Warum neigen manche Personen eher zu Erbrechen? Forschung zur Darmflora

Das Darmmikrobiom besteht aus Billionen von Mikroorganismen, darunter Bakterien, Viren, Pilze, Archaeen und Eukaryoten, die im menschlichen Darm leben. Diese Mikroben ernähren sich von unverdauten Nahrungsresten, Schleim aus dem Verdauungssystem und toten Zellen, die darin enthalten sind. Im Gegenzug produzieren sie zahlreiche für den Körper vorteilhafte Substanzen, wie kurzkettige Fettsäuren, Vitamine oder entzündungshemmende Verbindungen. Allerdings ist zu beachten, dass einige Mikroorganismen gesundheitsschädliche Stoffe wie Neurotoxine, karzinogene Substanzen und Immunotoxine hervorbringen. Bei gesunden Menschen überwiegen Bakterien der Gattungen Firmicutes und Bacteroides. Eine gestörte Darmmikrobiota (Dysbiose) kann den Stoffwechsel und das Immunsystem beeinträchtigen und zur Entstehung verschiedener Krankheiten, einschließlich Adipositas, beitragen (J. Miyamoto et al., 2019).

Bahnbrechende Tierversuche lieferten erste Hinweise auf den Zusammenhang zwischen Darmmikrobiom und Fettleibigkeit. Nach der Transplantation des Mikrobioms in keimfreie Mäuse kam es zu einem deutlichen Anstieg des Fettgewebes und einer verminderten Insulinempfindlichkeit, obwohl die Nahrungsaufnahme unverändert blieb. Bei adipösen Mäusen wurde zudem eine reduzierte Anzahl an Bacteroides-Bakterien und ein Anstieg der Firmicutes nachgewiesen, wobei das Verhältnis dieser Bakteriengruppen mit dem BMI-Kennwert korrelierte (C. M. Dos Santos Pereira Indiani, 2018). Allerdings konnte diese Beobachtung in humanen Studien nicht bestätigt werden (T. Wu et al., 2020).

Wissenschaftliche Untersuchungen belegen, dass die Zusammensetzung des Darmmikrobioms einen direkten Einfluss auf das Körpergewicht hat. Es zeigt sich, dass verschiedene Bakterienstämme, selbst innerhalb derselben Art, unterschiedliche Auswirkungen auf den Stoffwechsel haben können. Zu den Mikroorganismen, die die Aufrechterhaltung eines gesunden Gewichts unterstützen, gehören Akkermansia muciniphila und Bakterien der Familie Christensenellaceae. Akkermansia muciniphila wird häufig als Nahrungsergänzungsmittel bei Übergewicht eingesetzt, um die Stoffwechselparameter zu verbessern (C. Depommier et al., 2019). Studien haben auch gezeigt, dass verschiedene Arten der Gattung Lactobacillus unterschiedliche Beziehungen zur Adipositas aufweisen. Die Häufigkeit von L. paracasei ist negativ mit Adipositas korreliert, während L. reuteri und L. gasseri eine positive Korrelation zeigen (L. Crovesy et al., 2017). Zudem ist ein Mangel an Bakterien der Gattung Bifidobacterium mit einem erhöhten BMI verbunden (I. N. Sergeev et al., 2020).

In Bezug auf das Körpergewicht sind die wichtigsten Mechanismen, die mit einer ausgewogenen Darmmikrobiota verbunden sind, die Unterschiede in der Energieaufnahme zwischen verschiedenen Bakterienstämmen. Studien haben gezeigt, dass Bakterien im Darm von übergewichtigen Menschen deutlich mehr Energie aus der Nahrung aufnehmen und somit zur Speicherung in Fettgewebe beitragen. Eine gesunde Darmmikrobiota fermentiert zudem schwer verdauliche Kohlenhydrate zu kurzkettigen Fettsäuren wie Acetat, Propionat und Butyrat, die eine entscheidende Rolle im Energiestoffwechsel des Wirts spielen. Diese Verbindungen reduzieren die Spiegel entzündungsfördernder Zytokine und hemmen den Fettabbau, wodurch die Fettoxidation und Energieverwertung gesteigert werden (M. A. González Hernández et al., 2019). Allerdings ist ein Überschuss dieser Säuren mit erhöhtem Körpergewicht, Taillenumfang und anderen Parametern des metabolischen Syndroms assoziiert (J. De la Cuesta-Zuluaga et al., 2018). Die Darmmikrobiota beeinflusst zudem das Nervensystem über die Darm-Hirn-Achse und wirkt sich indirekt auf das Essverhalten aus. Durch Bakterien gebildete kurzkettige Fettsäuren steigern das Sättigungsgefühl nach Mahlzeiten. Die Mikrobiota reguliert außerdem die Ausschüttung anorexigener Hormone wie Peptid YY, GLP-1 und Pankreatisches Polypeptid, die den Glukagonspiegel senken, die Magenentleerung verlangsamen, die Insulinsekretion fördern und die Nahrungsaufnahme reduzieren (J. F. Cryan et al., 2019). Auch die Einnahme von Antibiotika ist relevant, da sie zu Störungen der Darmmikrobiota führen. Eine durch diese Medikamente verursachte Dysbiose wurde mit signifikanten Gewichtszunahmen und erhöhten LDL-Cholesterinwerten in Verbindung gebracht, was insbesondere für das kardiovaskuläre System schädlich ist (C. I. Le Roy et al., 2019). Die Einnahme von Antibiotika vor dem zweiten Lebensjahr ist ein stark prädisponierender Faktor für die Entwicklung von Adipositas (C. M. Stark et al., 2019). Ein Ungleichgewicht in der Darmmikrobiota begünstigt Entzündungszustände, die das Risiko für Adipositas und deren Komplikationen erhöhen. Bestimmte Bakterien produzieren entzündungsfördernde Substanzen wie Lipopolysaccharide oder Zytokine, deren Überschuss dem Organismus schadet. Eine gesunde Mikrobiota stärkt die Darmbarriere, während Dysbiose zu deren Schwächung und erhöhter Permeabilität führen kann, was Entzündungen begünstigt (H. Tilg et al., 2020).

