Grundlagen des Mikrobioms

Darmzotten mit Bakterien

Auch wenn sich bisherige Forschungsarbeiten vor allem mit dem Darmmikrobiom beschäftigt haben, existieren in unserem Körper zahlreiche weitere Mikrobiome.1

Mikrobiome sind in jedem Körperbereich, der mit Mikroben besiedelt ist, zu finden. Dies betrifft u. a. die Mundhöhle, die Bindehaut, die Ohrmuschel, die Haut, die oberen und unteren Atemwege, den Fortpflanzungstrakt und die Harnwege. Die mikrobielle Zusammensetzung der verschiedenen Körperregionen weist große Unterschiede auf, die auf ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie z. B. pH-Wert, Topographie und Feuchtigkeitsgehalt, zurückzuführen sind.2

Symbol „Mikrobiome außerhalb des Darms“

Die Erkenntnisse über das Mikrobiom des Menschen nehmen in dem Maße zu wie die Untersuchung der Mikrobiome außerhalb des Darms voranschreitet.

Die Erforschung der Mikrobiome außerhalb des Darms bei Hunden und Katzen ist noch nicht so weit fortgeschritten wie beim Menschen, und es ergeben sich weitere Möglichkeiten zur Beeinflussung der Gesundheit des Wirtes.

Die Erforschung der Mikrobiome außerhalb des Darms bei Hunden und Katzen ist noch nicht so weit fortgeschritten wie beim Menschen, und es ergeben sich weitere Möglichkeiten zur Beeinflussung der Gesundheit des Wirtes.
Orale Bakterien

Das orale Mikrobiom

Trotz seiner physischen und funktionellen Verbindung mit dem Darm ist das orale Mikrobiom von Hunden und Katzen einzigartig und umfasst etwa 50–100 Millionen Bakterien von ca. 200 verschiedenen Spezies.2-4 Bisherige Studien haben gezeigt, dass im oralen Mikrobiom von Hunden und Katzen dieselben Stämme vorherrschend sind, jedoch in unterschiedlicher Häufigkeit bei den beiden Tierarten vorkommen.3,5,6,7 Darüber hinaus variiert die mikrobielle Population entsprechend der Lokalisation in der Mundhöhle.8

Das orale Mikrobiom scheint bei Hunden hochkonserviert und ohne signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Hunderassen vorzuliegen.3 Dagegen wurden signifikante Unterschiede in der Vielfalt und der relativen Häufigkeit des oralen Mikrobioms zwischen verschiedenen Katzenrassen sowie zwischen Freigängerkatzen und reinen Wohnungskatzen beobachtet.9

Aus Forschungsberichten geht hervor, dass Veränderungen des oralen Mikrobioms mit der Geburtsmethode (Kaiserschnitt vs. vaginal),5 der Ernährungsform (Nass- vs. Trockenfutter sowie Umstellung der Ernährung von Welpen- auf Fertigfutter) bei Katzen5,10, der Gabe von Plaque-reduzierenden Dentalkauartikeln bei Hunden, 11, der Verabreichung von oralen Probiotika12, der Zahnprophylaxe13 und oralen Krankheiten (z. B. Periodontitis, Gingivitis, Gingivostomatitis) einhergehen.14-18 Es bedarf jedoch weiterer Untersuchungen, um die Frage zu beantworten, ob die Veränderungen des Mikrobioms einer Krankheit vorausgehen und zu dieser präsdisponieren oder ob es sich bei den Veränderungen um mikrobielle Populationsverschiebungen als Reaktion auf eine veränderte Umwelt handelt.3,19,20

Trotz dokumentierter Veränderungen weist das orale Mikrobiom eine hohe Resilienz auf.3,13

Das Hautmikrobiom

Das Hautmikrobiom von Hunden und Katzen setzt sich größtenteils aus ähnlichen Bakterienstämmen zusammen, ist jedoch vielfältiger als das menschliche Hautmikrobiom.21 Ebenso wie das orale Mikrobiom von Hunden und Katzen weist auch das Hautmikrobiom dieselben vorherrschenden Stämme auf, die allerdings in unterschiedlicher Häufigkeit vorliegen.21 Bei beiden Tierarten weisen die Fellregionen eine höhere Mikrobenzahl (Vielfalt) auf als die Schleimhäute oder die Schleimhautgrenzen.21 Über die Rolle, die das Hautmikrobiom für die Gesundheit oder bei Krankheiten spielt, gibt es noch keine ausreichenden Erkenntnisse22, doch die Aufgabe der Haut als primäre Barriere und ihre enge Verbindung mit dem Immunsystem weisen darauf hin, dass das Hautmikrobiom eine Schlüsselrolle für die Gesundheit des Wirtes spielt.

