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Menschen optimal angepasst sind, dass sie auch nach
der Passage durch den Magen eine möglichst hohe
Lebensfähigkeit aufweisen und dass sie stoffwechselaktiv
bleiben. Grundsätzlich dürfen Probiotika keine
Eigenschaften besitzen, die die Gesundheit negativ
beeinflussen könnten. Bei der Mehrzahl der für Probiotika
postulierten gesundheitsfördernden Eigenschaften
wird davon ausgegangen, dass sich diese über eine
Beeinflussung der Aktivität und Zusammensetzung
der Darm-Mikrobiota manifestieren. Ausgehend von
der Erkenntnis, dass die Darm-Mikrobiota den Wirt
auf vielfältige Weise beeinflusst, entwickelte sich das
Konzept der Probiotika.
3 Die Darm-Mikrobiota des Menschen
Etwa 10 14 Mikroorganismen besiedeln den Darm
des Menschen, die schätzungsweise mehr als vierhundert
verschiedenen Spezies zuzuordnen sind.
Mehr als 99 % dieser Bakterien sind strikte Anaerobier.
Die bakterielle Zelldichte steigt vom Magen
zum Dickdarm hin an: Während im Magen eines
gesunden Menschen bis zu 10 3 Bakterien pro ml
Darminhalt gefunden werden (bestimmt als koloniebildende
Einheiten: KBE), steigt die Bakteriendichte
in Duodenum und Jejunum auf bis zu 10 5 KBE/ml,
in Ileum und Caecum auf bis zu 10 9 KBE/ml und im
Colon schließlich auf bis zu 10 11 KBE pro Gramm
Darminhalt an. Auf Grund jeweils unterschiedlicher
Bedingungen, unterscheiden sich die einzelnen
Darmabschnitte auch hinsichtlich der jeweils dominanten
Bakteriengruppen. Während in den oberen
Abschnitten des Gastrointestinaltraktes eher säuretolerante
Bakterien wie Laktobazillen dominieren, sind
im Colon vor allem Spezies der Gattungen Bacteroides,
Eubacterium und Bifidobacterium dominant.
3.1 Diversität der intestinalen Mikrobiota
Die Vielfalt der im Darm des Menschen vorkommenden
Bakterienarten ist vermutlich größer als die
ursprünglich auf der Grundlage kultivierungsabhängiger
Daten geschätzte Zahl von 400 bis 500.
Molekularbiologische Verfahren haben gezeigt, dass
eine Vielzahl von Bakterien mit den klassischen mikrobiologischen
Methoden nicht erfasst werden. Die
letztgenannten Methoden setzen voraus, dass alle
Mikroorganismen einer gegebenen Probe auf den jeweils
verwendeten Nährböden wachsen. Letzteres ist
jedoch bei einer Vielzahl von Bakterienarten nicht der
Fall. Trotz der großen Vielfalt wird der überwiegende
Anteil (99 %) der im Darm vorkommenden Bakterien
durch etwa 30 – 40 dominante Arten abgedeckt.
Die Analyse der Sequenz ribosomaler RNA-Gene
ermöglicht die kultivierungs-unabhängige Identifizierung
von Darmbakterien und die Bestimmung ihrer
phylogenetischen Position. Hierzu wird in erster Linie
die zur kleinen Untereinheit des Ribosoms gehörende
16S rRNA herangezogen. Das 16S rRNA-Gen umfasst
sowohl hoch konservierte als auch variable Sequenzbereiche.
Durch die Verwendung von Primern, die
an die konservierten Bereiche der 16S rRNA binden,
können die dazwischen liegenden variablen Bereiche
mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) amplifiziert
werden. Die systematische Analyse von Stuhlproben
ergab eine Vielzahl von rRNA-Sequenzen, die nur
geringe Ähnlichkeit mit denen bereits bekannter
Spezies aufweisen. Daraus muss geschlossen werden,
dass es sich bei den zu Grunde liegenden Spezies um
bislang nicht beschriebene Darmbakterien handelt.
3.2 Kultivierungsunabhängige Verfahren zur
Identifizierung von Darmbakterien
Auf der Grundlage bekannter Sequenzdaten ist
es nun möglich, Oligonukleotide zu konstruieren,
die mit charakteristischen Erkennungsregionen der
16S rRNA hybridisieren können. Bei solchen Regionen
handelt es sich um sogenannte diagnostische
Sequenzen, die es erlauben, Bakterien auf den unterschiedlichen
taxonomischen Ebenen wie Domäne,
Familie, Genus und Spezies anzusprechen. In der
Praxis werden die Bakterien zunächst mittels Paraformaldehyd
oder Ethanol fixiert und permeabilisiert.
Alle Bakterien, die eine entsprechende Zielsequenz in
ihrer 16S rRNA tragen, werden markiert, sobald die
fluoreszenzmarkierte Sonde an die Zielsequenz bindet
und ein DNA/RNA-Hybrid ausbildet. Da jede Bakterienzelle
mehrere tausend Ribosomen enthält, führt
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