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Ökosystem Mensch

 

 

 

 

 

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Als Neil Armstrong den Mond betrat, war das ein kleiner Schritt für einen Menschen - und ein großer für die Tierwelt. Eine unglaubliche Zahl winzigster Lebewesen wie etwa Milben, Amöben und Geißeltierchen waren mit von der Partie. Die stillen Geschöpfe erleben die aufregende Mondfahrt in und auf dem  Körper des Astronauten. Sie waren Milliarden Jahre vor uns auf der Erde. Sie werden uns überleben. Bis dahin leben wir mit ihnen - und sie mit uns.

Leben auf dem Menschen

Falls Außerirdische jemals einen Menschen treffen sollten, würden sie ihn korrekt beschreiben als Ansammlung kleiner Lebewesen, die einen Gesamtorganismus bilden. Etwa so: "Die irdische Lebensform besteht aus 988 verschiedenen Spinnentieren, 100 000 000 000 000 Bakterien, 1 Mensch, etwa 70 Amöben und manchmal 500 Madenwürmern. Angesichts dieser Mehrheitsverhältnisse stellt sich die Frage, wer hier wessen Untertan ist.

Manche der Geschöpfe leben in Regionen unseres Körpers, die wir selbst noch nie erspäht haben. Bakterien und Viren drangen einstmals in unser Erbgut ein - längst sind sie mit uns verschmolzen.

Wir sind besiedelt!

Bakterien stellen das Gros: Allein auf der etwa zwei Quadratmeter großen Hautoberfläche eines Menschen leben so viele Mikroben wie Menschen auf unseren Planeten. In unseren Gedärmen bürgt ein ausgeglichenes Verhältnis der Mikroorganismen für unser Wohlbefinden. In unserer Mundhöhle schwimmt friedfertige Amöbe Entamoeba gingivalis, und in den Poren unseres Gesichts gedeiht das harmlose Spinnentierchen Demodex folliculorum. Eine Schwäche für das Biotop Mensch haben auch Flöhe, Fliegen, Mücken, Wanzen, Würmer, Urtierchen, Viren, Läuse, Egel, Zecken, Pilze.

Furcht vor dem Lande Liliput

Unsere Mikroorganismen sind nicht alles - aber ohne sie wäre alles nichts. Ein ausgewogenes Gleichgewicht zwischen unseren unsichtbaren Besiedlern und unserem Körper ergibt jenen Zustand, den wir Gesundheit nennen. Wird die Balance gestört, kann ein 0,000 000 000 000 01 Gramm leichtes Bakterium einen 100 000 Gramm schweren Menschen ins Jenseits befördern.

Leben kann niemals steril sein. Das beweisen Versuche mit Mäusen oder Ratten, die man in einer mikrobenfreien Kunstwelt großzieht. Das Immunsystem beispielsweise braucht den Kontakt mit Bakterien, um die körpereigenen Abwehrkräfte auszubilden und zu stärken.

Die ungemein bunte Wohngemeinschaft "Mensch", in der immer etwas los ist, entstand im Laufe von zwei bis fünf Millionen Jahren.

Die meisten unserer Besiedler sind Symbionten. Das bedeutet: Wir nützen ihnen - und sie nützen uns. Ortsansässige Bakterien etwa bilden auf der Haut eine Schutzhülle, um schädliche Mikroorganismen abzuwehren. Im Darm wiederum regeln Bakterien für uns Teile der Verdauung und versorgen uns mit lebenswichtigen Vitaminen. Andere Wesen auf unserem Körper sind harmlose Kommensalen. Bei einer Kosten-Nutzen-Rechnung lohnt es sich nicht, sie hinauszuwerfen, also werden sie geduldet. Nur die wenigsten Bewohner ernähren sich direkt von uns und gelten als Parasiten. Aber auch sie sind meist harmlos, denn allzu gefährliche Schmarotzer zerstören nur ihre eigene Lebensgrundlage, wenn sie dem Menschen nachhaltig Schaden zufügten. Also bevorzugt die Evolution unter den Nachkommen der Parasiten jeweils die ungefährlichen Varianten: So werden Schädlinge zu Kommensalen und manchmal zu Symbionten und geben damit ein Beispiel für die sich stetig fortsetzende Koevolution. Wie vermessen es wäre, unsere Besiedler, Gäste und Besucher in "gut" und "böse" zu unterteilen, beweist ein Bakterium namens Helicobacter pylori. Es lebt im Magen und kann in seltenen Fällen bösartige Geschwülste verursachen, andererseits vergiftet es schädliche Eindringlinge. Daran lässt sich ablesen, dass die Wechselbeziehung Mensch und Mikrobe einer hochkomplexen, dynamischen Gesamtorganismus prägt.