In den meisten Forschungsarbeiten zum Hautmikrobiom von Hunden und Katzen wurden gesunde Hunde und Katzen mit allergischen bzw. atopischen Tieren verglichen.

Es überrascht nicht, dass signifikante Unterschiede im Hautmikrobiom von gesunden und allergischen Katzen sowie von gesunden und allergischen oder atopischen Hunden nachgewiesen wurden, wobei eine geringere Vielfalt und Reichhaltigkeit mit allergischen und atopischen Erkrankungen einhergehen.21,23-26

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Weitere Informationen

  1. Yang, J. (2012, July 16). The Human Microbiome Project: Extending the definition of what constitutes a human. National Humane Genome Research Institute Genome Advance of the Month. https://www.genome.gov/27549400/the-human-microbiome-project-extending-the-definition-of-what-constitutes-a-human
  2. Koidl, L. und Untersmayr, E. (2021). The clinical implications of the microbiome in the development of allergy diseases. Expert Review of Clinical Immunology, 17, 115–126. DOI:10.1080/1744666X.2021.1874353
  3. Bell, S. E., Nash, A. K., Zanghi, B. M., Otto, C. M. und Perry, E. B. (2020). Assessment of the stability of the canine oral microbiota a er probiotic administration in healthy dogs over time. Frontiers in Veterinary Science, 7, 616. DOI:10.3389/fvets.2020.00616
  4. Dewhirst, F. E., Klein, E. A., Bennett, M.-L., Cro , J. M., Harris, S. J. und Marshall-Jones, Z. V. (2015). The feline oral microbiome: A provisional 16S rRNA gene based taxonomy with full-length reference sequences. Veterinary Microbiology, 175, 294–303. DOI:10.1016/j.vetmic.2014.11.019
  5. Spears, J. K. (2017, May 4-6) Development of the oral microbiome in kittens. Proceedings of the Companion Animal Nutrition Summit, Vancouver, B. C., Canada, 73–81.
  6. Dewhirst, F. E., Klein, E. A., Thompson, E. C., Blanton, J. M., Chen, T., Milella, L., Marshall-Jones, Z. V. (2012). The canine oral microbiome. PLoS ONE, 7(4), e36067. DOI:10,1371/journal.pone.0036067
  7. Sturgeon, A., Pinder, S. L., Costa, M. C., Weese, J. S. (2014). Characterization of the oral microbiota of healthy cats using next-generation sequencing. The Veterinary Journal, 201, 223–229. DOI:10.1016/j.tvjl.2014.01.024
  8. Ruparelli, A., Inui, T., Staunton, R., Wallis, C., Deusch, O. und Holcombe, L. J. (2020). The canine oral microbiome: variation in bacterial population across different niches. BMC Microbiology, 20, 42. DOI:10.1186/s12866-020-1704-3
  9. Older, C. E., Diesel, A. B., Lawhon, S. D., Queiroz, C. R. R., Henker, L. C. und Hoffmann, A. R. (2019). The feline cutaneous and oral microbiota are influenced by breed and environment. PLoS ONE, 14(7), e0220463. DOI:10,1371/journal.pone.0220463
  10. Adler, C. J., Malik, Browne, G. V. und Norris, J. M. (2016). Diet may influence the oral microbiome composition in cats. Microbiome, 4, 23. DOI:10.1186/s40168-016-0169-y
  11. Oba, P. M., Carroll, M., Alexander, C., Lye, L., Somrak, A., Keating, S., Swanson, K. S. (2020). Oral microbiota populations of adult dogs consuming dental chews demonstrated to reduce dental plaque and calculus. Journal of Animal Science, 98(Ergänzungsband 4), 61.
  12. Mäkinen, V.-M., Mäyrä, A. und Munukka, E. (2019). Improving the health of teeth in cats and dogs with live probiotic bacteria. Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications, 9, 275–283. DOI:10.4236/jcdsa.2019.94024
  13. Flancman, R., Singh, A. und Weese, J. S. (2018). Evaluation of the impact of dental prophylaxis on the oral microbiota of dogs. PLoS ONE, 13(6), e0199676. DOI:10,1371/journal.pone.0199676
