Darmgesundheit, Stoffwechsel und Postbiotika: Eine klare Diskussion mit Prof. Dr. Florian Kiefer

„In meinem klinischen Alltag sehe ich sehr häufig PatientInnen mit Stoffwechselerkrankungen wie Übergewicht und Diabetes oder hormonellen Störungen aber auch Verdauungsproblemen. Diese Erkrankungen sind stark im Vormarsch, einerseits aufgrund ungünstiger Lebens- und Ernährungsgewohnheit, dazu zählt auch der gesteigerte Konsum von energiedichten, prozessierte Lebensmitteln, andererseits aber auch aufgrund eines geänderten Umfelds, das berufliche, gesellschaftliche und psychosoziale Faktoren umfasst. Bei Übergewicht oder Adipositas sprechen wir häufig auch von einem „obesogenicenviroment“, als einem Adipositas-fördernden Lebensraum. Einer meiner wissenschaftlichen Schwerpunkte ist die Erforschung von Mechanismen, die Stoffwechselerkrankungen wie Adipositas eindämmen können. Meine Arbeitsgruppe hat ein großes Interesse an braunem Fettgewebe, eine Art gesundes Fett, das im Gegensatz zum viel häufigeren weißen Fettgewebe, Energie in Form von Wärme verbrennen kann und sich somit positiv auf den Stoffwechsel auswirkt. Sehr spannend ist, dass offenbar auch das Mikrobiom einen Einfluss auf die Aktivität des braunen Fettgewebes hat, ein Aspekt den wir ebenfalls derzeit studieren.”

„Interessanterweise spielt das Mikrobiom gerade bei Stoffwechselerkrankungen wie Adipositas und Diabetes eine sehr große Rolle. Zahlreiche Studien zeigen, dass das es bei diesen Erkrankungen zu ausgeprägten Veränderungen der Darmflora kommt, wobei man vermutet, dass die ungünstige bakterielle Komposition im Darm auch das Voranschreiten von Stoffwechselkrankheiten fördert. So ist Adipositas häufig auch mit einer gestörten Darmpermeabilität, dem sogenannten „leaky gut“ assoziiert. Das bedeutet, dass Darmbakterien oder auch die von ihnen produzierten Schadstoffe (Endotoxine) leichter vom Darm in den Blutkreislauf gelangen. Die Zellen der Darmwand haben also auch eine wichtige ImmunbarriereFunktion, die beim „leaky gut“ gestört ist. Erst kürzlich wurde gezeigt, dass bei Adipositas Endotoxine, die aus dem Darm über die Blutbahn ins Fettgewebe gelangen, die Funktion der Fettzellen stören und auch die Umwandlung instoffwechselaktive „gute“ braune Fettzellen hemmen. Außerdem scheint die gestörte Darmflora bei Adipositas einen Einfluss auf die Nährstoffaufnahme im Darm zu haben, wobei vor allem energiereiche Nahrungsfette vermehrt aufgenommen, was wiederum Gewichtzunahme begünstigen kann.

Auf der anderen Seite hat eine gesunde Darmflora eben auch viele schützende Funktionen. So produzieren zahlreiche Darmbakterien Stoffe wie kurzkettige Fettsäuren, Vitamine und anti-inflammatorische Substanzen, die sich positiv auf den Stoffwechsel und das Immunsystem auswirken und Entzündungsreaktionen unterdrücken. Darüber hinaus kommuniziert unser Darm mit dem Gehirn (die sogenannte „gut-brain“ Achse), wobei hier auch das Mikrobiom eine wichtige Rolle spielt. Einige Darmbakterien produzieren Substanzen, die die Appetitregulation im Gehirn beeinflussen und so z.B. die Sattheit nach einer Mahlzeit verlängern können.

Gerade wenn der Anteil dieser günstigen Darmbakterien durch Erkrankungen oder schlechte Ernährungsgewohnheiten reduziert ist - man spricht auch von der Dysbiose - kann das nachteilige Auswirkungen auf den ganzen Organismus haben.”

