Darmflora

Die Begriffe Darmflora, Darmmikrobiota und Darmmikrobiom werden häufig synonym verwendet. Sie bezeichnen jedoch unterschiedliche Aspekte:

• Darmflora: historisch geprägter Sammelbegriff aus der Zeit, als Bakterien dem Pflanzenreich zugeordnet wurden; im deutschen Sprachgebrauch am meisten verbreitet
• Darmmikrobiota: Gesamtheit der im Darm vorkommenden Mikroorganismen; heute bevorzugter Fachbegriff
• Darmmikrobiom: im engeren Sinn die Gesamtheit der mikrobiellen Genome und ihrer funktionellen Eigenschaften

Die mikrobielle Besiedelung des Gastrointestinaltrakts ist seinen verschiedenen Abschnitten (Magen, Dünndarm, Colon) unterschiedlich ausgeprägt. Die mikrobielle Dichte nimmt nach distal deutlich zu und erreicht im Colon ihre höchsten Werte.

Zusammensetzung und Funktion der Darmflora unterscheiden sich interindividuell erheblich. Eine universelle Norm einer "gesunden Darmflora" existiert nicht.^[1] Das intestinale Mikrobiom steht in enger Wechselwirkung mit Ernährung, intestinaler Barriere, Immunsystem und Stoffwechsel.

Häufig vertretene bakterielle Phyla der Darmflora sind:

• Bacillota (Firmicutes)
• Bacteroidota (Bacteroidetes)
• Actinomycetota (Actinobacteria)
• Pseudomonadota (Proteobacteria)
• Verrucomicrobiota (Verrucomicrobia)

Klinisch und wissenschaftlich häufig untersucht werden unter anderem Bacteroides, Prevotella, Bifidobacterium, Lactobacillus, Faecalibacterium, Roseburia, Escherichia coli und Akkermansia muciniphila. Die relative Häufigkeit einzelner Taxa variiert auch bei gesunden Personen stark.^[1]

Die Zusammensetzung der Darmflora verändert sich im Lebensverlauf. Bereits die frühe Besiedelung wird unter anderem durch Geburtsmodus und Ernährung im Säuglingsalter beeinflusst. Zu den Einflussfaktoren zählen unter anderem:

• Ernährung (z.B. Kohlenhydrat- und Ballaststoffangebot)
• Transitzeit
• Immunologische Aktivität des MALT
• Konzentration von Gallensäuren
• pH-Wert
• Alter
• Erkrankungen
• Antibiotika und andere Arzneimittel

Anhand dominierender mikrobieller Muster werden drei verschiedene Enterotypen beschrieben:

• Enterotyp 1: Bacteroides-dominanter Typ; diese Bakterien sind mit einer Ernährung korreliert, die einen hohen Gehalt an Proteinen und gesättigten Fetten hat
• Enterotyp 2: Prevotella-dominanter Typ; diese Spezies tritt vorzugsweise bei Menschen auf, deren Ernährung von Kohlenhydraten dominiert wird
• Enterotyp 3: Ruminococcus-dominanter Typ; diese Mikroorganismen spalten Zucker und Muzine

Das Konzept ist für die Beschreibung mikrobieller Gemeinschaftsmuster von wissenschaftlicher Bedeutung, lässt sich jedoch nicht bei jedem Menschen eindeutig anwenden. Es bestehen kontinuierliche Übergänge und erhebliche interindividuelle Unterschiede. Die Dominanz bestimmter Gruppen kann mit langfristigen Ernährungsgewohnheiten assoziiert sein.

Die Darmflora erfüllt verschiedene lokale und systemische Funktionen.

Nicht oder nur unvollständig im Dünndarm resorbierte Kohlenhydrate und Ballaststoffe werden im Colon mikrobiell fermentiert. Dabei entstehen insbesondere kurzkettige Fettsäuren (SCFA) wie Acetat, Propionat und Butyrat. Butyrat ist eine wichtige Energiequelle für Enterozyten und an der Aufrechterhaltung der kolorektalen Homöostase sowie der epithelialen Barriere beteiligt.^[2]

Die SCFA-Bildung hängt sowohl von der Zusammensetzung der Mikrobiota als auch von Art und Menge der verfügbaren fermentierbaren Substrate ab. Unterschiedliche Ballaststoffe können deshalb unterschiedliche metabolische Effekte hervorrufen.^[3]

Die Darmflora ist an Bildung und Modifikation zahlreicher Substanzen beteiligt, darunter Vitamin K, verschiedene B-Vitamine sowie Metaboliten aus Aminosäuren und Polyphenolen. Die physiologische Bedeutung unterscheidet sich je nach Metabolit und dessen intestinaler bzw. systemischer Verfügbarkeit.

Von besonderer Bedeutung ist die Umwandlung primärer in sekundäre Gallensäuren. Diese Metaboliten beeinflussen wiederum Signalwege des Wirts und die Zusammensetzung des intestinalen Ökosystems, sodass eine bidirektionale Wechselwirkung zwischen Leber, Gallensäuren und Mikrobiota besteht.

Die physiologische Mikrobiota trägt zur Abwehr pathogener Mikroorganismen bei, unter anderem durch Konkurrenz um Nährstoffe und Adhäsionsstellen, Veränderung des lokalen Milieus, Bildung antimikrobieller Substanzen und Wechselwirkung mit dem mukosalen Immunsystem. Störungen der Kolonisationsresistenz, etwa nach Antibiotikatherapie, können die Vermehrung von Pathogenen wie Clostridioides difficile begünstigen.

