Bakterielle Abundanz verstehen: Werte, Messung und Einordnung
Bakterielle Abundanz beschreibt, wie häufig ein bestimmtes Bakterium oder eine Bakteriengruppe in einer Probe vorkommt. In einer Stuhlprobe kann dieser Wert als relativer Anteil an der gemessenen Gemeinschaft oder als absolute Menge angegeben werden. Ein höherer prozentualer Anteil bedeutet deshalb nicht automatisch, dass insgesamt mehr Bakterien vorhanden sind.
Dieser Artikel erklärt die wichtigsten Begriffe, Messmethoden und Einordnungsgrenzen. Sie erfahren außerdem, was Angaben wie CFU bedeuten, ob Bakterien bei 40-facher Vergrößerung sichtbar sind und was die interne, explorative Family-&-Friends-Studie von InnerBuddies tatsächlich aussagen kann.
Was bedeutet bakterielle Abundanz?
Die Abundanz ist ein Maß für das Vorkommen eines Organismus in einer untersuchten Probe. Je nach Verfahren kann sie sich auf die Anzahl kultivierbarer Einheiten, Genkopien, Zellen oder den Anteil einer Bakteriengruppe an der gesamten gemessenen Gemeinschaft beziehen. Deshalb sollte bei jedem Wert geprüft werden, welche Einheit und welche Messmethode verwendet wurden.
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Relative und absolute Abundanz
In der Mikrobiomforschung werden vor allem zwei Formen unterschieden:
- Relative Abundanz: Sie gibt an, welchen prozentualen Anteil ein Bakterium oder eine Gruppe an der insgesamt gemessenen Bakteriengemeinschaft hat. Die erfassten Anteile werden auf 100 Prozent normiert.
- Absolute Abundanz: Sie beschreibt eine tatsächliche Menge, zum Beispiel Zellen, Genkopien oder kultivierbare Einheiten pro Gramm oder Milliliter Probe. Welche Einheit sinnvoll ist, hängt vom Test ab.
Eine relative Abundanz beschreibt also eine Verteilung. Wenn der Anteil eines Bakteriums steigt, kann das bedeuten, dass dieses Bakterium zugenommen hat, dass andere Gruppen abgenommen haben oder dass beides gleichzeitig passiert ist. Für eine Aussage über die absolute Gesamtmenge sind zusätzliche Messungen erforderlich.
Was bedeutet 10 CFU?
CFU steht für „colony-forming units“, auf Deutsch etwa koloniebildende Einheiten. Eine Angabe von 10 CFU bedeutet, dass unter den verwendeten Kulturbedingungen ungefähr zehn Einheiten eine sichtbare Kolonie bilden konnten. Eine CFU muss dabei nicht exakt einer einzelnen lebenden Bakterienzelle entsprechen: Mehrere zusammenliegende Zellen können gemeinsam eine Kolonie hervorbringen.
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CFU-Werte sind außerdem von der Probe, dem Nährmedium, der Sauerstoffversorgung, der Verdünnung und der Inkubation abhängig. Sie erfassen nur Bakterien, die unter den gewählten Bedingungen kultivierbar sind. Ein CFU-Wert ist daher nicht ohne Einheit, Nachweisgrenze und Messmethode interpretierbar und lässt sich nicht direkt mit einem sequenzbasierten relativen Abundanzwert gleichsetzen.
Wie wird bakterielle Abundanz gemessen?
Viele Mikrobiom-Tests untersuchen die Zusammensetzung einer Probe mithilfe von Sequenzierverfahren, beispielsweise durch die Analyse von 16S-rRNA-Sequenzen. Die gemessenen Sequenzen werden bestimmten Bakteriengruppen zugeordnet und anschließend häufig als relative Abundanzen ausgewertet.
Das Ergebnis kann unter anderem durch die Probenentnahme, Lagerung, Laboranalyse, verwendete Datenbank und Auswertungsmethode beeinflusst werden. Sequenzbasierte Tests weisen Bakterien nicht als sichtbare Zellen nach, sondern untersuchen genetische Signale. Genkopien sind zudem nicht immer gleichbedeutend mit der exakten Zahl lebender Bakterienzellen.
In der beschriebenen Version analysierte InnerBuddies die relative Abundanz von 35 ausgewählten Bakterienarten beziehungsweise -gruppen. Die Werte wurden mit einer Referenzkohorte verglichen, um allgemeine personalisierte Ernährungsempfehlungen abzuleiten. Dieser Vergleich dient der Orientierung und stellt keine Diagnose dar.
Was ist ein normaler Bakterienwert?
Eine universell normale bakterielle Anzahl oder ein einzelner Idealwert existiert nicht. Die Zusammensetzung des Mikrobioms unterscheidet sich zwischen Menschen und kann sich bei derselben Person im Zeitverlauf verändern. Relevant sind unter anderem Körperbereich, Probenart, Messmethode, Ernährung, Medikamente, Lebensstil und der Zeitpunkt der Probenentnahme.
