Was macht unser Darm?
MetaCheck GutFlora - Wissenschaftlicher Hintergrund
Der menschliche Darm beherbergt Billionen von Mikroorganismen. Neben Archaeen und Eukaryonten (Pilze), die lediglich in geringer Konzentration zu finden sind, gehört die überwiegende Mehrheit der Mikroorganismen im Darm zu den Bakterien. Betrachtet man den heutigen Stand der Forschung, so geht man davon aus, dass mehr als 1.000 verschiedene Arten von Bakterien den Menschen besiedeln. Die Gesamtheit aller im Darm angesiedelten Bakterien wird auch als „Darmflora“ oder „Mikrobiota“ bezeichnet.
Die meisten dieser Bakterien sind kommensale Bakterien, d. h. sie ernähren sich von unseren Nahrungsrückständen ohne uns zu schädigen. Prinzipiell können alle Nahrungsbestandteile, die im Dünndarm unvollständig verdaut wurden, als Substrat für Darmbakterien dienen. Die quantitativ wichtigsten Substrate sind jedoch fermentierbare Kohlenhydrate – vor allem pflanzliche Polysaccharide – die von den körpereigenen Enzymen nicht oder nur unvollständig verdaut werden können. Zu diesen, auch als Ballaststoffe bezeichneten Verbindungen, zählen resistente Stärke, Zellulose, Hemizellulose, Pektin und Inulin. Diese liegen z. B. in Gemüse, Hülsenfrüchten oder unreifen Bananen in Formen vor, die für die körpereigenen Enzyme unzugänglich sind.
Abb. 1: Korrelation zwischen Gewichtsverlust und Anteil der Bacteroidetes, modifiziert nach Ley, R. E. et al.
Ca. 90 % der Dickdarmbakterien gehören den Phyla „Firmicutes“ und „Bacteroidetes“ an. Firmicutes besitzen im Gegensatz zu Bacteroidetes die besondere Eigenschaft, die oben genannten, nicht verdaulichen Ballaststoffe mit Hilfe ihrer eigenen Enzyme zu spalten und dem menschlichen Körper so in Form von Zucker und Fettsäuren zur Verfügung stellen zu können. In einer wegweisenden Studie konnte ein Forscher-Team den Beweis dafür liefern, dass die Anzahl der Firmicutes bei Übergewichtigen deutlich höher ist. Ebenso steigt die Anzahl der Bacteroidetes, sobald das Gewicht wieder reduziert wird (Abb. 1). Ebenfalls bestätigen aktuelle Studien, dass übergewichtige Personen gegenüber schlanken ein höheres Firmicutes-Bacteroidetes-Verhältnis aufweisen.
Was bewirkt eine hohe Anzahl an Firmicutes?
Eine übermäßige Zahl an Firmicutes führt dazu, dass mehr Energie aus eigentlich energiearmen Lebensmitteln wie Gemüse oder Obst aufgenommen werden kann. Täglich werden so bis zu 10 % an sog. versteckten Kalorien aufgenommen. Hinzu kommt, dass, je höher der Firmicutes-Anteil ist, umso mehr Kalorien werden mit der Nahrung aufgenommen und dem Körper zur Verfügung gestellt. Dies wird auch deutlich, wenn der Restenergiegehalt im Stuhl gemessen wird. Forscher konnten zeigen, dass bei adipösen Mäusen im Vergleich zu normalgewichtigen ein deutlich geringerer Restenergiegehalt im Stuhl vorkommt (Abb. 2).
In einer weiteren Studie, publiziert in der Fachzeitschrift Science, konnte demonstriert werden, dass Adipositas durch eine Mikrobiomtransplantation übertragen werden kann. Hierzu wurde das Mikrobiom von einem erwachsenen, menschlichen Zwillingspaar in Mäuse transplantiert. Das besondere an den Zwillingen war, dass ein Zwilling adipös und der andere normalgewichtig war. Mäuse, welche vom adipösen Zwilling die Mikrobiomtransplantation erhielten, entwickelten daraufhin Übergewicht und Adipositas. Die andere Gruppe von Mäusen, welche die Mikrobiomtransplantation vom normalgewichtigen Zwilling erhielt, entwickelte kein Übergewicht und blieb schlank (Abb. 3).
