Die Forschung ist ein Schritt hin zum Verständnis, warum manche Menschen mehr Gewicht zunehmen als andere, selbst wenn sie sich gleich ernähren
Quelle: Universität Kopenhagen – Fakultät für Naturwissenschaften.
Die Ansammlung von Darmbakterien, die sogenannte Darmmikrobiota, ist wie eine ganze Galaxie in unserem Darm, mit sage und schreibe 100 Milliarden von ihnen pro Gramm Stuhlgang.So ungerecht es auch ist, manche von uns scheinen allein durch den Anblick eines Tellers mit Weihnachtsplätzchen zuzunehmen, während andere mit Hingabe mampfen können und kein Gramm zunehmen. Ein Teil der Erklärung könnte mit der Zusammensetzung unserer Darmmikroben zusammenhängen. Das geht aus einer neuen Studie hervor, die am Fachbereich für Ernährung, Bewegung und Sport der Universität Kopenhagen durchgeführt wurde.
Die Forscherinnen und Forscher untersuchten die Restenergie im Kot von 85 Dänen, um abzuschätzen, wie effektiv ihre Darmmikroben bei der Energiegewinnung aus der Nahrung sind. Gleichzeitig kartierten sie die Zusammensetzung der Mikroben der einzelnen Teilnehmer.
Die Ergebnisse zeigen, dass etwa 40 Prozent der Teilnehmenden zu einer Gruppe gehören, die im Durchschnitt mehr Energie aus der Nahrung gewinnt als die anderen 60 Prozent. Die Forschenden stellten außerdem fest, dass diejenigen, die die meiste Energie aus der Nahrung zogen, im Durchschnitt auch 10 Prozent mehr wogen, was neun Kilogramm mehr entspricht.
„Wir haben vielleicht einen Schlüssel gefunden, um zu verstehen, warum manche Menschen mehr Gewicht zunehmen als andere, auch wenn sie nicht mehr oder anders essen. Aber das muss noch weiter untersucht werden“, sagt Associate Professor Henrik Roager vom Department of Nutrition, Exercise and Sports der Universität Kopenhagen.
Kann das Risiko für Übergewicht erhöhen
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Übergewicht nicht nur damit zusammenhängt, wie gesund man sich ernährt oder wie viel Bewegung man hat. Es könnte auch etwas mit der Zusammensetzung der Darmmikroben einer Person zu tun haben.
Die Testpersonen wurden anhand der Zusammensetzung ihrer Darmmikroben in drei Gruppen eingeteilt. Die sogenannte B-Typ-Zusammensetzung, die von Bacteroides-Bakterien dominiert wird und effektiver bei der Extraktion von Nährstoffen ist, wurde bei 40 Prozent der Teilnehmer beobachtet.
Nach der Studie vermuten die Forschenden, dass ein Teil der Bevölkerung benachteiligt sein könnte, weil seine Darmbakterien bei der Energiegewinnung etwas zu effektiv sind. Diese Effektivität kann dazu führen, dass dem menschlichen Wirt mehr Kalorien aus der gleichen Menge an Nahrung zur Verfügung steht.
„Die Tatsache, dass unsere Darmbakterien sehr gut darin sind, Energie aus der Nahrung zu gewinnen, ist im Grunde eine gute Sache, denn die Verstoffwechselung der Nahrung durch die Bakterien liefert zusätzliche Energie in Form von z. B. kurzkettigen Fettsäuren , das sind Moleküle, die unser Körper als energieliefernden Brennstoff nutzen kann. Wenn wir aber mehr zu uns nehmen, als wir verbrennen, kann die zusätzliche Energie, die die Darmbakterien liefern, im Laufe der Zeit das Risiko für Fettleibigkeit erhöhen“, sagt Henrik Roager.
Kurze Reisezeit im Darm überrascht
Vom Mund über die Speiseröhre, den Magen, den Zwölffingerdarm und den Dünndarm bis zum Dickdarm und schließlich zum Enddarm legt die Nahrung, die wir essen, eine 12- bis 36-stündige Reise zurück und passiert dabei mehrere Stationen, bevor der Körper alle Nährstoffe aus der Nahrung aufgenommen hat.
Die Forscherinnen und Forscher untersuchten auch die Länge dieser Reise für alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer, die alle ein ähnliches Ernährungsverhalten hatten. So stellten sie die Hypothese auf, dass diejenigen, die eine lange Verdauungszeit haben, auch die meisten Nährstoffe aus ihrer Nahrung ziehen würden. Doch die Studie ergab genau das Gegenteil.
„Wir dachten, dass bei einer langen Verdauungszeit mehr Energie extrahiert werden kann. Aber hier sehen wir, dass die Teilnehmenden mit den B-Typ-Darmbakterien, die die meiste Energie extrahieren, auch die schnellste Passage durch das Magen-Darm-System haben, was uns zu denken gegeben hat“, sagt Henrik Roager.
