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Ernährung und Darmflora Diäten können Krankenhauskeim im Darm fördern

Redakteur: Christian Lüttmann

Wer mit einer stark kalorienreduzierten Diät abnehmen will, der verändert das eigene Darmmikrobiom drastisch. So fanden Forscher der Charité Berlin heraus, dass bei einer strengen Diät ein bestimmter Krankenhauskeim im Darm verstärkt auftritt und die Nahrungsaufnahme über die Darmwand erschwert. Typische Krankheitssymptome, die sonst von diesem Erreger ausgehen, bleiben dabei anscheinend aus, womit sich mögliche Therapieoptionen für Stoffwechselerkrankungen wie Adipositas oder Diabetes ergeben.

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Bei einer Formuladiät sind nur wenige Kalorien in Form von speziellen Drinks erlaubt. Eine solche strikte Diät kann das Darmmikrobiom stark beeinflussen, wie eine aktuelle Studie zeigt (Symbolbild).
Bei einer Formuladiät sind nur wenige Kalorien in Form von speziellen Drinks erlaubt. Eine solche strikte Diät kann das Darmmikrobiom stark beeinflussen, wie eine aktuelle Studie zeigt (Symbolbild).
(Bild: gemeinfrei, Christina Rumpf / Unsplash)

Berlin – In jedem von uns wimmelt es nur so von Mikroorganismen. Ein besonders reich bevölkerter Lebensraum ist unser Magen-Darm-Trakt mit Trillionen von Bakterien, die gemeinsam ein so genanntes Mikrobiom bilden, auch als Darmflora bekannt. Von Mensch zu Mensch ist das unterschiedlich ausgeprägt: bei übergewichtigen und adipösen Personen unterscheidet sich das Mikrobiom deutlich von dem normalgewichtiger Personen.

Was passiert aber passiert mit dem Mikrobiom, wenn jemand versucht, durch eine Diät Gewicht zu verlieren? Dieser Frage ist nun ein von der Charité koordiniertes internationales Forschungsteam nachgegangen. „Wir konnten erstmals zeigen, wie eine Diät mit sehr niedrigem Kaloriengehalt die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Darm tiefgreifend verändert und so den Energiehaushalt des menschlichen Wirtes nachhaltig beeinflusst“, sagt Prof. Dr. Joachim Spranger, Direktor der Medizinischen Klinik für Endokrinologie und Stoffwechselmedizin der Charité, der einer der leitenden Autoren der Studie ist.

Diäten erzeugen ein hungriges Mikrobiom

Die Auswirkungen einer Diät untersuchte das Team bei 80 älteren Frauen mit leichtem bis starkem Übergewicht. Dabei teilten die Forscher die Probandinnen in zwei Gruppen ein. Eine Gruppe versuchte, unter ärztlicher Aufsicht mit einer so genannten Formuladiät abzunehmen, wobei täglich höchstens 800 Kilokalorien über Fertiggetränke konsumiert wurden. Eine zweite Gruppe sollte ihr Gewicht über den Versuchszeitraum von 16 Wochen möglichst konstant halten.

Eine regelmäßige Analyse von Stuhlproben zeigte deutliche Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Bei den Frauen auf Diät fanden die forscher weniger Mikroorganismen in den Proben, und die Zusammensetzung der Darmflora hatte sich verändert. „Wir konnten beobachten, wie die Bakterien ihren Stoffwechsel umstellen, um vermehrt Zuckerverbindungen aufzunehmen, die dem Menschen dann nicht mehr zur Verfügung stehen. Man kann sagen, es entwickelt sich ein hungriges Mikrobiom“, beschreibt Erstautor Dr. Reiner Jumpertz von Schwartzenberg. Er ist Wissenschaftler und Arzt an der Medizinischen Klinik für Endokrinologie und Stoffwechselmedizin der Charité.

Lassen sich Diäterfolge per Mikrobiom übertragen?

Für weitere Analysen kamen spezielle, keimfreie Mäuse zum Einsatz, die selbst keine eigene Darmflora hatten. Auf diese übertrugen die Forscher Stuhlproben, die sie vor bzw. nach der Diät der Probandinnen gesammelt hatten. Dabei stellten sie Erstaunliches fest: Tiere, die den nach der Diät entnommenen Stuhl erhielten, verloren Gewicht – und zwar mehr als zehn Prozent ihrer Körpermasse innerhalb von nur zwei Tagen. Eine Stuhltransplantation von Proben vor der Diät blieb ohne Effekt.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich dieses Phänomen vor allem durch eine Veränderung der Nahrungsabsorption im Darm der Tiere erklären lässt“, sagt Studienleiter Spranger. „Dies unterstreicht, dass Darmbakterien die Aufnahme der Nahrung maßgeblich beeinflussen.“

Ein Krankenhauskeim profitiert von der Diät

Kolorierte rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des Darmbakteriums Clostridioides difficile, das als bekannter Krankenhauskeim gilt.
Kolorierte rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des Darmbakteriums Clostridioides difficile, das als bekannter Krankenhauskeim gilt.
(Bild: CDC | Janice Carr)

Als die Forscher die Stuhlzusammensetzung genauer untersuchten, fiel ihnen v. a. eine verstärkte Besiedelung mit einem bestimmten Bakterium auf: Clostridioides difficile (s. Bild). Der Mikroorganismus ist in der Umwelt ebenso zu finden wie im Darm gesunder Menschen und Tiere. Er kann sich allerdings nach einer Antibiotikatherapie deutlich vermehren und dann auch schwere Entzündungen der Darmwand hervorrufen. Auch gilt C. difficile als einer der häufigsten Problemkeime in Krankenhäusern.

Sowohl die Probandinnen, die eine Diät durchlaufen hatten, als auch die Mäuse, die die entsprechenden menschlichen Darmbakterien nach einer Diät transplantiert bekamen, wiesen erhöhte Mengen des Krankenhauskeimes auf. „Wir konnten außerdem nachweisen, dass C. difficile die für das Bakterium typischen Giftstoffe produzierte – davon hing sogar der Gewichtsverlust der Tiere ab“, sagt Spranger. „Dennoch zeigten weder die Probandinnen noch die Tiere klinische Anzeichen einer Darmentzündung.“

Fazit: So kann das Mikrobiom den Diäteffekt verstärken

Was aus den Ergebnissen zu lernen ist, fasst der Studienleiter von der Charité zusammen: „Eine stark kalorienreduzierte Diät sorgt also dafür, dass ein als Krankenhauskeim bekanntes Bakterium sich leichter vermehren kann und die Aufnahme der Nahrung über die Darmwand weniger effizient macht – ohne aber Krankheitssymptome zu verursachen. Unklar ist bisher, inwiefern eine solche asymptomatische Besiedelung mit C. difficile die Gesundheit beeinträchtigen oder möglicherweise sogar fördern kann, wenn das Bakterium sich nicht zu stark ausbreitet. Das muss nun in größeren Studien untersucht werden.“

Aus den Ergebnissen der Studie könnten sich mögliche Therapieoptionen für Stoffwechselerkrankungen wie Adipositas oder Diabetes ergeben. Das Team geht daher nun der Frage nach, wie sich die Darmbakterien beeinflussen lassen könnten, um beim Menschen vorteilhafte Effekte für das Körpergewicht und den Stoffwechsel zu bewirken.

Originalpublikation: Jumpertz von Schwartzenberg R et al.: Caloric restriction disrupts the microbiota and colonization resistance. Nature (2021); DOI: 10.1038/s41586-021-03663-4

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