  14. Dolieslager, S. M. J., Bennett, D., Johnston, N. und Riggio, M. P. (2013). Novel bacterial phylotypes associated with the healthy feline oral cavity and feline chronic gingivostomatitis. Research in Veterinary Science, 94, 428–432. DOI:10.1016/j.rvsc.2012.11.003
  15. Davis, E. M. (2016). Gene sequence analysis of the healthy oral microbiome in humans and companion animals. Journal of Veterinary Dentistry, 33(2), 97–107. DOI: 10.1177/0909765416657239
  16. Nakanishi, H., Furuya, M., Soma, T., Hayashiuchi, Y., Yoshicuhi, R., Matsubayashi, M., Sasai, K. (2019). Prevalence of microorganisms associated with feline gingivostomatitis. Journal of Feline Medicine and Surgery, 21(2), 103–108. DOI:10.1177/1098612X18761274
  17. Harris, S., Cro, J., O’Flynn, C., Deusch, O., Colyer, A., Allsopp, J.,…Davis, I. J. (2015). A pyrosequencing investigation of differences in the feline subgingival microbiota in health, gingivitis and mild periodontitis. PLoS ONE, 10(11), e0136986. DOI:10,1371/journal.pone.0136986
  18. Older, C. E., de Oliveira Sampaio Gomes, M., Hoffmann, A. R., Policano, M. D., Cruz dos Reis, C. A., Carregaro, A. B., Carregaro, V. M. L. (2020). Influence of the FIV status and chronic gingivitis on feline oral microbiota. Pathogens, 9, 383. DOI:10.3390/pathogens9050383
  19. Davis, I. J., Wallis, C., Deusch, O., Colyer, A., Milella, L., Loman, N., Harris, S. (2013). A cross-sectional survey of bacterial species in plaque from client owned dogs with healthy gingiva, gingivitis or mild periodontitis. PLoS ONE, 8(12), e83158. DOI:10,1371/journal.pone.0083158
  20. Holcombe, L. J., Patel, N., Colyer, A., Deusch, O., O’Flynn, C. und Harris, S. (2014). Early canine plaque biofilms: Characterization of key bacterial interactions involved in initial colonization of enamel. PLoS ONE, 9(12), e113744. DOI:10,1371/journal.pone.0113744
  21. Older, C. E., Diesel, A., Patterson, A. P., Meason-Smith, C., Johnson, T. J., Mansell, J., Rodrigues Hoffmann, A. (2017). The feline skin microbiota: The bacteria inhabiting the skin of healthy and allergic cats. PLoS ONE, 12(6), e0178555. DOI:10,1371/journal.pone.0178555
  22. Weese, J. S. (2013). The canine and feline skin microbiome in health and disease. Veterinary Dermatology, 24, 173–e31. DOI:10.1111/j.1365-3164.2012.01076.x
  23. Fazakerley, J., Nuttall, T., Sales, D., Schmidt, V., Carter, S. D., Hart, C. A. und McEwan, N. A. (2009). Staphylococcal colonization of mucosal and lesional skin sites in atopic and healthy dogs. Veterinary Dermatology, 20(3), 179–184. DOI:10.1111/j.1365-3164.2009.00745.x
  24. Furiani, N., Scarampella, F., Martino, P. A., Panzini, I., Fabbri, E. und Ordeix, L. (2011). Evaluation of the bacterial microflora of the conjunctival sac of healthy dogs and dogs with atopic dermatitis. Veterinary Dermatology, 22(6), 490–496. DOI:10.1111/j.1365-1365-3164.2011.00979.x
  25. Rodrigues Hoffmann, A., Patterson, A. P., Diesel, A., Lawhon, S. D., Ly, H. J., Elkins Stephenson, C., Suchodolski, J. S. (2014). The skin microbiome in healthy and allergic dogs. PLoS One, 9(1), e83197. DOI:10.1371/journal.pone.0083197
  26. Bradley, C. W., Morris, D. O., Rankin, S. C., Chain, C. L., Misic, A. M., Houser, T., Grice, E. A. (2016). Longitudinal evaluation of the skin microbiome and association with microenvironment and treatment in canine atopic dermatitis. Journal of Investigative Dermatology, 13(6), 1182–1190. DOI:10.1016/j.jid.2016.01.023