Laborberichte verwenden deshalb häufig Referenzbereiche, die aus einer definierten Vergleichsgruppe stammen. Ein Wert außerhalb dieses Bereichs bedeutet nicht automatisch, dass eine Erkrankung vorliegt oder eine Behandlung erforderlich ist. Er sollte im Zusammenhang mit der Messmethode und der persönlichen Situation eingeordnet werden. Bei Beschwerden ist eine medizinische Abklärung wichtiger als die isolierte Interpretation eines Mikrobiom-Werts.
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Wenn ein Bakterium als abundant bezeichnet wird, kommt es in der untersuchten Probe vergleichsweise häufig oder in einem hohen gemessenen Anteil vor. Das ist zunächst eine Beschreibung des Messwerts und keine Bewertung als „gut“ oder „schlecht“.
Ein hoher relativer Anteil kann beispielsweise entstehen, weil die betreffende Gruppe zugenommen hat oder weil andere Gruppen weniger häufig erfasst wurden. Ob ein Wert biologisch oder medizinisch relevant ist, hängt vom Kontext, der Messmethode und weiteren Informationen ab. Aus einem einzelnen Abundanzwert lässt sich keine individuelle Gesundheitsdiagnose ableiten.
Kann man Bakterien bei 40-facher Vergrößerung sehen?
Einzelne Bakterien sind meist so klein, dass sie bei 40-facher Gesamtvergrößerung mit einer einfachen Lichtmikroskopie nicht zuverlässig erkannt werden können. Ob „40-fach“ das Objektiv oder die Gesamtvergrößerung bezeichnet, macht dabei einen Unterschied. Für viele Bakterien sind geeignete Färbungen, Präparationen und höhere Vergrößerungen erforderlich.
Ein Mikrobiom-Test auf Basis von Sequenzierung funktioniert außerdem nicht wie ein Mikroskop. Er erzeugt kein direktes Bild der Bakterien, sondern wertet genetische Signale aus.
Welche Bakterien kommen im menschlichen Körper häufig vor?
Das hängt vom Körperbereich, der untersuchten Probe und der Messmethode ab. Im Darm werden unter anderem Vertreter der Gattungen Bacteroides, Faecalibacterium, Roseburia und Bifidobacterium häufig untersucht. Die relative Häufigkeit einzelner Gruppen kann zwischen Menschen deutlich schwanken. Eine allgemeingültige Rangliste oder gesundheitliche Bewertung allein anhand der Häufigkeit ist daher nicht möglich.
Was bedeuten bakterielle Vielfalt und Shannon-Index?
Die bakterielle Vielfalt kann unter anderem danach betrachtet werden, wie viele verschiedene erfasste Gruppen vorkommen und wie gleichmäßig ihre Anteile verteilt sind. Der Shannon-Index kombiniert diese beiden Aspekte. Ein höherer Wert kann auf mehr beobachtete Gruppen oder eine gleichmäßigere Verteilung zurückgehen.
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Die Zahl der OTUs – operational taxonomic units, also technisch definierte Sequenzgruppen – ist ein weiterer Näherungswert für die beobachtete Vielfalt. Die Pielou-Gleichmäßigkeit beschreibt, wie gleichmäßig die gemessenen Gruppen verteilt sind. Shannon-Index, OTUs und Pielou-Wert hängen von der Analysemethode ab und sind nicht gleichbedeutend mit einer vollständigen Erfassung aller Bakterienarten.
Die Family-&-Friends-Studie von InnerBuddies
InnerBuddies führte 2022 eine interne, explorative Studie mit Freunden und Familienmitgliedern durch. Untersucht werden sollte, wie sich eine vierwöchige personalisierte Ernährungsberatung auf ausgewählte Mikrobiom-Messwerte auswirken könnte. Die Studie war nicht als unabhängige klinische Wirksamkeitsprüfung angelegt.
Die Ergebnisse sind daher vorläufige Beobachtungen. Sie belegen weder, dass die Ernährungsberatung die Veränderungen allein verursacht hat, noch lassen sich daraus allgemeine gesundheitliche Wirkungen ableiten.
Studiendesign im Überblick
- Teilnehmende: 50 Personen, von denen 40 die Studie vollständig abschlossen.
- Dauer: vier Wochen im September 2022.
- Proben: vier Stuhlproben pro Person zu verschiedenen Zeitpunkten – vor Beginn, zu Beginn, in der Mitte und am Ende der Intervention.
- Intervention: wöchentliche personalisierte Speisepläne auf Grundlage des jeweiligen Bakterienprofils.
- Auswertung: Einteilung nach der berichteten Einhaltung der Ernährungsempfehlungen in eine grüne, gelbe und orange Gruppe.
Ergebnisse zu Vielfalt und Abundanz
In der Auswertung stiegen in allen drei Gruppen im Durchschnitt verschiedene Diversitätskennzahlen. Die Gruppe mit der höchsten berichteten Einhaltung zeigte die deutlichste Entwicklung der Pielou-Gleichmäßigkeit. Auch der Shannon-Index nahm im Verlauf der vier Wochen in allen Gruppen zu; der stärkste Anstieg wurde in der grünen Gruppe beobachtet.
