Firmicutes, heute Bacillota: keine Dickmacher-Bakterien

Wenn Sie je einen Stuhlbefund mit einem Balkendiagramm zurückbekommen haben, war der größte Balken wahrscheinlich mit Firmicutes beschriftet. Vielleicht stand dabei, das heiße, Sie seien „auf Gewichtszunahme gebaut“. Hier steht, was die Studien wirklich über diesen Balken sagen — und über das Phylum, das jetzt einen neuen Namen trägt.

Was Bacillota ist

Bacillota ist ein Phylum von Bakterien: ein oberster Ast am Stammbaum der Bakterien, derselbe Rang, auf dem bei den Tieren die Chordatiere stehen. Die meisten Mitglieder haben eine dicke, einschichtige Zellwand — sie färben sich grampositiv; die Negativicutes, die sich gramnegativ färben, sind die stehende Ausnahme — und ein Erbgut, das vergleichsweise arm an den DNA-Buchstaben G und C ist, weshalb ältere Lehrbücher sie „G+C-arme Grampositive“ nennen.

Der Name ist neu. Jahrzehntelang hieß das Phylum Firmicutes, nach dem lateinischen Wort für „zähe Haut“. 2021 ¹ stellte das Internationale Komitee für die Systematik der Prokaryoten den Rang des Phylums unter seinen Namenscode, und Oren und Garrity veröffentlichten gültig einheitliche Namen für 42 Phyla ¹, jeden auf eine Typusgattung gebaut. Aus Firmicutes wurde Bacillota, gebaut auf die Typusgattung Bacillus. An den Organismen änderte sich nichts, nur am Etikett. Auf fast jedem Verbrauchertest und in jeder Arbeit von vor der Umstellung werden Sie dem alten Namen weiterhin begegnen, deshalb führt dieser Eintrag beide.

Wo es in Ihnen lebt

Vor allem im Dickdarm. Als Eckburg und Kollegen in Stanford im Jahr 2005 ² insgesamt 13.355 ² Sequenzen ribosomaler Gene aus Darmschleimhaut und Stuhl gesunder Erwachsener entzifferten, waren die beiden vorherrschenden Phyla die Firmicutes und die Bacteroidetes, und die meisten Sequenzen gehörten zu Arten, die nie jemand im Labor gezüchtet hatte ². Dieses Bild hat gehalten. Das Human Microbiome Project, das gesunde Erwachsene an vielen Körperstellen untersuchte, fand, dass selbst gesunde Menschen sich bemerkenswert darin unterscheiden, welche Mikroben sie tragen, mit starker Spezialisierung von einer Stelle zur nächsten ³. Der MetaHIT-Katalog legte Zahlen an den Maßstab: 3,3 Millionen ⁴ nicht redundante mikrobielle Gene im Stuhl von 124 ⁴ Europäern, rund das 150-Fache ⁴ der menschlichen Genzahl, und mindestens 160 ⁴ häufige Bakterienarten in jedem einzelnen Menschen.

Bacillota hören nicht am Darm auf. Laktobazillen, die zu diesem Phylum gehören, beherrschten vier der fünf ⁸ Gemeinschaftstypen, die Ravel und Kollegen fanden, als sie das Scheidenmikrobiom von 396 ⁸ beschwerdefreien Frauen entzifferten. Und Staphylococcus aureus, ein weiteres Mitglied, lebt vor allem in der Nase: Wertheims Übersicht in The Lancet Infectious Diseases nennt die Nase seine wichtigste ökologische Nische beim Menschen ¹³.

Was es für uns tut

Beginnen wir mit dem Mechanismus, denn der Nutzen folgt aus ihm. Ballaststoffe und resistente Stärke erreichen den Dickdarm unverdaut. Darmbakterien vergären sie zu kurzkettigen Fettsäuren, und zwei davon, Butyrat und Propionat, sind jene, denen die Übersicht von Louis und Flint eine Reihe gesundheitsfördernder Aufgaben zuschreibt, wobei Butyrat der bevorzugte Brennstoff der Zellen ist, die den Dickdarm auskleiden ⁵. Die wichtigsten Butyratbildner, die sie beschreiben — Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale und die Roseburia-Gruppe —, sind alle Bacillota, und sie leben von gegenseitiger Fütterung: Das Laktat oder Succinat der einen Art wird zum Rohstoff der nächsten ⁵.

