Taxonomische Einordnung

Bacillota stellen eines der beiden dominierenden Phyla des menschlichen Darmmikrobioms dar und umfassen eine große Vielfalt überwiegend strikt anaerober, kommensaler Bakterien.

Biologische und funktionelle Rolle

Viele Bacillota sind spezialisiert auf die Fermentation komplexer, für den Menschen unverdaulicher Kohlenhydrate. Dabei entstehen kurzkettige Fettsäuren, insbesondere Butyrat, aber auch Acetat und Propionat. Diese Metabolite unterstützen die Energieversorgung der Darmschleimhaut, tragen zur Stabilisierung der Barriere bei und modulieren immunologische Signalwege. Funktionell steht eine ausreichende Bacillota-getragene Fermentation häufig für ein gut funktionierendes anaerobes Milieu und eine stabile SCFA-Achse.

Krankheitsassoziationen

Ein erhöhtes Bacillota-zu-Bacteroidota-Verhältnis wurde in mehreren Studien bei Adipositas und metabolischem Syndrom beobachtet.

Umgekehrt wurden bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen in Kohortenstudien häufiger verminderte relative Bacillota-Anteile beschrieben, oft parallel zu einem Rückgang butyratbezogener Schutznetzwerke. Diese Befunde beziehen sich jedoch auf relative Häufigkeiten und sind stark abhängig von Ernährung, Transit, Entzündungsaktivität und der Zusammensetzung innerhalb der Bacillota selbst.

Klinische Einordnung

Als Phylum-Marker ist Bacillota allein nicht ausreichend, um Krankheitsrisiken abzuleiten, weil die Gruppe sowohl protektive SCFA-Produzenten als auch opportunistische Vertreter enthält. Das Bacillota-zu-Bacteroidota-Verhältnis dient als orientierende Strukturkennzahl und wird im Befund konsequent zusammen mit funktionellen Markern wie Ballaststoffverwertung, SCFA-Netzwerken (D2) und Entzündungsindikatoren (E) interpretiert.

Taxonomische Einordnung

Bacteroidota sind neben den Bacillota das zweite dominante Phylum des menschlichen Darmmikrobioms.

Biologische und funktionelle Rolle

Viele Bacteroidota verfügen über ein breites enzymatisches Repertoire zum Abbau komplexer pflanzlicher Polysaccharide und anderer schwer verdaulicher Kohlenhydrate. Dadurch tragen sie wesentlich zur Verwertung ballaststoffreicher Nahrung bei und stellen Abbauprodukte bereit, die in Cross-feeding-Netzwerken von anderen Bakterien weiterverarbeitet werden können. Funktionell steht eine ausreichende Bacteroidota-Aktivität häufig für ein Milieu, in dem komplexe Kohlenhydrate effektiv erschlossen werden und Fermentationsketten stabil ablaufen.

Krankheitsassoziationen

Bei Adipositas und metabolischen Erkrankungen wurden in vielen Arbeiten verminderte relative Bacteroidota-Anteile im Rahmen eines erhöhten Bacillota-zu-Bacteroidota-Verhältnisses berichtet.

Bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen wurden ebenfalls verschobene Verhältnisse beobachtet. Die Richtung ist jedoch nicht in allen Kohorten identisch und hängt stark von Ernährung, Medikation, Krankheitsaktivität und Stuhlmilieu (z. B. Transit, Wassergehalt) ab.

Klinische Einordnung

Die klinische Relevanz dieses Markers liegt weniger in einem Zielwert als in der Balance zu anderen mikrobiellen Gruppen und deren metabolischer Aktivität. Das Bacillota-zu-Bacteroidota-Verhältnis dient als orientierende Strukturkennzahl und wird im Zusammenhang mit funktionellen Parametern interpretiert, insbesondere mit Markern des Ballaststoffabbaus (C1), der SCFA- und Butyratnetzwerke (D2) sowie mit entzündungsassoziierten Markern (E) und den ergänzenden Stuhlparametern.

Johnson, E.L., Heaver, S.L., Walters, W.A. et al. Microbiome and metabolic disease: revisiting the bacterial phylum Bacteroidetes. J Mol Med 95, 1–8 (2017). https://doi.org/10.1007/s00109-016-1492-2

Moamen M. Elmassry, Kohei Sugihara, Pranatchareeya Chankhamjon, Yeji Kim, Francine R. Camacho, Shuo Wang, Yuki Sugimoto, Seema Chatterjee, Lea Ann Chen, Nobuhiko Kamada, Mohamed S. Donia: A meta-analysis of the gut microbiome in inflammatory bowel disease patients identifies disease-associated small molecules, Cell Host & Microbe, Volume 33, Issue 2, 2025, Pages 218-234.e12, ISSN 1931-3128, https://doi.org/10.1016/j.chom.2025.01.002.

Taxonomische Einordnung

Actinomycetota sind ein zahlenmäßig kleinerer, aber funktionell bedeutsamer Anteil des Darmmikrobioms. Zu diesem Phylum gehören unter anderem die Bifidobakterien, die wichtige kommensale Funktionen erfüllen.

