Übergewicht ist zu einem globalen Phänomen geworden, das selbst in weniger entwickelten Ländern inzwischen allgegenwärtig ist. Die Adipositas (Fettleibigkeit) ist eine Krankheit, die durch mehrere Faktoren verursacht wird und einen ganzheitlichen Ansatz erfordert. Auch die Darmmikrobiota spielt eine wichtige Rolle für ein ausgewogenes Körpergewicht, da sie die Energieverwertung aus der Nahrung, den Fettstoffwechsel, den Appetit, Entzündungsprozesse und Hormonfunktionen beeinflusst. Eine Veränderung in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota kann Ursache, aber auch Folge von Übergewicht sein.
Was ist die Darmflora oder die Darmmikrobiota?
Von jeher lebt der Mensch mit Bakterien und anderen Mikroorganismen in einer Gemeinschaft zusammen. Die Darmmikrobiota ist eine Art „verborgenes Organ“, dessen Zusammensetzung und Bedeutung der Mensch erst in den letzten Jahren erkannt und zu schätzen gelernt hat.
Die Darmmikrobiota enthält 100-mal mehr genetische Aufzeichnungen als die des Menschen und besteht aus Bakterien, Viren, Archaeen und Hefen. Ein so hohes Verhältnis lässt uns im Ungewissen darüber, wer hier eigentlich wen kontrolliert. Mensch und Mikrobiom müssen allerdings in einer Gemeinschaft leben, denn ohne einander können sie prinzipiell nicht überleben.
Der Mensch bietet Mikroben Lebensraum, Geborgenheit und Nahrung. Andererseits spielt die Mikrobiota eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase, einschließlich der Aufrechterhaltung eines guten Körpergewichts und ist an vielen Körperprozessen beteiligt, von der Verdauung, über die Energieregulierung und Modulation des Immunsystems, bis hin zur Vitaminsynthese und zum Schutz vor pathogenen Bakterien und Fremdkörpern.
Solange die Darmmikrobiota im Gleichgewicht ist, hat sie eine äußerst gute Wirkung auf die menschliche Gesundheit, aber wenn sie zerstört wird, kann sie viele chronische Krankheiten verursachen (Diabetes, Autismus, Depression, Reizdarmsyndrom…).
Die meisten Bakterien finden sich im Dickdarm, denn durch die erhöhte Belastung mit Verdauungsenzymen, Magensäure und Gallensalzen sind die Bedingungen im Dünndarm für das Überleben von Bakterien recht ungünstig. Die Darmmikrobiota besteht aus 6 Gattungen, dominiert von Bakterien der Gattung Firmicutes (60 %) und Bacteroidetes (20 %), die zusammen mehr als 80 % der Bakterienarten ausmachen und einen außergewöhnlichen Einfluss auf die menschliche Gesundheit haben.
Das Verhältnis zwischen Firmicutes und Bacteroidetes hat sich bei übergewichtigen Menschen im Vergleich zu schlanken Menschen verändert.
Was beeinflusst die Darmflora?
Die Darmflora ist äußerst dynamisch und flexibel und reagiert auf viele Umweltfaktoren. Das bedeutet, dass sich die Zusammensetzung und Vielfalt der Darmmikrobiota seit der Geburt des Menschen ständig verändert.
Die wichtigste Zeit sind die ersten Lebensjahre des Kindes. In dieser Zeit hat die Mutter den wichtigsten Einfluss auf die Etablierung des Mikrobioms des Babys. Die Art der Geburt (vaginal, Kaiserschnitt), die Ernährung in den ersten Lebensmonaten (Stillen, Flaschennahrung) und das familiäre Umfeld sind nämlich die Grundlagen, die die kindliche Mikrobiota ausmachen.
Wenn ein Kind an andere und feste Lebensmittel herangeführt wird, treten erneut drastische Veränderungen auf, wodurch die Mikrobiota vielfältiger wird und bereits mit etwa zweieinhalb Jahren dem Darmmikrobiom von Erwachsenen ähnelt.