Das Leben auf dem Menschen birgt mehr Überraschungen und Geheimnisse als der dichteste Urwald. Schätzungsweise 99 Prozent der Viren und Bakterien auf unserem Körper sind nämlich noch gar nicht entdeckt. Manche unserer Bewohner - Viren in den Zellen unseres Gehirns - beeinflussen offenbar sogar unser Denken und Fühlen. Forscher des Robert-Koch-Institut sind einem Virus auf der Spur, das traurig macht. Nur wenige Menschen sind sich bewusst, dass viele Krebsleiden ansteckend sind. Bis zu 30 Prozent aller Tumorerkrankungen des Menschen gelten inzwischen als Spätfolgen einer Infektion.

Kleine Kugelbakterien, die man erst vor wenigen Jahren entdeckt hat und die in verkalkten Gefäßen hausen, gelten den meisten Ärzten heutzutage als Ursache für Hirnschlag und Herzinfarkt. Alzheimer, Nierensteine, Fettsucht, Asthma, Arthritis und multiple Sklerose könnten sich ebenfalls als ansteckende Krankheiten erweisen. Auch hier sind Mikroben aus dem Biotop Mensch unter Verdacht geraten.

Wer Angst vor Bakterien hat, hat damit auch Angst vor seinen eigenen Zellen. Mikroben sind nämlich ein Teil von uns: Menschliche Zellen entstanden durch Fusion verschiedener Bakterien. Im Innern einer Menschenzelle finden sich noch heute kleinere, abgegrenzte, runde Strukturen - einst waren das eigenständige Bakterien. Die Geschichte begann vor ungefähr 1,4 Milliarden Jahren in irgendeinem Tümpel. Der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre stieg damals. Ein schwimmendes Bakterium, das bereits zur Sauerstoffatmung übergegangen war, drang in eine  andere Mikrobe ein, die noch anaerob lebte, also ohne Sauerstoff. Dem Wirt gelang es nicht, den Eindringling zu zerstören. Aus der Annexion wurde im Laufe der Zeit eine Lebensgemeinschaft zu beiderseitigem Nutzen: Der Wirt versorgte den Eindringling mit Nährstoffen; der Eindringling verlieh dem Wirt ein höheres Schwimmtempo und bot ihm eine Überlebensstrategie in der neuen Welt des Sauerstoffs. Mit der Zeit entstand aus dem erfolgreichen Mischwesen die erste Amöbe und dann - im Laufe der Evolution über Jahrmillionen und über viele Zwischenstufen - schließlich der moderne Mensch. Jeder von uns trägt in seinen Zellen Zeugen dieser frühen Symbiose. Sie heißen Mitochondrien und halten uns am Leben, weil in ihnen die Sauerstoffatmung stattfindet. Unsere Mitochondrien besitzen zwar noch ihr eigenes Erbgut, doch sie haben nach Milliarden Jahren des Zusammenlebens längst verlernt, selbstständig zu existieren. Wie Organe im Körper arbeiten die Mitochondrien als so genannte Organellen in den Zellen.

Die Mitochondrien finden sich in fast allen menschlichen Zellen. Sie sind die Kraftwerke der Zellen, weil sie in der Lage sind, Sauerstoff in Energie umzuwandeln.

Auch Chloroplasten sind nach dieser Endosymbiontentheorie entstanden. Die zur Fotosynthese fähigen Zellen sind Nachfahren kleiner Bakterien, die Sonnenenergie verwerten konnten. Das macht sie zu wichtigen Bestandteilen grüner Pflanzen.

Spuren im Erbgut

Selbst in unseren Genen haben Mikroben ihre Spuren hinterlassen. Ein Prozent unseren Genoms - immerhin 30 Millionen Bausteine der Erbsubstanz DNS - besteht in Wahrheit aus dem Erbgut verschiedener Viren. Etwa 50 humane endogene Retroviren schlummern im Erbgut eines jeden Menschen. In grauer Vorzeit infizierten sie die Keimzellen unserer Ahnen. Unfähig, sich ohne fremde Hilfe fortzupflanzen, schleusten sie ihre Erbsubstanz in die Zellkerne ihres Wirtes ein. Die dynamischen Eindringlinge vervielfältigten ihre Gene und integrierten sie an vielen Stellen des menschlichen Genoms. Das hat unsere genetische Ausstattung bleibend verändert. Einige unserer Gene stammen vermutlich von Viren und wurden von uns vereinnahmt. Springende Viren haben neue Genkombinationen geschaffen, die bis heute vorteilhaft für den Menschen sind. Manche brachten aber auch Nachteile: Eine Bluterkrankheit und eine Form des erblichen Brustkrebses scheinen auf das Konto von Viren zu gehen.