Aktuelle Studien belegen, dass genetische Merkmale die Zusammensetzung des Darmmikrobioms maßgeblich beeinflussen. Analysen haben ergeben, dass im menschlichen Erbgut 20 Gene identifiziert wurden, die für die Vielfalt der Darmbakterien verantwortlich sind. Einige davon spielen eine entscheidende Rolle bei der Regulation der Wechselwirkungen zwischen Organismus und Mikrobiom, einschließlich der Immunantwort und des Stoffwechsels (T. A. Suzuki et al., 2019). Zudem kann das Darmmikrobiom von der Mutter auf das Kind übertragen werden, da es sich in der Plazenta, Fruchtwasser, Nabelschnurblut und Muttermilch befindet. Daher kann Übergewicht der Mutter sowie die damit verbundene Dysbiose das Risiko für Adipositas beim Kind erhöhen (H. M. Tun et al., 2018).

Obwohl die Genetik die Zusammensetzung des Mikrobioms beeinflusst, ist ihre Bedeutung im Vergleich zu den Auswirkungen von Umweltfaktoren gering. Die im Darm ansässigen Mikroorganismen hängen stark von der Ernährung des Wirts ab, was die entscheidende Rolle einer ausgewogenen Ernährung unterstreicht. In Studien an Mäusen wurde festgestellt, dass eine fettreiche Ernährung zu einer Abnahme der Anzahl nützlicher Bakterien der Gattung Bacteroidetes und zu einer Zunahme weniger nützlicher Bakterien der Gattungen Firmicutes und Proteobacteria führt (M. T. Liu et al. 2019). Darüber hinaus beeinflussen sowohl die Qualität als auch die Quantität des Schlafs die Vielfalt des Mikrobioms. Chronische Schlafstörungen gehen mit einem übermäßigen Verzehr von verarbeiteten Lebensmitteln einher, was zu einer Zunahme von Lachnospiraceae- und Ruminococcus-Bakterien und einer Abnahme von Lactobacillaceae führt, was zu Dysbiose führt und ein Risikofaktor für Entzündungen und Insulinresistenz darstellt (V. A. Poroyko et al. 2016). Ein weiterer entscheidender Faktor, der das Darmmikrobiom beeinflusst, ist Stress. Übermäßiger Stress trägt ebenfalls zur Entstehung von Dysbiose bei (J. P. Karl et al. 2016).

Eine Studie aus dem Jahr 2021 ergab, dass die flexitarische Ernährung am besten zur Erhaltung eines gesunden Darmmikrobioms beiträgt. Untersucht wurden verschiedene Ernährungsformen, darunter pflanzliche, flexitarische, die Standard-Western-Diät, Low-Carb sowie die sogenannte 'bewusste Western-Diät', die zwar auf gesunden Prinzipien basiert, aber weiterhin zuckerreich und arm an Gemüse ist. Die flexitarische Ernährung erwies sich als am effektivsten, da sie eine ausgewogene Versorgung mit allen Nährstoffgruppen bietet, reich an Ballaststoffen ist und den Fleischkonsum reduziert, ohne ihn vollständig zu eliminieren. Hauptproteinquellen sind Hülsenfrüchte und deren Produkte. Diese Ernährungsweise eignet sich besonders für Menschen, die weniger Fleisch essen möchten, aber keine strikte vegetarische Diät bevorzugen. Zudem fördert sie die Reduktion von verarbeiteten Lebensmitteln und Zucker, was sich positiv auf das Mikrobiom auswirkt. Häufige Motivationen sind ökologische Gründe (A. Cotillard et al. 2022). Neben der flexitarischen Ernährung gibt es weitere Strategien zur Verbesserung des Mikrobioms, wie die Erhöhung des Ballaststoff-, Probiotika- und Prebiotika-Konsums sowie die Reduktion von Zucker und verarbeiteten Lebensmitteln. Auch eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr ist entscheidend, um ein günstiges Milieu für nützliche Bakterien zu schaffen (A. Beam, E. Clinger, L. Hao 2021).

Die Darmmikrobiota stellt ein komplexes Ökosystem aus Mikroorganismen dar, die im Darm leben und mit dem menschlichen Körper auf vielfältige Weise interagieren, einschließlich Verdauung, Vitaminproduktion, Unterstützung des Immunsystems und Aufrechterhaltung des Stoffwechselgleichgewichts. Störungen in der Zusammensetzung der Mikrobiota können das Risiko für Fettleibigkeit erhöhen, da bestimmte Mikroorganismen die Aufnahme von Energie aus Nahrungsmitteln steigern können, die normalerweise nicht verdaut werden. Darüber hinaus beeinflusst die Mikrobiota die Regulation des Stoffwechsels, was sich auf hormonelle Reaktionen und die Ansammlung von Fettgewebe auswirken kann. Eine gestörte Darmflora kann Entzündungen verursachen, die die Aufrechterhaltung eines gesunden Körpergewichts erschweren. Um die Vielfalt der Darmbakterien zu erhalten, empfiehlt sich eine ausgewogene Ernährung mit unverarbeiteten, ballaststoffreichen Lebensmitteln. Auch ausreichender Schlaf und psychisches Wohlbefinden spielen eine entscheidende Rolle.