Obwohl die Mikrobiota mit Erreichen der Reife stabiler wird, werden ihre Vielfalt und Zusammensetzung von einer Reihe von Faktoren beeinflusst. Ihre Entstehung wird durch hygienische Bedingungen, die Umwelt, in der wir leben, Stress, Alkoholkonsum, circadianen Rhythmus, Alter und genetische Grundlagen beeinflusst. Auch die Mikrobiota verändert sich stark, wenn wir Medikamente einnehmen, insbesondere Antibiotika und Medikamente, die die Magensäure hemmen.
Von allen Faktoren, die die Mikrobiota beeinflussen, hat jedoch die Ernährung den größten Einfluss. Stark verarbeitete Lebensmittel mit einem hohen Gehalt an gesättigten Fettsäuren und Zuckern und mit minimalen Mengen an Ballaststoffen wirken sich negativ auf das Verhältnis von Bakterien Firmicutes / Bacteroidetes aus. Auf der anderen Seite hält eine auf Mittelmeertradition basierende Ernährung ein gutes Gleichgewicht zwischen schlechten und nützlichen Bakterien aufrecht.
Die wichtigsten Faktoren, die zu Übergewicht führen
Man kann die Tatsache nicht leugnen, dass Fettleibigkeit durch ein langfristiges Ungleichgewicht zwischen Energieaufnahme und -verbrauch verursacht wird. Es gibt aber eine einfache Gleichung für den Abbau von überschüssigem Körperfett: Man muss mehr Energie aufwenden, als man dem Körper zuführt. Obwohl das einfach erscheint, kann man bei Menschen, die abnehmen wollen, sehen, dass es nicht so leicht geht.
Das Körpergewicht wird durch komplexe hormonelle, neuronale und metabolische Mechanismen reguliert, die die Energieaufnahme und den Energieverbrauch bedingen.
Eine übermäßige Energieaufnahme ist meistens das Ergebnis des Verzehrs hochverarbeiteter Lebensmittel, die extrem energiereich sind, da sie viele gesättigte Fette und Zucker enthalten. Durch die Einnahme solcher Lebensmittel in unseren Körper übersteigen wir leicht unseren täglichen Energiebedarf, beginnen überschüssige Energie im Fettgewebe zu speichern und beeinflussen gleichzeitig viele andere Körperprozesse negativ, wie zum Beispiel das Auslösen chronischer Entzündungen.
Eine solche Ernährungsweise bewirkt auch Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota und reduziert ihre Vielfalt, was für die menschliche Gesundheit und das Körpergewicht äußerst wichtig ist, da die Darmmikrobiota einen starken Einfluss auf den Stoffwechsel, Appetit, Gallensäurenstoffwechsel und das Hormon- und Immunsystem entfaltet.
Der Einfluss der Darmmikrobiota auf das Körpergewicht
Die Darmmikrobiota kurbelt direkt die Verdauung, Resorption und den Nahrungsstoffwechsel an und kann potenziell die Gewichtszunahme durch eine Vielzahl von Mechanismen bedingen.
1. Die Darmmikrobiota beeinflusst die Energieaufnahme maßgeblich
Bakterien im Verdauungstrakt sind für die Energieaufnahme mitverantwortlich, da sie an der Verdauung der sonst für den Menschen unverdaulichen Nahrung beteiligt sind und so den Zugang zu ansonsten nicht zugänglichen Energiequellen ermöglichen, die mit dem Kot aus dem Körper ausgeschieden würden.
Fettleibige Menschen haben eine veränderte Zusammensetzung der Darmflora. Ihre Mikrobiota ist weniger reich und vielfältig, und das Verhältnis zwischen den Bakterien der Gattung Firmicutes / Bacteroidetes tendenziell die Bakterien der Gattung Firmicutes begünstigt. Bagterien aus der Gattung Firmicutes sind dafür bekannt, dass sie unverdauliche Kohlenhydrate effektiver abbauen und in kurzkettige Fettsäuren umwandeln, die absorbiert werden können.