Der am besten untersuchte dieser Bildner hat eigene Belege. Sokol und Kollegen verfolgten Menschen mit Morbus Crohn nach einer Darmoperation und fanden, dass ein geringerer Anteil von F. prausnitzii auf der Darmschleimhaut einen Rückfall 6 Monate ⁶ später vorhersagte. Im Labor ließ das Bakterium menschliche Blutzellen deutlich weniger IL‑12 und IFN-gamma und mehr IL‑10 bilden, und sein Kulturüberstand blockierte die Aktivierung von NF-kappaB, einem zentralen Schalter der Entzündung ⁶. Der Vorbehalt, laut ausgesprochen: Der Behandlungsarm dieser Studie bestand aus Mäusen mit chemisch ausgelöster Dickdarmentzündung, nicht aus Menschen. Er zeigt einen plausiblen Mechanismus, keine belegte Therapie.

Dazu kommt ein Überlebenstrick. Browne und Kollegen am Sanger Institute gelang es, 137 ⁷ Arten aus dem Stuhl gesunder Menschen zu züchten, die längst als nicht kultivierbar abgeschrieben waren, und ihre Genome legten nahe, dass mindestens 50–60 % ⁷ der Bakteriengattungen im Darm widerstandsfähige Sporen bilden. Die meisten dieser Sporenbildner sind Bacillota. Sporen erlauben es sauerstoffscheuen Darmbakterien, den Weg von einem Menschen zum nächsten zu überstehen, und so wird ein großer Teil dieser Gemeinschaft vermutlich überhaupt erst weitergegeben ⁷.

Was es gegen uns tut

Dasselbe Phylum beherbergt einige der schwersten Krankheitserreger, die wir tragen. Clostridioides difficile ist ein sporenbildendes Mitglied der Bacillota, das den Dickdarm übernimmt, nachdem Antibiotika seine Konkurrenz beseitigt haben. In einer laufenden Überwachung in 10 ¹² Regionen der Vereinigten Staaten schätzten Lessa und Kollegen 453.000 ¹² Infektionen und etwa 29.000 ¹² Todesfälle allein im Jahr 2011 ¹²; 65,8 % ¹² der Fälle standen mit der Gesundheitsversorgung in Verbindung, und Menschen ab 65 ¹² Jahren hatten gegenüber jüngeren Erwachsenen ein Ratenverhältnis von 8,65 ¹². Staphylococcus aureus ist das andere alltägliche Beispiel: Wertheims Übersicht hält fest, dass Träger in der Nase ein höheres Risiko haben, später an ihrem eigenen Stamm zu erkranken, und dass die zunehmende Antibiotikaresistenz des Erregers die Behandlung weltweit erschwert ¹³.

Beachten Sie, was diese beiden mit den hilfreichen Mitgliedern von oben teilen: die Spore, die dicke Wand, die Beharrlichkeit. Dieselben Eigenschaften, die Bacillota zu widerstandsfähigen Verbündeten machen, machen ihre Krankheitserreger schwer wieder loszuwerden.

Das Verhältnis zum Übergewicht, ehrlich betrachtet

Nun zum Balkendiagramm. 2006 ⁹ berichteten Ley, Turnbaugh, Klein und Gordon in Nature, dass 12 ⁹ fettleibige Freiwillige einen geringeren Anteil an Bacteroidetes trugen als schlanke Menschen und dass dieser Anteil stieg, während sie mit zwei ⁹ kalorienarmen Kostformen abnahmen. Die begleitende Mäusestudie fand, dass ein „fettleibiges“ Mikrobiom mehr Energie aus der Nahrung zog und dass sich diese Eigenschaft auf keimfreie Mäuse übertragen ließ ¹⁰. Aus diesen Arbeiten wanderte das Verhältnis von Firmicutes zu Bacteroidetes als Regler zwischen dick und dünn in die Populärkultur.

Die Belege seither haben nicht mitgespielt. Magne und Kollegen sichteten 2020 ¹¹ die Literatur und fanden die Ergebnisse der Studien widersprüchlich, wobei sich die Unterschiede ebenso leicht mit der Behandlung der Proben, der Sequenziermethode und schlecht beschriebenen Lebensumständen erklären ließen wie mit dem Körpergewicht. Ihr Schluss, in ihren eigenen Worten: Es ist derzeit schwierig, das Verhältnis mit einem bestimmten Gesundheitszustand zu verbinden, und erst recht, es als Kennzeichen von Fettleibigkeit anzusehen ¹¹. Ein hoher Bacillota-Balken in einem Befund ist also keine Diagnose. Er ist die Momentaufnahme eines Phylums, das sowohl die Butyratbildner enthält, von denen Ihre Dickdarmschleimhaut lebt, als auch die Erreger, die Ihrem Krankenhaus Sorgen machen — und der Balken kann Ihnen nicht sagen, welche davon Sie tragen.