Biologische und funktionelle Rolle

Viele Actinomycetota sind auf die Verwertung bestimmter Oligosaccharide und komplexer Kohlenhydratfraktionen spezialisiert. Sie wirken häufig in frühen Schritten der Kohlenhydratverwertung und liefern Metabolite wie Acetat, die in Cross-feeding-Ketten von nachgeschalteten Bakterien weiterverwertet werden können. Damit tragen sie zur Stabilisierung des Darmmilieus bei und unterstützen indirekt die Bildung kurzkettiger Fettsäuren sowie die Barrierefunktion. Funktionell sind Actinomycetota daher oft ein Hinweis auf ein Milieu, das fermentierbare Kohlenhydrate bereitstellt und in dem Cross-feeding-Netzwerke gut funktionieren.

Krankheitsassoziationen

In Studien wurden verminderte relative Actinomycetota-Anteile, häufig getrieben durch verminderte bifidobakterielle Marker, bei funktionellen gastrointestinalen Beschwerden wie dem Reizdarmsyndrom beschrieben. Auch nach Antibiotikatherapie wurden wiederholt verminderte Actinomycetota- bzw. Bifidobakterien-Anteile beobachtet, passend zu einer geschwächten Kolonisationsresistenz und einem reduzierten Fermentationspotenzial. Diese Befunde sind meist nicht krankheitsspezifisch, sondern spiegeln eine Kombination aus Ernährung, Substratangebot, Transit und Störfaktoren wie Antibiotika wider.

Klinische Einordnung

Abweichungen werden im Gesamtprofil bewertet. Eine verminderte Actinomycetota-Abundanz ist besonders relevant, wenn gleichzeitig weitere Hinweise auf ein schwaches Kohlenhydratfermentations- und Cross-feeding-Netzwerk vorliegen, etwa niedrige C1- oder D2-Marker. Eine erhöhte Abundanz ist meist ernährungs- oder supplementationsassoziiert und wird vor allem im Zusammenhang mit Symptomatik, Substratangebot und der Balance zu nachgeschalteten SCFA-Netzwerken interpretiert.

Cecilia Binda, Loris Riccardo Lopetuso, Gianenrico Rizzatti, Giulia Gibiino, Vincenzo Cennamo, Antonio Gasbarrini: Actinobacteria: A relevant minority for the maintenance of gut homeostasis. Digestive and Liver Disease, Volume 50, Issue 5, 2018, Pages 421-428, ISSN 1590-8658, https://doi.org/10.1016/j.dld.2018.02.012.

Taxonomische Einordnung

Bacilli sind eine Klasse innerhalb der Bacillota und umfassen eine heterogene Gruppe überwiegend aerotoleranter Bakterien. Darunter finden sich sowohl kommensale Vertreter als auch opportunistische Spezies, außerdem taxonomische Gruppen, die häufig aus Nahrung, Mundraum oder Umwelt in den Darm gelangen können.

Biologische und funktionelle Rolle

Bacilli reagieren sensibel auf Milieuveränderungen wie pH, Sauerstofftoleranz, Transitzeit und Substratangebot. Ein Teil kann natürliche Darmbegleiter sein, andere treten eher transient auf oder werden über fermentierte Lebensmittel und Probiotika zugeführt. Eine erhöhte Abundanz kann daher ein Hinweis auf veränderte ökologische Bedingungen im Darm sein, etwa ein weniger strikt anaerobes Milieu oder ein verändertes Nährstoffprofil.

Krankheitsassoziationen

In Studien wurden erhöhte Bacilli-Anteile häufiger bei westlichen Ernährungsformen beschrieben, insbesondere in Konstellationen mit höherem Anteil stark verarbeiteter Lebensmittel und energiedichter Kost. Darüber hinaus wurden erhöhte Bacilli-Anteile in Kohorten bei entzündlich-rheumatologischen Erkrankungen berichtet. Diese Beobachtungen werden überwiegend als Ausdruck eines verschobenen Darmökosystems interpretiert. Eine spezifische Krankheitsdiagnose lässt sich daraus nicht ableiten, und die Richtung kann durch Ernährung, Medikamente und entzündliche Aktivität beeinflusst sein.

Klinische Einordnung

Bacilli werden nicht als isolierter Risiko- oder Schutzmarker bewertet. Eine erhöhte Abundanz gewinnt vor allem dann Bedeutung, wenn gleichzeitig Entzündungs- oder Barriereindikatoren auffällig sind oder wenn sich ein Muster mit Zunahme aerotoleranter bzw. fakultativ anaerober Gruppen zeigt. Eine verminderte Abundanz ist in der Regel unspezifisch. Entscheidend ist die Einordnung im Zusammenhang mit funktionellen Stoffwechselgruppen, SCFA-Netzwerken und Entzündungsparametern.

