Mikrobiota – wie beeinflussen nützliche Darmbakterien Adipositas und Übergewicht?

Adipositas ist in den letzten 40 Jahren dreimal häufiger geworden. Adipositas steht mit Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlaganfall (Lähmung) und einigen Krebsarten in Verbindung. Bewegungsmangel, Medikamenteneinnahme, genetische Faktoren und besonders ungeeignete Ernährungsweisen tragen zur Entstehung von Adipositas bei.

Unsere Ernährungsgewohnheiten sind entscheidend dafür, wie sich die Darmmikrobiota beziehungsweise das Gleichgewicht nützlicher Bakterien entwickelt. Sowohl Labor- als auch Humanstudien der letzten Jahre zeigen, dass das Darmmikrobiom eine wichtige Rolle bei Adipositas spielt.

Gut–schlecht & schuldig–unschuldig

Die Mikrobiota wurde in frühen Studien untersucht. Dabei zeigte sich, dass bei Menschen mit Adipositas in der Darmmikrobiota Firmicutes in hoher Menge, Bacteroidetes hingegen in geringer Menge vorhanden waren.

Auch bei zu Adipositas neigenden Mäusen wurde behauptet, dass das erhöhte Verhältnis von Firmicutes zu Bakteroidetes genetisch bedingt sei. Nach einer Gewichtsabnahme wurde beobachtet, dass sich das Verhältnis Bacteroidetes-Firmicutes normalisierte.

Neuere Studien stützten dies jedoch nicht. Es wurde sogar behauptet, dass in der Mikrobiota adipöser Menschen häufiger eine Zunahme von Bacteroidetes auftrete. Unterschiedliche Ergebnisse könnten daran liegen, dass die ersten Studien unter eingeschränkteren Bedingungen durchgeführt wurden und sich in neueren Untersuchungen sowohl die Labortechniken als auch die Methodik weiterentwickelten. Außerdem darf nicht vergessen werden, dass das Verhältnis Bacteroidetes-Firmicutes kein empfindliches Maß für Adipositas ist.

Stört Adipositas das Gleichgewicht oder verursacht das gestörte Gleichgewicht Adipositas?

Zahlreiche Studien sollten klären, ob eine veränderte Darmmikrobiota zu Adipositas beiträgt oder ob Adipositas die Darmmikrobiota verändert. In einer davon wurden von 49 Kindern im Alter von 6 und 12 Monaten sowie mit 7 Jahren Stuhlproben genommen. Bei den mit 7 Jahren übergewichtigen Kindern zeigte sich im Darm eine hohe Menge von Staphylococcus aureus und eine geringe Menge von Bifidobacteria.

Das Konzept des bakteriellen Artenreichtums im Darm

Eine wichtige neuere Humanstudie untersuchte die Stoffwechselfunktionen der Mikrobiota umfassend. Dabei zeigte sich, dass bei Personen mit einem geringen bakteriellen Artenreichtum / geringer Vielfalt im Darm Adipositas, Insulinresistenz, Fettleber und Entzündungen häufiger waren. Außerdem wurde gezeigt, dass Studienteilnehmer mit geringer Mikrobiotavielfalt ein deutlich proinflammatorisches (entzündungsförderndes) mikrobielles Profil aufwiesen. Unter dem Einfluss dieser Bakterien beobachtete man (a) eine Abnahme butyratbildender Bakterien, (b) einen verstärkten Schleimabbau mit möglicher Beeinträchtigung der Barrierefunktion der Darmschleimschicht und (c) einen Anstieg des oxidativen Stresses.

Bei Patienten mit geringem bakteriellem Artenreichtum, die eine energiereduzierte Ernährung erhielten, nahm der mikrobielle Artenreichtum im Darm zu. Zugleich besserten sich die klinischen Beschwerden sowohl bei Patienten mit geringem als auch mit hohem bakteriellem Artenreichtum. Die Verbesserung der Entzündungsparameter war jedoch begrenzt.

Dieses Studienergebnis darf allerdings nicht als feste Regel verstanden werden. Denn nicht alle Teilnehmer mit geringem bakteriellem Artenreichtum waren adipös. Ebenso waren nicht alle Teilnehmer mit hohem bakteriellem Artenreichtum schlank und gesund.

Als Beispiele für proinflammatorische Bakterien, die bei Menschen mit geringem bakteriellem Artenreichtum vermehrt vorkommen sollen, lassen sich Ruminococcus gnavus oder Bacteroides-Arten nennen. Zu den entzündungshemmenden Bakterien, die bei Menschen mit hohem bakteriellem Artenreichtum vermehrt beobachtet wurden, gehören beispielsweise Faecalibacterium prausnitzii, Bifidobacterium und Lactobacillus-Arten.

Der Einfluss der Gewichtsabnahme auf die Mikrobiota

Adipositasoperationen, die bei stark übergewichtigen Menschen mit hohem Sterberisiko (morbider Adipositas) zur Behandlung durchgeführt werden, scheinen bestimmte Veränderungen im Darmmikrobiom auszulösen.

Bariatrische Chirurgie (Adipositasoperation) ging mit der Gewichtsabnahme auch mit einer Zunahme von Bacterioides thetaiotaomicron einher, das bei adipösen Menschen normalerweise vermindert ist. Gleichzeitig wurde eine Abnahme erhöhter Serumglutamatspiegel beobachtet.

Bei einer weiteren Adipositasoperation, dem Roux-en-Y-Magenbypass (RYGB), wurde eine Zunahme von Proteobakterien und eine Abnahme von Firmicutes festgestellt. Nach laparoskopischer Sleeve-Gastrektomie (LSG) nahm zudem das entzündungshemmend wirkende Fecalibacterium prausnitzii zu.

In der folgenden Abbildung sind häufig angewendete Arten bariatrischer Operationen zu sehen

Fazit

Diese Studien stützen einen Zusammenhang zwischen Darmmikrobiota und Adipositas. Allgemein lässt sich sagen, dass im Darm adipöser Menschen proinflammatorische (entzündungsfördernde) Bakterien häufiger und antiinflammatorische (entzündungshemmende) Bakterien seltener vorkommen.

Bis vor Kurzem hielten wir unsere Essgewohnheiten für die wichtigste Ursache von Adipositas. Die Mikrobiotastudien der letzten Jahre haben jedoch eine andere Sichtweise eröffnet und lassen uns fragen: „Verändert sich unsere Mikrobiota durch Adipositas oder werden wir wegen unserer Mikrobiota adipös?“

Dank technologischer Fortschritte lernen wir die Mikrobiota täglich besser kennen und nähern uns der Antwort auf diese Frage. Es ist jedoch klar, dass dafür weitere Humanstudien notwendig sind.

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