Im Laufe vieler, vieler Generationszyklen wurden die Viren sesshaft. Mutationen hatten ihnen die Fähigkeiten genommen, sich einen neuen Wirt einzuschleusen. Die Viren strandeten irgendwo in unseren Chromosomen - und wurden zum festen Bestandteil des menschlichen Erbguts.

Ein noch intaktes Virus haben Humangenetiker der Universitätskliniken des Saarlands in Homburg vor kurzem auf dem Chromosom Nr. 9 aufgespürt. Sie entdeckten es in DNS-Proben von 54 verschiedenen Ethnien aus Afrika, Asien, und Europa. Das Virus enthielt noch die meisten Gene, die es für seine Streifzüge benötigt. Möglicherweise surft es just in diesem Augenblick durch den Kern eines ihrer Zellen.

 

Lebensraum Mensch

Die Mikroorganismen besiedeln beinahe sämtliche Bereiche unseres Körpers, die in Kontakt zur Außenwelt stehen. Damit ist jedoch nicht nur die Haut als Oberfläche und äußeres begrenzendes Medium gemeint, sondern auch etwa 400 Quadratmeter Schleimhaut. Mund, Magen oder Darm sind eingestülpte Oberflächen und stoßen somit an das äußere Milieu. Die auf den inneren und äußeren Häuten siedelnden Mikroben bilden unsere normale oder physiologische Flora, die sich mit den Lebensjahren des Menschen verändert. Sie besteht aus 1014 Lebewesen. Damit kommen auf eine Menschenzelle (von denen 1013 unseren Körper bilden) zehn Siedler. Zu den heimischen, residenten Bakterien gesellen sich oftmals transiente Mikroben, die nur für eine begrenzte Zeit auf dem Menschen Leben. 

Bakterien lieben es feucht. Weite Areale unserer Haut, etwa die Schulterblätter, müssen ihnen wie Wüsten erscheinen. Gerade mal tausend Bakterien finden sich auf einen Quadratzentimeter Haut. Im Gesicht und an den Ohren, auf der Kopfhaut, unter den Achseln, an den Genitalien, zwischen den Zehen und auf den Handflächen liegen dagegen die Oasen mit bis zu einer Million Bewohnern pro Quadratzentimeter. Viele Mikroben suchen die Nähe bestimmter Hautdrüsen und verwandeln deren Sekrete in die wundersamsten Gerüche. Die Hautbewohner sind zählebig und lassen sich kaum fortwaschen. Zum Glück: Denn die normale Hautflora wehrt gefährliche Bakterien und Viren ab, die permanent auf uns landen.

Die Mundhöhle ist eines der komplexesten Biotope des Körpers, das unterschiedlichste Nischen enthält, sogar für Bakterien, die ohne Sauerstoff überleben. Obwohl der Speichel antibakterielle Substanzen enthält, gleicht der Raum zwischen den Zähnen und Zunge einem Schlaraffenland für Mikroben: Es ist schön feucht und der Tisch meist reich gedeckt. Amöben, Geißeltierchen, Hefen und bis zu einer Milliarde Bakterien finden sich in einem Milliliter Speichel. Bei mangelnder Hygiene wuchern Besiedler allerdings derart, dass sie schwefelige Giftgase bilden und Zahn sowie Zahnfleisch schädigen. Während die Nase ebenfalls besiedelt ist, gehören Luftröhre und Lungen zu den sterilen Regionen des Körpers. Zwar gelangen immer wieder Mikroben in die verbotenen Zonen, doch werden sie im gesunden Körper von verschiedenen Mechanismen der Abwehr schnell und effizient bekämpft. ähnliches gilt auch für Keime, die in die sterile Blase einwandern wollen. Sie werden mit dem Harnstrahl fortgespült.

