Überall um uns herum beeinflussen unzählige Mikroorganismen unser Leben auf unsichtbare Weise. Von unserem Darm bis zur Oberfläche unserer Haut spielt das Mikrobiom sowohl innerhalb als auch außerhalb des menschlichen Körpers eine wichtige Rolle. Diese Mikroorganismen helfen uns nicht nur bei der Verdauung von Nahrung, sondern sind auch an normalen Immunreaktionen beteiligt und regulieren verschiedene physiologische Prozesse. In diesem Artikel untersuchen wir die Arten mikrobieller Gemeinschaften und ihre Beziehungen zum Wirt und erforschen, wie diese Mikroorganismen zusammenarbeiten und einen wichtigen Beitrag zur Gesundheit leisten.
Bedeutung des MikrobiomsUnter Mikrobiota versteht man die in allen mehrzelligen Organismen (einschließlich Pflanzen) vorhandenen Mikroorganismen, die symbiotisch, mutualistisch oder pathogen sein können. Mikroorganismen sind von entscheidender Bedeutung für die Immun-, Hormon- und Stoffwechselhomöostase des Wirts. Das Mikrobiom beschreibt nicht nur die in einer bestimmten ökologischen Nische vorhandenen Mikroorganismen, sondern auch ihre kollektiven Genome. Aufgrund der koordinierten Entwicklung dieser ökologischen Einheit ist dieser Bereich weiterer Untersuchungen würdig.
Die Beziehung zwischen Mikroorganismen und Wirten kann in drei Kategorien unterteilt werden: Kommensalismus, Mutualismus und Parasitismus. Bei einer Symbiose leben Mikroorganismen friedlich mit ihren Wirten zusammen, während beim Mutualismus die Mikroorganismen dem Wirt bestimmte Vorteile bieten. Parasitismus liegt vor, wenn Mikroorganismen ihren Wirten Schaden zufügen. Das Verständnis dieser unterschiedlichen Beziehungen hilft uns dabei, die Rolle der Mikroben beim Schutz der Gesundheit ihrer Wirte besser zu verstehen.
Im menschlichen Körper gibt es etwa 100 Billionen Mikroorganismen. Obwohl diese Mikroorganismen nur 0,2 Kilogramm wiegen, beeinflussen sie unsere Gesundheit und Krankheiten.
Tiere erhalten ihre Mikrobiota bei der Geburt von ihren Müttern, während Pflanzen ihre Mikrobiota aus Samen oder Wurzeln erhalten. Die Stabilität von Mikroorganismen wird durch Pflanzenart und Bodenzusammensetzung beeinflusst. In der klinischen Praxis gewinnt die Behandlung von Infektionen durch eine fäkale Mikrobiota-Transplantation zunehmend an Bedeutung.
Das menschliche MikrobiomDas menschliche Mikrobiom umfasst Bakterien, Pilze, Archaeen und Viren. Aktuelle Forschungen haben ergeben, dass es im menschlichen Körper mehr Mikroorganismen als menschliche Zellen gibt. Traditionelle Schätzungen gingen von 10-mal aus, aber neuere Studien legen nahe, dass das Verhältnis näher bei 1:1 liegen könnte. Aufgrund der harten Arbeit, die Mikroben in unserem Körper leisten, spielen sie eine unersetzliche Rolle bei der Regulierung des Immunsystems und der Beeinflussung der Gesundheit.
Die Zusammensetzung des Mikrobioms variiert bei verschiedenen Wirten und Umgebungen, was ihre individuelle Untersuchung und Anwendung äußerst kompliziert macht.
Veränderungen in mikrobiellen Gemeinschaften und Wirten beeinflussen sich gegenseitig, und diese koevolutionäre Beziehung ist in Ökosystemen besonders deutlich sichtbar. Gesunde Korallen und ihre mikrobiellen Gemeinschaften haben beispielsweise eine bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltveränderungen gezeigt. Dies lässt darauf schließen, dass sich die Gemeinschaft im Rahmen der Ko-Evolution rasch an eine Abwehr gegen Krankheiten anpassen kann.
Mit der Entwicklung der Genomik und des Mikrobioms haben Wissenschaftler begonnen, verschiedene Technologien zu nutzen, um die Funktionen von Mikroorganismen zu entschlüsseln. Beispielsweise können gezielte Amplikonsequenzierung und Metagenomsequenzierung Forschern helfen, die Vielfalt und das Funktionspotenzial von Mikroorganismen genauer zu verstehen.
Studien haben gezeigt, dass die Vielfalt und Menge von Mikroorganismen eng mit dem Gesundheitszustand des Wirts zusammenhängen könnten, was neue Erkenntnisse zum Verständnis der Entwicklung und Behandlung von Krankheiten bietet. Forschungsteams arbeiten daran, zu verstehen, wie Mikroben die Immunreaktionen, Stoffwechselprozesse und sogar die geistige Gesundheit ihrer Wirte beeinflussen.
Wie können wir in einem Ökosystem, das eng mit Mikroben zusammenarbeitet, diese unsichtbaren Verbündeten sonst noch nutzen, um die menschliche Gesundheit zu fördern?