Grundlagen des Mikrobioms

Darmzotten mit Bakterien

Das Mikrobiom ist die Gesamtheit der Mikroorganismen (Mikrobiota), ihrer Gene und ihrer Mikroumgebung (Lebensraum) in einem bestimmten Gebiet. Bakterien machen etwa 98 % des Mikrobioms aus.1,2

Zu den Untergruppen des Mikrobioms gehören das Virom (Viren), das Mykobiom (Pilze) und das Archaeon (Archaeen; diese Organismen ähneln Bakterien, stellen aber eine eigene Domäne dar).3 Beim Mikrobiom handelt sich um ein dynamisches Umfeld mit komplexen Wechselwirkungen und miteinander verbundenen Stoffwechselvorgängen.4

Das Virom umfasst Viren, die die Bakterien (Bakteriophagen) innerhalb des Mikrobioms sowie die Wirtszellen in der Umwelt infizieren.5,6 Bakteriophagen bilden den größten Teil des Viroms.5,6 Bisher wurde relativ wenig zum Virom geforscht6,7, doch Veränderungen des fäkalen Viroms wurden bei Hunden mit chronischer Enteropathie oder akuter Diarrhöe nachgewiesen.5,6 Auch die bisher über das Mykobiom von Haustieren veröffentlichten Forschungsergebnisse sind derzeit noch begrenzt.8

Symbol „Woraus besteht das Mikrobiom“

Die im Darmmikrobiom vorliegenden Gene sind weitaus zahlreicher als die Gene des Wirtes. Schätzungen zufolge ist die Zahl der mikrobiellen Gene beim Menschen mehr als 100-mal höher.9

Die metagenomische Analyse des Darmmikrobioms von Katzenjungen ergab, dass die Zahl der identifizierten einzigartigen Gene etwa 108-mal höher war als die Zahl der im Katzengenom identifizierten offenen Leserahmen.10

Die häufigsten Bakterienstämme des Darmmikrobioms sind Firmicutes, Bacteroides und Fusobacteria, gefolgt von Proteobacteria und Actinobacteria.11

Tabelle „Beispiel eines Stammes“

Die Gruppe der Proteobakterien ist der vielfältigste Stamm des Darmmikrobioms und umfasst eine Reihe bekannter opportunistischer Krankheitserreger wie Escherichia coli, Klebsiella, Salmonellen und Campylobacter sowie Bakterien, die eine wichtige Rolle bei der Darmhomöostase spielen.12 Den Annahmen zufolge ist das fäkale Mikrobiom von Katzen vielfältiger als das von Hunden.12

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Weitere Informationen

  1. Barko, P.C., McMichael, M.A., Swanson, K.S., Williams, D.A. (2018). The gastrointestinal microbiome: a review. Journal of Veterinary Internal Medicine, 32, 9–25. DOI: 10.1111/jvim.14875
  2. Marchesi, J. R. und Ravel, J. (2015). The vocabulary of microbiome research: a proposal. Microbiome, 3, 31. DOI: 10.1186/s40168-015-0095-5
  3. Kim, J. Y., Whon, T. W., Lim, M. Y., Kim, Y. B., Kim, N., Kwo, M.-S., Na, Y.-D. (2020). The human gut archaeome: identification of diverse haloarchaea in Korean subjects. Microbiome, 8, 114. DOI: 10.1186/s40168-020-00894-x
  4. Seth, E. C. und Taga, M. E. (2014). Nutrient cross-feeding in the microbial world. Frontiers in Microbiology, 5, 350. DOI: 10.3389/fmicb.2014.00350
  5. Moreno, P. S., Wagner, J., Mansfield, C. S., Stevens, M., Gilkerson, J. R. und Kirkwood, C. D. (2017). Characterization of the canine faecal virome in healthy dogs and dogs with acute diarrhoea using shotgun metagenomics. PLoS ONE, 12(6), e0178433. DOI: 10.1371/journal.pone.0178433
  6. Moreno, P. S., Wagner, J., Kirkwood, C. D., Gilkerson, J. R. und Mansfield, C. S. (2018). Characterization of the fecal virome in dogs with chronic enteropathy. Veterinary Microbiology, 221, 38–43. DOI: 10.1016/j.vetmic.2018.05.020
  7. Zhang, W., Li, L., Deng, X., Kapusinszky, B., Pesavento, P. A., Delwart, E. (2014). Faecal virome of cats in an animal shelter. Journal of General Virology, 95, 2553–2564. DOI: 10.1099/vir.0.069674-0
  8. Foster, M. L., Dowd, S. E., Stephenson, C., Steiner, J. M. und Suchodolski, J. S. (2013). Characterization of the fungal microbiome (mycobiome) in fecal samples from dogs. Veterinary Medicine International, 2013, 658373. DOI: 10.1155/2013/658373
  9. Richards, P., Thornberry, N. A. und Pinto, S. (2021). The gut-brain axis: Identification of new therapeutic approaches for Type 2 diabetes, obesity, and related disorders. Molecular Metabolism, E pub vor dem Druck. DOI: 10.1016/j.molmet.2021.101175
  10. Deusch, O., O’Flynn, C., Colyer, A., Morris, P., Allaway, D., Jones, P. G. und Swanson, K. S. (2014). Deep Illumina-based shotgun sequencing reveals dietary effects on the structure and function of the fecal microbiome of growing kittens. PLoS ONE, 9(7), e101021. DOI: 10.1371/ journal.pone.0101021
  11. Suchodolski, J. S. (2011). The intestinal microbiota of dogs and cats: A bigger world than we thought. Veterinary Clinics of North America Small Animal Practice, 41, 261–272. DOI: 10.1016/j.cvsm.2010.12.006
  12. Belas, A., Marques, C. und Pomba, C. (2020). The gut microbiome and antimicrobial resistance in companion animals. In Duarte, A. und Lopes da Costa, L. (Hersg.), Advances in Animal Health, Medicine and Production (1. Ausgabe), S. 233–245. Springer International Publishing