Über Darmbakterien
- Jeder Mensch hat eine einzigartige Zusammensetzung von Darmbakterien – geprägt von Genetik, Umwelt, Lebensstil und Ernährung.
- Die Ansammlung von Darmbakterien, die sogenannte Darm-Mikrobiota, ist wie eine ganze Galaxie in unserem Darm, mit erstaunlichen 100 Milliarden von ihnen pro Gramm Stuhl.
- Die Darmbakterien im Dickdarm dienen dazu, Nahrungsbestandteile aufzuspalten, die unsere körpereigenen Verdauungsenzyme nicht verarbeiten können, z. B. Ballaststoffe.
- Menschen können in drei Gruppen eingeteilt werden, basierend auf dem Vorhandensein und der Häufigkeit von drei Hauptgruppen von Bakterien, die die meisten von uns haben: B-Typ (Bacteroides), R-Typ (Ruminococcaceae) und P-Typ (Prevotella).
Bestätigt frühere Studie an Mäusen
Die Human-Studie bestätigt frühere Forschungen an Mäusen. In diesen wurde festgestellt, dass keimfreie Mäuse, die Darmmikroben von fettleibigen Spendern erhielten, mehr Gewicht zunahmen als Mäuse, die Darmmikroben von schlanken Spendern erhielten, obwohl sie die gleiche Ernährung bekamen.
Schon damals schlugen die Forschenden vor, dass die Unterschiede in der Gewichtszunahme darauf zurückzuführen sein könnten, dass die Darmbakterien von fettleibigen Menschen effizienter bei der Energiegewinnung aus der Nahrung sind. Diese Theorie wird nun in der neuen Studie der Abteilung für Ernährung, Bewegung und Sport bestätigt.
„Es ist sehr interessant, dass die Gruppe von Menschen, die weniger Energie in ihrem Stuhl übrig haben, im Durchschnitt auch mehr wiegt. Allerdings liefert diese Studie keinen Beweis dafür, dass die beiden Faktoren direkt miteinander zusammenhängen. Wir hoffen, dass wir das in Zukunft noch genauer untersuchen können“, sagt Henrik Roager.
Über die Studie
- Lesen Sie den wissenschaftlichen Artikel: Boekhorst, J., Venlet, N., Procházková, N. et al. Stool energy density is positively correlated to intestinal transit time and related to microbial enterotypes. Microbiome 10, 223 (2022). https://doi.org/10.1186/s40168-022-01418-5
- Sehen Sie sich das Video über die Studie an: Finding connections between the gut microbial community and energy extraction from food
- Der Energiegehalt von Stuhlproben von 85 übergewichtigen dänischen Frauen und Männern wurde untersucht.
- Zu den Teilnehmern gehörten Männer und Frauen im Alter von 22 bis 66 Jahren.
- 40 Prozent der Teilnehmenden fielen in eine besondere Gruppe, die sich durch eine geringere Vielfalt an Darmbakterien und eine schnellere Reisezeit der Nahrung durch ihren Verdauungstrakt auszeichnete.
- Bei dieser Gruppe wurde auch festgestellt, dass sie im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen weniger Restenergie im Stuhl hatte, was nicht durch Unterschiede in der gewohnten Ernährung erklärt werden konnte.
- Die Forschenden stellten außerdem fest, dass die Gruppe mit weniger Energie im Stuhl auch mehr wog als die anderen Gruppen.
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Bildunterschrift:
Vorschlag für eine von der menschlichen Darmmikrobiota abhängige Energiegewinnung. Wir schlagen vor, dass die Transitzeit des Darms die Gemeinschaftsstrukturen des Darmmikrobioms in bevorzugte Gemeinschaftsstrukturen diversifiziert, die von den Enterotypen (B-Typ, Bacteroides; R-Typ, Ruminococcaceae; und P-Typ, Prevotella) erfasst werden, wobei sich der B-Typ und der R-Typ am stärksten in Bezug auf Transitzeit und Alpha-Diversität unterscheiden. Die Enterotypen vom B- und R-Typ unterscheiden sich in der Alpha-Diversität und der Fermentation im Dickdarm, die im Wesentlichen ein Kompromiss zwischen dem saccharolytischen und dem proteolytischen Stoffwechsel ist, was die Gesamteffizienz der Enterotypen bei der Energiegewinnung aus der Nahrung beeinflussen kann. Dies könnte sich möglicherweise in einem unterschiedlichen Körpergewicht niederschlagen. Die Sterne (*) beziehen sich auf die Ergebnisse einer bereits veröffentlichten Arbeit, die zeigt, dass sich die Enterotypen in ihrer Stoffwechselkapazität und ihrem Wachstumspotenzial unterscheiden