Berichtete Veränderungen ausgewählter Messwerte
Die folgende Tabelle fasst die im internen Datensatz berichteten durchschnittlichen Veränderungen zusammen. Die Prozentwerte beziehen sich auf relative Messwerte oder Diversitätskennzahlen. Sie dürfen nicht als Veränderung der absoluten Zahl lebender Bakterien interpretiert werden.
| Messgröße oder Bakteriengruppe | Veränderung |
|---|---|
| Shannon-Index | +5,17 % |
| Anzahl der OTUs | +9,22 % |
| Pielou-Gleichmäßigkeit | +3,64 % |
| Ausgewählte, in der Auswertung als günstig eingeordnete Bakterien | +8,85 % im Durchschnitt |
| Akkermansia | +96,69 % |
| Ruminococcaceae | +178,12 % |
| Lactobacillus | +24,56 % |
| Bifidobacterium | +23,54 % |
| Escherichia-Shigella | -16,78 % |
| Klebsiella | -34,27 % |
Wie sind diese Ergebnisse einzuordnen?
- Es wurde keine Kontrollgruppe beschrieben, mit der sich natürliche zeitliche Schwankungen vergleichen ließen.
- Die Stichprobe war klein, und nicht alle 50 Teilnehmenden schlossen die Studie ab.
- Die Einhaltung der Empfehlungen wurde zur Gruppeneinteilung verwendet und kann mit weiteren Faktoren zusammenhängen.
- Vier Wochen sind ein kurzer Beobachtungszeitraum.
- Die Bezeichnung einzelner Bakterien als „günstig“ oder „ungünstig“ ist vom Kontext abhängig und erlaubt keine individuelle Gesundheitsbewertung.
- Die beobachteten Veränderungen beweisen nicht, dass die Ernährungsberatung allein dafür verantwortlich war.
Praktische Einordnung von Mikrobiom-Werten
- Prüfen Sie, ob ein Ergebnis als relative oder absolute Abundanz angegeben ist.
- Achten Sie auf Einheit, Referenzgruppe, Messmethode und mögliche Nachweisgrenzen.
- Interpretieren Sie einzelne Bakterienwerte nicht isoliert.
- Ein Diversitätswert ist ein Forschungs- und Auswertungsparameter, aber kein allgemeiner Gesundheitsnachweis.
- Die Ernährung kann die Zusammensetzung des Darmmikrobioms beeinflussen; die Reaktion ist individuell und nicht garantiert.
- Bei anhaltenden, starken oder zunehmenden Beschwerden sollten Sie unabhängig von einem Mikrobiom-Test ärztlichen Rat einholen.
Häufige Fragen zur bakteriellen Abundanz
Was ist bakterielle Abundanz?
Sie beschreibt, wie häufig ein bestimmtes Bakterium oder eine Bakteriengruppe in einer untersuchten Probe vorkommt. Die Angabe kann absolut, also als Menge, oder relativ, also als prozentualer Anteil an der gemessenen Gemeinschaft, erfolgen.
2-Minuten-Selbstcheck Ist ein Darmmikrobiom-Test sinnvoll für dich? Beantworte ein paar kurze Fragen und finde heraus, ob ein Mikrobiom-Test für dich wirklich sinnvoll ist. ✔ Dauert nur 2 Minuten ✔ Basierend auf deinen Symptomen & deinem Lebensstil ✔ Klare Ja/Nein-Empfehlung Prüfen, ob ein Test für mich sinnvoll istWas bedeutet 10 CFU?
10 CFU bedeutet, dass unter den angegebenen Kulturbedingungen ungefähr zehn koloniebildende Einheiten nachgewiesen wurden. Der Wert ist nur zusammen mit Probe, Einheit, Messmethode und Nachweisgrenze sinnvoll interpretierbar.
Was bedeutet es, wenn Bakterien abundant sind?
Dann wurden sie in der Probe vergleichsweise häufig oder mit einem hohen Anteil gemessen. Das ist eine Beschreibung des Vorkommens und nicht automatisch eine Aussage über Gesundheit oder Krankheit.
Was ist eine normale bakterielle Anzahl?
Eine universell normale bakterielle Anzahl gibt es nicht. Werte hängen vom Körperbereich, der Probe, der Messmethode und individuellen Faktoren ab. Referenzbereiche können Orientierung geben, sind aber kein eigenständiger medizinischer Befund.
Kann man Bakterien bei 40-facher Vergrößerung sehen?
Einzelne Bakterien sind bei 40-facher Gesamtvergrößerung meist nicht zuverlässig sichtbar. Je nach Bakterium und Präparation können eine Färbung und stärkere Vergrößerung erforderlich sein. Sequenzbasierte Mikrobiom-Tests liefern kein direktes Bild der Bakterien.
Welche Bakterien kommen im menschlichen Körper häufig vor?
Das hängt vom untersuchten Körperbereich, der Person und der Messmethode ab. Im Darm werden beispielsweise Vertreter von Bacteroides, Faecalibacterium, Roseburia und Bifidobacterium häufig untersucht. Eine allgemeingültige Rangliste ist ohne weitere Angaben nicht möglich.