Darmflora, Darmschleimhaut, Schleimschicht, Tight Junctions und mukosales Immunsystem (MALT) bilden ein funktionell eng gekoppeltes System. Mikrobielle Strukturen und Metaboliten beeinflussen die Entwicklung und Regulation mukosaler Immunantworten, die Bildung von Immunglobulin A (IgA), die Funktion regulatorischer T-Zellen und die Produktion verschiedener Zytokine. Umgekehrt beeinflusst das Immunsystem Zusammensetzung und räumliche Organisation der Mikrobiota.

Mikrobielle Metaboliten und immunologische Signalwege können auch extraintestinale Organsysteme beeinflussen. Untersucht werden unter anderem die Darm-Hirn-Achse und die Darm-Leber-Achse. Die klinische Bedeutung der einzelnen beobachteten Zusammenhänge ist unterschiedlich gut belegt.

Störungen der Darmflora Veränderungen des intestinalen Mikrobioms werden u.a. mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen, Reizdarmsyndrom, Adipositas, Typ-2-Diabetes, metabolischen Lebererkrankungen, kardiovaskulären Erkrankungen sowie bestimmten neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen assoziiert. Die Kausalität ist dabei nicht immer eindeutig belegt.

Als Dysbiose werden Veränderungen der Zusammensetzung oder Funktion einer mikrobiellen Gemeinschaft bezeichnet, die mit einem pathologischen Zustand assoziiert sein können. Mögliche Einflussfaktoren sind Antibiotika und andere Arzneimittel, Infektionen, Ernährungsfaktoren, chronisch-entzündliche Erkrankungen, Immunsuppression und ein veränderter intestinaler Transit.

Der Begriff ist nicht durch eine universelle taxonomische Soll-Zusammensetzung definiert. Weder eine bestimmte relative Häufigkeit einzelner Bakterien noch eine reduzierte mikrobielle Diversität erlauben daher die Diagnose einer klinisch relevanten Dysbiose.

Mikrobiomveränderungen können Ursache, Folge oder Begleiterscheinung einer Erkrankung sein.

Bei verschiedenen intestinalen Erkrankungen treten Veränderungen von Mikrobiota, Schleimschicht, Epithel und Immunsystem gemeinsam mit einer erhöhten intestinalen Permeabilität auf. Eine gestörte Barriere erhöht den Kontakt mikrobieller Bestandteile mit dem mukosalen Immunsystem und kann die Translokation von Mikroorganismen oder mikrobiellen Produkten begünstigen.

Der populäre Begriff "Leaky Gut" wird häufig unspezifisch verwendet. Eine erhöhte intestinale Permeabilität ist ein pathohistologischer Befund, stellt jedoch kein eigenständiges klinisches Krankheitsbild dar.

Von der gezielten klinischen Erregerdiagnostik ist die umfassende Charakterisierung der individuellen Darmflora zu unterscheiden. Zu den Methoden zählen:

• Stuhluntersuchung
• Kulturverfahren
• Polymerase-Kettenreaktion (PCR)
• 16S-rRNA-Sequenzierung
• Metagenomsequenzierung
• Metabolom- und andere funktionelle Analysen.

Die klinische Interpretation umfassender Mikrobiomprofile ist derzeit begrenzt. Ein internationaler Konsensus von 2025 weist darauf hin, dass in der klinischen Routine keine Evidenz für die breite Anwendung diagnostischer Mikrobiomtests besteht.^[4]

Kommerzielle D2C-Tests können durch Unterschiede in Probengewinnung, Lagerung, Sequenzierungsmethode, Referenzdatenbank, bioinformatischem Verfahren und Referenzpopulation zu unsicheren Ergebnissen führen. Ihre Interpretation ist teilweise fragwürdig. Ein allgemein akzeptierter Referenzbereich für eine "optimale Darmflora" existiert derzeit nicht.^[4]

Die Ernährung gehört zu den wichtigsten modifizierbaren Einflussfaktoren des intestinalen Mikrobioms. Fermentierbare Ballaststoffe dienen bestimmten Mikroorganismen als Substrat und beeinflussen die Bildung kurzkettiger Fettsäuren. Die individuelle Reaktion hängt von Ausgangsmikrobiom, Ballaststoffart, intestinalem Transit und weiteren Faktoren ab.

Präbiotika, Probiotika und Synbiotika werden überwiegend supportiv eingesetzt – am ehesten belegt ist der Nutzen einzelner Probiotikastämme bei antibiotikaassoziierter Diarrhö, akuter infektiöser Gastroenteritis im Kindesalter und Pouchitis.

Bei der fäkalen Mikrobiota-Transplantation (FMT) wird aufbereitetes Spenderstuhlmaterial in den Darm eines Empfängers übertragen. Etablierte Indikation ist die rezidivierende Clostridioides-difficile-Infektion nach Versagen der medikamentösen Rezidivtherapie.^[5] Für andere Indikationen, etwa chronisch-entzündliche Darmerkrankungen oder metabolische Erkrankungen, ist die FMT Gegenstand klinischer Studien und außerhalb von Studien nicht etabliert.