Die westliche Ernährung, die reich an gesättigten Fetten und Zucker und arm an Ballaststoffen ist, schafft eine freundliche Umgebung für Firmicutes-Bakterien und führt zur Verbreitung jener Bakterien, die Kohlenhydrate effizient verstoffwechseln und somit eine bessere Nutzung der Energie aus der aufgenommenen Nahrung ermöglichen. Diese zusätzliche Energie wird jedoch in Fettablagerungen gespeichert, wenn sie nicht verbraucht wird.
Kurzkettige Fettsäuren (Butyrat, Propionat und Acetat) entstehen so als Nebenprodukt der Fermentation von für Menschen unverdaulichen Ballaststoffen und können später als verfügbarer Brennstoff für zelluläre Prozesse in verschiedenen Organen dienen. Darmzellen beziehen beispielsweise 60 bis 70 % ihrer Energie aus kurzkettigen Fettsäuren. Nicht verbrauchte kurzkettige Fettsäuren werden jedoch in den Blutkreislauf getragen. Auf diese Weise wird für eine Person bis zu 10 % des täglichen Energiebedarfs sichergestellt.
Unterschiedliche kurzkettige Fettsäuren haben jedoch auch unterschiedliche metabolische Rollen. Während Butyrat die primäre Energiequelle für Darmzellen ist, werden Acetat und Propionat bei der Produktion von Fett, Cholesterin und bei der Gluconeogenese, dem Prozess der Glukoseproduktion, verwendet.
Allerdings ist es nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint. Auf der anderen Seite bieten uns kurzkettige Fettsäuren enorme Vorteile, aber auch positive Auswirkungen auf das Körpergewicht. Zum Beispiel passiert Acetat die Blut-Hirn-Schranke, wirkt auf den Hypothalamus und unterdrückt den Appetit, und Butyrat hemmt die Aktivität von Neuronen, die den Appetit anregen.
Die Zunahme des Körperfetts ist nicht nur das Ergebnis einer besseren Energieverwertung aus der Nahrung, sondern basiert auch auf der mikrobiellen Genetik, denn bis zu 75 % der mikrobiellen Gene, die mit Fettleibigkeit in Verbindung gebracht werden, gehören zu Aktionsbakterien und 25 % zu Firmicutes-Bakterien, während 42 % der mit Gene, die eine zierlichere Körperform bedingen, zu der Gattung der Bacteroidetes-Bakterien gehören.
2. Die Darmmikrobiota ist am Gallenstoffwechsel beteiligt
Die Verbindung zwischen Gallensäuren und der Darmmikrobiota ist wechselseitig. Gallensäuren sind nicht nur für eine effiziente Fettverdauung notwendig, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Darmmikrobiota. Gallensäuren wirken antimikrobiell, schädigen Zellwände und verhindern das Wachstum von Bakterien. Eine Ernährung, die auf einer hohen Aufnahme von Lebensmitteln tierischen Ursprungs basiert, erhöht die Anzahl von Gallensäure-resistenten Mikroorganismen, was zu Störungen der Darmmikrobiota führt.
Andererseits können Darmbakterien primäre Gallensäuren, die in der Leber aus Cholesterin gebildet werden, zu sekundären Gallensäuren umwandeln. Daher beeinflusst die Darmmikrobiota den Fettstoffwechsel und den Cholesterinhaushalt.
3. Eine gestörte Darmmikrobiota kann zu systemischen Entzündungen führen
Fettleidigkeit ist mit leichten chronischen Entzündungen verbunden, die zu Insulinresistenz und einer Reihe von Stoffwechselerkrankungen führen können (Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, nicht-alkoholische Fettleber…). Der wichtigste Verbindungspunkt zwischen Entzündungen und Fettleibigkeit ist eine gestörte Darmmikrobiota, die zur Erhöhung der Darmdurchlässigkeit beiträgt. Die häufigsten Auslöser systemischer Entzündungen, die bei übergewichtigen Menschen erkennbar sind, sind Endotoxine, Lipopolysaccharide, die ein fester Bestandteil der Zellmembranen einiger Bakterien sind.
Eine fett- und zuckerreiche Ernährung kann zu Störungen der Darmmikrobiota führen, die von Bakterien dominiert wird, welche eine reiche Quelle von Lipopolysacchariden und anderen Endotoxinen sind. Andererseits gefährdet eine solche Ernährung auch die Durchlässigkeit der Darmwand.
