Aktuelle Forschung zum Thema Mikrobiom und Ernährung: die Rolle der Ernährung und des Mikrobioms für die Entwicklung chronischer Erkrankungen.

Seit etwa einem Jahrzehnt ist die Forschung verstärkt dem Mikrobiom sowie der Rolle der Ernährung auf der Spur. Auch wenn die Studienergebnisse der letzten Jahre zeigen konnten, dass das Darm-Mikrobiom wichtig für die Gesunderhaltung des Menschen ist, steckt die Mikrobiom-Forschung noch in den Kinderschuhen. Das Darm-Mikrobiom als mikrobielles Ökosystem und sein Einfluss auf das Immunsystem und Stoffwechselkrankheiten wirft noch viele Forschungsfragen auf. Und zwar um ein funktionelles Verständnis der Mikroben-Wirt-Interaktionen in Gesundheit und Krankheit zu erlangen.

Schützende Bakterien produzieren kurzkettige Fettsäuren

Als Marker für ein stabiles Mikrobiom beim Gesunden gilt die Reichhaltigkeit der Bakterien. Auch Stoffwechselprozesse wie die Fermentation von Ballaststoffen sind Merkmal eines gesunden mikrobiellen Ökosystems.

Schützende Bakterien bauen Kohlenhydrate ab und produzieren kurzkettige Fettsäuren. Vor allem die kurzkettige Fettsäure Butyrat. Dieses sogenannte Postbiotikum produziert der Körper bei der Gärung von Kohlenhydraten durch Bakterien, die in unserem Darm-Mikrobiom im Bereich des Dickdarms vorhanden sind. Die kurzkettigen Fettsäuren stabilisieren die Darmbarriere und regulieren somit das Immunsystem.

Schädliche Bakterien bilden hingegen Lipopolysaccharide, fördern Entzündungen, bauen Proteine ab und setzen Toxine frei.

Die Ernährung prägt die Zusammensetzung der Mikrobiom-Bakterien

Jedenfalls kann man davon ausgehen, dass die Art und Menge an Ballaststoffen in der Ernährung die Zusammensetzung des Mikrobioms wesentlich beeinflusst. Das gilt vor allem für langfristige Ernährungsmuster. Denn während kurzfristige Ernährungsumstellungen die Darmmikrobiota schnell, aber reversibel verändern, können sich längerfristige Änderungen auf das Genom und die Stoffwechselaktivitäten der Mikrobiota auswirken.

Unter dem Strich zeigen manche Forschungen, wie die Entwicklung dezidierter Computeransätze bei der Mikrobiom-Analyse und -Interpretation helfen kann. Zudem welche Störfaktoren unbedingt in der Forschung von Mikrobiom und Erkrankung berücksichtigt werden müssen.

Darmmikrobiom älterer Menschen

Es bestehen auch Besonderheiten des Darmmikrobioms im Alter. Dazu zeigen Studien, dass sich das Darmmikrobiom älterer Menschen von jenem junger unterscheidet. Es gibt signifikante Zusammenhänge zwischen Ernährung, Mikrobiom und Gesundheitszustand. Im sogenannten NuAge-Projekt war beispielsweise eine 12-monatige Mittelmeer-Diät bei älteren Menschen aus fünf europäischen Ländern mit Veränderungen des Mikrobioms verbunden. Diese gingen mit geringeren Entzündungswerten, besseren kognitiven Leistungen und verminderter Gebrechlichkeit einher.

Welchen Rolle Darmbakterien bei Erkrankungen spielen können

Auch die Blutgruppen spielen im Darm eine Rolle. Doch was ist dran an der Blutgruppendiät? Welchen Einfluss hat unser Genom auf das Mikrobiom? Im Grunde genommen wird das Mikrobiom einerseits durch die Ernährung, aber andererseits auch durch manche Blutgruppen beeinflusst. Dementsprechend zeigen Daten aus rezenten Studien die Beziehungen zwischen der AB0-Blutgruppe und bestimmten Bakterien.

Wie sich Anzahl und Zusammensetzung des Darmmikrobioms im Tagesverlauf verändert

Bei Menschen mit Diabetes mellitus Typ 2 gehen diese tageszeitlichen Schwankungen verloren. Auf epidemiologischer Ebene trägt diese arrhythmische Signatur bestimmter Bakterienarten zur Diagnose eines Diabetes mellitus Typ 2 bei. Und das macht deutlich, dass es zwischen dem zirkadianen Rhythmus und dem Mikrobiom bei Stoffwechselerkrankungen Zusammenhänge gibt.

Allerdings betonen Forscher aber auch, dass jeder Mensch eine individuelle Mikrobiota aufweist. Daher stellt sich die Frage, wie man mit einer bestimmten Ernährung das Mikrobiom in eine klar definierte Richtung beeinflussen kann.

Ballaststoffe in der Ernährung als essentielle Nährstoffe für ein gesundes Mikrobiom

Anhand von Längsschnittanalysen zeigt Prof. Gary D. Wu, Institute for Diabetes, Obesity and Metabolism, University of Pennsylvania, USA, die Auswirkungen von drei unterschiedlichen Ernährungsweisen – vegan, omnivor sowie einer ballaststofffreien synthetischen enteralen Ernährung – auf das menschliche Darmmikrobiom und sein Metabolom. Die Ergebnisse unterstreichen, dass die Ernährung, insbesondere Ballaststoffe, das Metabolitenprofil des menschlichen Mikrobioms beeinflusst, was sich auf die Gesundheit auswirken kann. Diese Beobachtung kann insbesondere für Patienten von Bedeutung sein, die mit Antibiotika behandelt werden und eine begrenzte Ballaststoffaufnahme haben, wie z. B. auf der Intensivstation.

Auch die Studien von Prof. Stephen O’Keefe, University of Pittsburgh, USA, legen nahe, dass die Menge an Ballaststoffen entscheidend für die Gesundheit ist. Eine hohe Zufuhr fördert die Aufnahme von kurzkettigen Fettsäuren in den systemischen Kreislauf, wo sie zur Prävention von Entzündungen und Krebs beitragen können. Diese Ergebnisse unterstützen die Empfehlungen der DGE, sich überwiegend pflanzlich und ballaststoffreich zu ernähren.

Quelle: Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V. (DGE): Wissenschaftliches Symposium der DGE am 29. September 2021