicht heute nicht mehr, ein Organ anzuschauen, die Haut, den Darm, das Nervensystem. Die Medizin der Zukunft wird wieder dahin gehen, wo sie schon einmal war: das Ganze im Gesichtsfeld haben und Therapien entwickeln, die nicht nur auf ein Organ abzielen.“ Denn durch die Mikroben-Forschung wissen wir heute: Alles kommuniziert mit allem.

Besonders überraschend sind die mittlerweile sehr vielfältigen Belege dafür, dass auch das Gehirn mit den Mitbewohnern des Menschen in regem Austausch steht. „Nervenzellen produzieren Moleküle, und die reden dann direkt mit den Mikroben“, erklärt Bosch. So wird unter anderem festgelegt, welche Mikroben auf unserem Gewebe anwesend sein dürfen und welche nicht.

Doch die Kommunikation ist durchaus bilateral und funktioniert auch in die andere Richtung. Mikroben können über ihre Stoffwechselprodukte auch mit dem Gehirn kommunizieren. Über den so genannten nervus vagus gelangen die vom Darm entsandten Moleküle in unser Nervensystem und können dort Neuronen aktivieren. „Und dann verhalten wir uns entsprechend“, sagt Bosch – und stellt mit diesem einen Satz wohl das Selbstverständnis vieler Menschen in Frage: Mikroben können unser Verhalten mitbestimmen? Was bleibt dann von uns übrig? Tobias Rees, Anthropologe an der McGill University in Montreal, plädiert gemeinsam mit Thomas Bosch in einer aktuellen Studie dafür, die Herausforderung zu einem neuen Selbstverständnis anzunehmen. Es sei höchste Zeit, jenseits der Grenzen von Natur- und Geisteswissenschaften darüber nachzudenken, was es heißt, ein menschliches Wesen in einer mikrobiellen Welt zu sein. „Der Mensch ist mehr als ein Mensch“, schreiben Rees und Bosch. Und der Mensch wundert sich.

Dies ist der erste Artikel einer dreiteiligen Serie zu „Mensch und Mikrobiom“. Den nächsten Teil „Her mit den Bakterien! Mikrobiom und Gesundheit“ lesen Sie in der nächsten Ausgabe am 24. März. Weitere Infos unter www.mikrobiom-cluster.de

 

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