Eine erhöhte intestinale Permeabilität erleichtert den Eintritt höherer Konzentrationen von Lipopolysacchariden in den Blutkreislauf. Gelangen sie in die Blutbahn, verstärken sie Entzündungsprozesse, fördern die Fettansammlung, Hyperglykämie, Leberverfettung, verursachen Insulinresistenz und werden allgemein mit dem Auftreten von Stoffwechselerkrankungen in Verbindung gebracht.
Andererseits gibt es Bakterienzellen (z. B. Bifidobakterien, Akkermansia Muciniphila), die dem Körper helfen, die Darmwand zu stabilisieren, systemische Entzündungen und Insulinresistenz zu reduzieren und Übergewicht zu regulieren.
4. Die Darmmikrobiota beeinflusst den Appetit
Darm und Gehirn sind eng miteinander verbunden. Die Kommunikation zwischen ihnen findet in beide Richtungen über das vegetative Nervensystem und über das endokrine System (Hormone) statt.
Verschiedene Organe im Körper (Magen, Bauchspeicheldrüse, Darm und Fettgewebe) setzen Hormone frei, die den Appetit anregen oder unterdrücken. Hormone sind Signalmoleküle, die Informationen über den Zustand des Körpers an das Gehirn übermitteln. Der Appetit wird durch das zentrale Nervensystem (Hypothalamus) gesteuert, das auf Signale der Magen- und Darmhormone sowie auf Signale des Fettgewebes reagiert.
Die Darmmikrobiota mit ihrer Zusammensetzung und den während der Fermentation gebildeten Metaboliten stimuliert die Freisetzung von Hormonen und Neurotransmittern und übt einen Einfluss darauf, welche und wie viele dieser Hormone synthetisiert werden. Die Mikrobiota beeinflusst also das Hunger- oder Sättigungsgefühl. Leptin und Ghrelin sind Hormone, die den Energiehaushalt maßgeblich beeinflussen.
Neben seiner grundlegenden Energiespeicherfunktion hat Fettgewebe auch die Funktion, Hormone wie Leptin auszuscheiden. Leptin ist ein Hormon, das hilft, den Energiehaushalt langfristig zu regulieren und das Informationen über den Zustand der Energiespeicher in Form von Fettgewebe an das Gehirn übermittelt. Wenn diese Speicher voll sind, hemmt es die Nahrungsaufnahme und stimuliert den Energieverbrauch.
Ghrelin hingegen ist ein Hormon, das kurzlebig ist und freigesetzt wird, wenn wir nicht essen. Es ist an Energiegleichgewichtsprozessen sowie an hedonistischen Mechanismen beteiligt, die die Appetitregulierung beeinflussen. Das Hormon Ghrelin wird im Magen freigesetzt, aktiviert den Vagusnerv oder wird über die Blutbahn zum Gehirn geleitet, wo es die Blut-Hirn-Schranke passiert und Hungersignale an das Gehirn übermittelt, was die Nahrungsaufnahme anregt.
Wie kann das Gleichgewicht der Darmmikrobiota wiederhergestellt werden?
Die Darmmikrobiota ist sehr anpassungsfähig und empfindlich. Wenn wir unsere Ernährungsweise ändern, beginnt sich die Veränderung der mikrobiellen Zusammensetzung in den ersten 24 Stunden zu manifestieren und stabilisiert sich schließlich innerhalb von 10 Tagen.
Die Zusammensetzung der Darmmikrobiota können wir durch entsprechende grundlegende Eingriffe in unsere Ernährungsart beeinflussen, sollten zusätzlich aber auch auf die Aufnahme von probiotischen und präbiotischen Lebensmitteln achten.
Der erste Schritt, der unternommen werden muss, besteht darin, die Aufnahme von stark verarbeiteten Lebensmitteln und Lebensmitteln, die reich an gesättigten Fetten und Zucker sind, zu reduzieren, da solche Lebensmittel eine schädliche Wirkung auf die Darmmikrobiota haben.