Abb. 3: Entwicklung des Übergewichtes nach einer Mikrobiomtransplantation von übergewichtigem Zwilling (blau) und normalgewichtigem Zwilling (rot), modifiziert nach Ridaura, V. K. et al.
Abb. 4: Gewichtszunahme der Mäuse mit unterschiedlichem genetischem Hintergrund, modifiziert nach Ussar, S. et al.
Abb. 2: Restenergiegehalt im Stuhl von dünnen und adipösen Mäusen, modifiziert nach Turnbaugh, P. J. et al.
Einfluss durch die Umwelt
Eine internationale Forschergruppe aus den USA und Deutschland hat zusätzlich herausgefunden, dass die Darmflora durch die Nahrung und Umgebung beeinflusst werden kann, sofern bestimmte genetische Voraussetzungen Einzelner gegeben sind (Abb. 4). Anhand von Tiermodellversuchen konnten die Forscher zeigen, dass eine veränderte Nahrung und Umgebung bei einer bestimmten genetischen Ausgangslage zu einem Rückgang des Gewichtes führt. Daher appellieren die Forscher, dass bei der Behandlung von Adipositas noch mehr auf individualisierte Therapieansätze unter Berücksichtigung der genetischen Veranlagung gesetzt werden sollte. Diese und viele weitere Studien demonstrieren eindrucksvoll den Einfluss der Darmflora auf das Übergewicht. Daher ist ein gesundes und ausgewogenes Verhältnis der Darmflora unerlässlich.
Die gesunde Darmflora
Wie kann ein gesundes Verhältnis der Darmflora wieder hergestellt werden?
Der vom Center of Genetic Analysis and Prognosis (CoGAP) wissenschaftlich entwickelte MetaCheck GutFlora untersucht das Verhältnis von Firmicutes zu Bacteroidetes mit Hilfe von neuesten molekularbiologischen Technologien. Bei einer Firmicutes-Bacteroidetes-Ratio über 1,0 ist von einem ungünstigen Darmbakterien-Verhältnis die Rede. In diesem Fall sollten je nach Maß der Überschreitung dieses Wertes Maßnahmen in Form einer Einnahme von Präbiotika und Probiotika getroffen werden. Ratsuchende erhalten von CoGAP konkrete Empfehlungen zur Einnahmemenge und -dauer entsprechender Präparate, die zur Wiederherstellung des Gleichgewichts beitragen und so eine Gewichtsabnahme unterstützen können.
Probiotika
Probiotika (Einzahl Probiotikum) enthalten lebensfähige und aktive Mikroorganismen, die in der Lage sind, in ausreichender Menge lebend in den Dickdarm zu gelangen, um dort positive gesundheitliche Wirkungen zu erzielen und unerwünschte Bakterien, wie die ballaststoffspaltenden Firmicutes, zu verdrängen. Jedes Probiotikum besitzt verschiedene qualitative, als auch quantitative Eigenschaften, die für die gesundheitliche Wirkung entscheidend sind. Daher sollte bei der Auswahl von Probiotika auch immer darauf geachtet werden, dass folgende Qualitätskriterien erfüllt sind.
Sie sollten:
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eine ausreichend hohe Anzahl an Keimen enthalten (1 bis 6 Mrd.)
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die Magen-Darm-Passage überleben
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nachweislich gesundheitliche Effekte erzielen
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untersuchte und unbedenkliche Stämme enthalten.
Präbiotika
Präbiotika enthalten im Gegensatz zu Probiotika keine lebensfähigen Mikroorganismen. Es handelt sich dabei vielmehr um unverdauliche Nahrungsbestandteile, die den Probiotika als Nahrungsgrundlage dienen. Durch die begleitende Aufnahme von Präbiotika können so die positiven Effekte der Probiotika gesteigert werden. Die sog. Synbiotika stellen eine Kombination von Pro- und Präbiotika dar und vereinen die jeweils positiven Eigenschaften in einem Produkt.
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