Andrea Severino, Ege Tohumcu, Luca Tamai, Pasquale Dargenio, Serena Porcari, Debora Rondinella, Irene Venturini, Marcello Maida, Antonio Gasbarrini, Giovanni Cammarota, Gianluca Ianiro:The microbiome-driven impact of western diet in the development of noncommunicable chronic disorders. Best Practice & Research Clinical Gastroenterology, Volume 72, 2024,101923,ISSN 1521-6918, https://doi.org/10.1016/j.bpg.2024.101923.

Taxonomische Einordnung

Diese strikt anaeroben Bakterien bilden eine große und funktionell vielfältige Klasse innerhalb der Bacillota.

Biologische und funktionelle Rolle

Viele Clostridia tragen wesentlich zur Fermentation komplexer Kohlenhydrate bei und sind zentrale Produzenten kurzkettiger Fettsäuren, insbesondere Butyrat. Butyrat ist eine wichtige Energiequelle für die Darmschleimhaut und unterstützt Barrierefunktion, Schleimhautregeneration und eine entzündungsregulierende Immunbalance. Darüber hinaus sind innerhalb der Clostridia auch Arten vertreten, die weniger günstige Stoffwechselprofile aufweisen oder als opportunistische Pathogene gelten.

Krankheitsassoziationen

In Studien wurden bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen häufig verminderte Anteile butyratbildender Clostridia beschrieben, während gleichzeitig erhöhte Anteile entzündungsassoziierter bzw. opportunistischer Taxa aus angrenzenden Gruppen auftreten können.

Beim Reizdarmsyndrom wurden verschobene Muster innerhalb der Clostridia berichtet, teils mit erhöhten gas- oder schleimhautreizassoziierten Untergruppen, teils mit verminderten butyratbezogenen Schutzgruppen, abhängig vom Subtyp und Begleitfaktoren.

In metabolischen Störungen wurden in verschiedenen Arbeiten Verschiebungen innerhalb clostridialer Netzwerke beobachtet, häufig im Sinne verminderter SCFA-assoziierter Schutzprofile bei gleichzeitig zunehmenden dysbioseassoziierten Signaturen.

Einzelne Clostridien-Arten können opportunistische Krankheitserreger sein und sind dann typischerweise in erhöhter Abundanz klinisch relevanter, insbesondere bei gestörter Kolonisationsresistenz oder nach Antibiotikatherapie.

Klinische Einordnung

Da Clostridia sowohl protektive als auch potenziell ungünstige Vertreter umfassen, wird dieser Marker nicht isoliert bewertet. Entscheidend ist das Gesamtmuster, insbesondere die Stärke der SCFA- und Butyratnetzwerke (D2) sowie Barriere-assoziierter Marker (D1) und das Vorliegen entzündungsassoziierter Gruppen (E).

Taxonomische Einordnung

Bacillales sind eine Ordnung innerhalb der Klasse Bacilli. Die Gruppe umfasst zahlreiche Arten, darunter kommensale Darmbegleiter, aber auch opportunistische Spezies sowie Taxa, die häufig über Nahrung, Umwelt oder den oberen Gastrointestinaltrakt in den Darm gelangen können.

Biologische und funktionelle Rolle

Funktionell ist Bacillales eine gemischte Gruppe. Ein Teil der Vertreter kann an der Verwertung bestimmter Nahrungsbestandteile beteiligt sein, viele sind jedoch eher aerotolerant und reagieren empfindlich auf Milieuverschiebungen im Darm. Eine erhöhte Abundanz passt daher häufig zu einem veränderten Darmökosystem, etwa bei Änderungen von Transit, pH oder einem weniger strikt anaeroben Milieu. Eine verminderte Abundanz ist meist unspezifisch und hat ohne Kontext nur begrenzte Aussagekraft.

Krankheitsassoziationen

In genetisch-epidemiologischen Analysen wurde eine erhöhte Abundanz von Bacillales mit einem erhöhten Risiko für entzündlich-rheumatologische Erkrankungen, insbesondere Spondyloarthritiden, in Zusammenhang gebracht. Solche Befunde sind als statistische Assoziationen zu verstehen und können durch Ernährung, Medikation und entzündliche Aktivität mit beeinflusst sein. Eine krankheitsspezifische Diagnose ist daraus nicht ableitbar.

Klinische Einordnung

Bacillales werden im Befund vor allem als Milieumarker interpretiert. Eine erhöhte Abundanz gewinnt an Bedeutung, wenn parallel weitere Hinweise auf ein verschobenes Darmmilieu bestehen, etwa entzündungsassoziierte Muster, Störung der Darmbarriere oder eine Zunahme weiterer aerotoleranter bzw. fakultativ anaerober Gruppen. Die klinische Bewertung erfolgt daher konsequent im Gesamtbild des Mikrobioms und der begleitenden Stuhlparameter, nicht über den Einzelmarker.

Jiang, X., Wang, M., Liu, B. et al. Gut microbiota and risk of ankylosing spondylitis. Clin Rheumatol 43, 3351–3360 (2024). https://doi.org/10.1007/s10067-024-07102-3

Pan, B., Guo, Q., Cai, J. et al. Investigating the causal impact of gut microbiota on arthritis via inflammatory proteins using mendelian randomization. Sci Rep 14, 27433 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-79336-9