Mikroben die mit der Nahrung verschluckt werden, landen im Magen. Die hier reichlich vorhandene Salzsäure tötet die meisten Bakterien ab. Offenbar finden sich in einem Milliliter Magensaft weniger als zehn Keime. Allerdings hat sich der Schraubenförmige Bakterium Helicobacter pylori perfekt an diese lebensfeindliche Umwelt angepasst und haust in mehr als der Hälfte aller Menschenmägen. Etwas weiter unten im Dünndarm, steigt die Zahl der Siedler rasant. In seinem hinteren Teil, dem Ileum, befinden sie sich in einer Konzentration von 109 pro Milliliter Flüssigkeit.

Noch mehr Keime stecken im Dickdarm: Mit bis zu 1012 Lebewesen in einem Gramm Darminhalt dürfte dies der Ort mit der höchsten Einwohnerdichte der Welt sein. Im Grunde ist der Dickdarm ein gewaltiger Fermentationskessel. Unerhörte Geräusche und Gerüche entweichen aus ihm. Das Funktionieren des Kessels ist für unser Wohlbefinden von immenser Bedeutung. Bestimmte Bakterien verbrauchen den letzten Rest an Sauerstoff im Darm und schaffen damit beste Bedingungen für eine gigantische Schar anaerober Mikroben, die Sauerstoff nicht vertragen. Die Ernährungsweise beeinflusst die Mikrobengesellschaft: Wer viel Fleisch isst, der hat beispielsweise mehr Bacteroides-Arten und weniger Laktobazillen als ein Vegetarier. Die Darmflora eines Neugeborenen bildet sich in den ersten Lebenstagen. Ein Baby, das gestillt wird, ist zunächst fast nur von Bifidobakterien besiedelt. Sobald sich der Speiseplan erweitert, wird die Darmflora des Kindes vielgestaltiger und jener eines Erwachsenen immer ähnlicher.

Zu den Funktionen der einzelnen Mikroben ist nur wenig bekannt. Aber die etwa 500 Arten arbeiten ohnehin im Team und bilden eine funktionelle ökologische Einheit. Die hat eine größere biochemische Aktivität als die Leber. Die Konstanz der Flora beeindruckt, wenn man bedenkt, dass regelmäßig Milliarden von Siedlern mit dem Kot ausgeschieden werden. Die Fäzes bestehen zu einem guten Drittel aus Bakterien. Doch wachsen in dem Kessel gerade so viele Keime heran, um den Verlust auszugleichen. Wehe aber, wenn man etwa durch Antibiotika den Darm eines Menschen regelrecht sterilisiert!

Ein Mensch ohne eigene Bakterien wäre eine kümmerliche Gestalt. Unsere mikroskopisch kleinen Besiedler liefern uns lebenswichtige Vitamine und versorgen unsere Zellen mit Brenn- und Nährstoffen. Mit allerlei Tricks verhindern sie, das sich andere, krank machende Mikroben auf unserem Körper, ihrer Heimat, niederlassen. Mehr noch: Kontakt mit Bakterien hemmt die Entstehung von Allergien und womöglich sogar von Krebs. Keinesfalls sind unsere Mikroben stumme Untermieter. Sie reden mit uns - und hören auf sie. Der Dialog läuft über Signalmoleküle und bürgt dafür, dass unser Körper gedeiht und unser Immunsystem richtig arbeitet.

Unsere Mikroorganismen sind vor allem ein Schutzschild gegen fremde Erreger. Wenn man beispielsweise seine Hautflora mit Antibiotika schwächt, dann erobern Hefepilze flugs die frei gewordenen Nischen und wuchern an intimsten Stellen. Unentwegt landen gefährliche Viren und Bakterien auf uns. Dass aus diesen unerwünschten Besuchern fast nie gefährliche Dauergäste werden, ist das Verdienst unserer Besiedler. Denn überall, wo Fremdlinge und Irrläufer aus anderen Körperregionen an Bord kommen wollen, sitzt schon ein Alteingesessener und gibt zu verstehen: "Tut mir Leid, aber hier ist schon besetzt!" Der bereits erwähnte Magenkeim Helicobacter pylori verteidigt sich sogar mit Gift gegen Eindringlinge. Keimfrei Tiere im Laborversuch dagegen sind anfällig gegenüber schädlichen Eindringlingen.

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Quelle: "LEBEN AUF DEM MENSCHEN" - Die Geschichte unserer Besiedler, von Jörg Blech (rororo, ISBN 3 499 60880 4)

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Stand: 19. Februar 2008
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