Vielmehr sollten wir unsere Ernährung auf überwiegend pflanzliche Lebensmittel (wertvolle Kohlenhydrate, Hülsenfrüchte, Nüsse, Samen, Obst und Gemüse) stützen, die möglichst abwechslungsreich sein sollten.
Nehmen Sie einige der folgenden Nährstoffe in Ihre Ernährung auf, da sie die nützliche Mikrobiota unterstützen:
- Wenn wir über die Darmmikrobiota sprechen, können wir Ballaststoffe nicht ignorieren, denn sie sind der wichtigste Nährstoff für nützliche Darmmikroben und damit für die allgemeine Darmgesundheit. Eine gute Darmfunktion stellt nämlich die Grundlage unserer guten Gesundheit dar.
Selbst eine kleine und kurz anhaltende Erhöhung der Ballaststoffaufnahme verursacht große Veränderungen in der Darmmikrobiota. Das Ziel ist es, mindestens 30 g Ballaststoffe pro Tag zu sich zu nehmen, was ungefähr 5 Portionen Obst oder Gemüse pro Tag entspricht (2 Portionen Obst und 3 Portionen Gemüse). Ballaststoffe sind in allen gesunden Lebensmitteln pflanzlichen Ursprungs enthalten (z. B. Obst, Gemüse, Hülsenfrüchte…).
- Obst und Gemüse, grüner Tee, Kaffee, Hülsenfrüchte, Nüsse und Samen beinhalten Polyphenole und Flavonoide. Sie haben antioxidative, entzündungshemmende, neuroprotektive und krebshemmende Eigenschaften. Diese Verbindungen werden langsam und schlecht absorbiert, sodass sie länger im Darm verbleiben, wo wir all ihre positiven Auswirkungen auf die Darmmikrobiota nutzen können.
- Omega-3-Fettsäuren sind essenzielle Fettsäuren, die der menschliche Körper nicht selbst herstellen kann, also müssen wir sie über unsere Ernährung zuführen. Neben anderen wichtigen Funktionen im Körper (z. B. Herz-Kreislauf-Gesundheit) ist die gute Wirkung, die sie auf die Darmmikrobiota ausüben, nicht zu ignorieren, da sie die Vielfalt der Mikrobiota direkt modulieren, Entzündungsprozesse durch Lipopolysaccharide reduzieren und kurzfristig eine positive Wirkung auf die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren haben.
Omega-3-Fettsäuren kommen in Nahrungsmitteln tierischen Ursprungs (hauptsächlich Lachs, Sardinen, Makrelen) und in pflanzlichen Lebensmitteln (Nüsse, Lein- und Chiasamen) vor, liegen jedoch in der inaktiven Form von Omega-3 vor und müssen daher weiter umgewandelt werden und aus der Umwandlung kommen sie nur in der Menge von 0,5 bis 5 % hervor.
- Probiotika und Präbiotika sind Bestandteile der menschlichen Ernährung, die sich ihren Ruhm zu Recht verdient haben.Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die sich positiv auf unsere Gesundheit auswirken. Sie sind in fermentierten Lebensmitteln (Joghurt, Kefir, Sauerkraut und Rüben, Miso, fermentiertes Gemüse …) enthalten oder können als Nahrungsergänzungsmittel gefunden und aufgenommen werden. Durch die Einnahme gelangen sie direkt in den Verdauungstrakt und helfen so, die zerstörte Darmmikrobiota wiederherzustellen.
Präbiotika sind jedoch Nahrung für die Darmmikrobiota, modulieren den pH-Wert des Darms, der für die Entwicklung pathogener Bakterien nicht geeignet ist, und helfen, den Appetit zu regulieren. Und was ist der Unterschied zwischen Ballaststoffen und Präbiotika? Präbiotika sind im Grunde genommen Ballaststoffe, wobei andererseits nicht jeder Ballaststoff ein Präbiotikum sein kann. Damit Ballaststoffe ein Präbiotikum werden, müssen sie zwei Eigenschaften haben. Zum einen muss die Darmmikrobiota verwertet und fermentiert werden, zum anderen müssen auch gesundheitsfördernde Wirkungen wissenschaftlich nachgewiesen werden.
Die wichtigsten Präbiotika sind Inulin, Fructooligosaccharide und Galactooligosaccharide, die in Früchten (Aprikosen, Nektarinen, Granatäpfel, Pflaumen, Feigen, Datteln …), Gemüse (Artischocken, Rüben, Knoblauch, Zwiebeln, Rosenkohl) sowie Nüssen und Hülsenfrüchten enthalten sind.
Bei übergewichtigen Personen kann eine verringerte Vielfalt der Darmmikrobiota beobachtet werden, die auch mit Dyslipidämie (erhöhte Triglyceride und Cholesterin), einer beeinträchtigten Blutzuckerkontrolle und erhöhten leichten Entzündungen verbunden ist. Eine diätetische Intervention mit geringerer Energieaufnahme und mit Unterstützung der Darmmikrobiota ist somit eine hervorragende Strategie zur Gewichtsabnahme. Da die Darmmikrobiota flexibel und anpassungsfähig ist, kann sie mit angemessener Ernährungsunterstützung und Lebensstilanpassungen wiederhergestellt werden.
Eine günstige Ernährung für eine Mikrobiota, die uns geografisch nahe steht, ist die mediterrane Ernährung. Diese Ernährungsweise gründet sich auf einer vielfältigen und farbenfrohen Pflanzenbasis, einer hohen Aufnahme von extra nativem Olivenöl, Omega-3-Fettsäuren, einem geringen Gehalt an tierischen Proteinen, gesättigten Fetten und Zucker.
QUELLENVERWEISE UND LITERATURVERZEICHNIS
- Cornejo-Pareja, I., Muñoz-Garach, A., Clemente-Postigo, M. et al. Importance of gut microbiota in obesity. Eur J Clin Nutr 72, 26–37 (2019) https://doi.org/10.1038/s41430-018-0306-8
- Crovesy L, Masterson D, Rosado EL. Profile of the gut microbiota of adults with obesity: a systematic review. Eur J Clin Nutr. 2020 Sep;74(9):1251-1262. doi: 10.1038/s41430-020-0607-6. Epub 2020 Mar 30. PMID: 32231226.
- Muscogiuri, G., Cantone, E., Cassarano, S. et al. Gut microbiota: a new path to treat obesity. Int J Obes Supp 9, 10–19 (2019) https://doi.org/10.1038/s41367-019-0011-7
- Karina Al-Assal, Ana Cristina Martinez, Raquel Susana Torrinhas, Camila Cardinelli, Dan Waitzberg, Gut microbiota and obesity, Clinical Nutrition Experimental, Volume 20, 2018, Pages 60-64, ISSN 2352-9393, https://doi.org/10.1016/j.yclnex.2018.03.001.
- Yawei Fu, Yadong Wang, Hu Gao, DongHua Li, RuiRui Jiang, Lingrui Ge, Chao Tong, Kang Xu, “Associations among Dietary Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids, the Gut Microbiota, and Intestinal Immunity”, Mediators of Inflammation, vol. 2021, Article ID 8879227, 11 pages, 2021 https://doi.org/10.1155/2021/8879227
- Beam A, Clinger E, Hao L. Effect of Diet and Dietary Components on the Composition of the Gut Microbiota. Nutrients. 2021;13(8):2795. Published 2021 Aug 15. doi:10.3390/nu13082795
- Green M, Arora K, Prakash S. Microbial Medicine: Prebiotic and Probiotic Functional Foods to Target Obesity and Metabolic Syndrome. Int J Mol Sci. 2020;21(8):2890. Published 2020 Apr 21. doi:10.3390/ijms21082890
- Leeuwendaal NK, Cryan JF, Schellekens H. Gut peptides and the microbiome: focus on ghrelin. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2021 Apr 1;28(2):243-252. doi: 10.1097/MED.0000000000000616. PMID: 33481425; PMCID: PMC7924980.
- Davis CD. The Gut Microbiome and Its Role in Obesity. Nutr Today. 2016;51(4):167-174. doi:10.1097/NT.0000000000000167
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