„Lactobacillus plantarum (L. plantarum) ist eine Milchsäure-produzierende Bakterienspezies, für welche eine Reihe gesundheitsfördernder Effekte beschrieben ist. Es ist eines der meist studierten probiotischen Bakterien und gilt als besonders anpassungsfähig. Es kann sogenannte Bacteriocine produzieren, wodurch das Wachstum anderer Bakterien in seiner Umgebung hemmen ist. L. plantarum wird daher auch in der Lebensmittelindustrie zur Haltbarmachung eingesetzt. In Nahrungsmitteln befindet sich dieses Milchsäurebakterium hauptsächlich in fermentierten Produkten.

In der Medizin hat L. plantarum einen großen Stellenwert beim Reizdarmsyndrom, bei Durchfallerkrankungen oder chronisch entzündlichen Darmerkrankungen, da die Anwendung zu einer Linderung von Bauchschmerzen und Blähungen sowie zu einer Regulation der Stuhlfrequenzen führen kann. Hierfür scheinen besonders entzündungshemmende und immunmodulatorischen Wirkungen von L. plantarum im Darm eine Rolle zu spielen. Aus Stoffwechselsicht besonders interessant ist, dass die Einnahme von L. plantarum eine Gewichtsabnahme bei Menschen mit Übergewicht unterstützen kann, wobei es vor allem zu einer Reduktion des schädlichen tiefliegenden Bauchfetts (viszerales Fett) kommt, was wiederum die Insulinresistenz verbessert. In Tierversuchen verbessert die Einnahme von L. plantarum die Blutzuckerspiegel bei diabetischen Mäusen sowie die Fettleber bei übergewichtigen Ratten.  Auch eine Verbesserung der Blutfette wie Cholesterin und Triglyceriden wurde wiederholt berichtet.”

„Veränderungen des Mikrobioms bzw. Fehbesiedelung des Darms mit schädlichen Bakterien können sowohl Folge als auch Ursache von Erkrankungen sein. Probiotika sind lebende Mikroorganismen (also z.B. Bakterien), die einen gesundheitlichen Nutzen für den Wirt haben. Sie finden sich in bestimmten Nahrungsmitteln und werden auch als Nahrungsergänzungsmittel oder Arzneimittel zur Vorbeugung oder Behandlung von Krankheiten eingesetzt. Da es sich um lebende Organismen handelt, muss man mit dem Einsatz von Probiotika aufgrund des Risikos einer systemischen Besiedelung bei Menschen mit sehr schweren Erkrankungen oder einem geschwächten Immunsystem zurückhaltend sein. Postbiotika hingegen sind keine lebenden Organismen, sondern Substanzen, die von Präbiotika produziert werden. Sie können durch Inaktivierung (z.B. durch Hitzebehandlung) von präbiotischen Bakterien gewonnen werden. Postbiotika haben ähnliche gesundheitliche Vorteile wie Präbiotika bzw werden diese sogar teilweise übertroffen. Darüber hinaus gelten sie als sicherer und stabiler als lebende Bakterien. Das erklärt auch warum das wissenschaftliche Interesse an Postbiotika in den letzten Jahren drastisch gestiegen ist.”

„Auch wenn es bislang nur wenige klinische Daten zu Postbiotika und Diabetes gibt, zeigen Tierversuche sehr vielversprechende Ergebnisse. So führt die Behandlung mit Hitze-inaktivierten L. plantarum bei Mäusen mit Stress-induziertem Typ 2 Diabetes zu einer Verbesserung der Blutzuckerwerte und einer Abnahme der Fettmasse. Auch andere Postbiotika senken in Tierversuchen den Blutzucker und die Insulinresistenz. Es ist also wohl nur noch eine Frage der Zeit bis konkrete Daten zur Wirkung von Postbiotika bei Menschen mit Diabetes vorliegen.”

„Wir haben in den letzten Jahren einen enormen Anstieg an wissenschaftlichen Publikationen zu den Themen Mikrobiom, Probiotika und Postbiotika gesehen. Dennoch müssen wir noch vieles darüber lernen, z.b. wie genau Veränderungen im Mikrobiom Erkrankungen auslösen oder verschlechtern. Wir benötigen noch größerer Untersuchungen über längere Zeiträume, um den Einfluss von Umweltfaktoren, Alter und Lebensstil auf das Mikrobiom besser zu verstehen und um Mikrobiom „Standards“ innerhalb einer Bevölkerungsgruppe definieren zu können, falls es so etwas überhaupt gibt. Durch den technologischen Fortschritt sind solche Analysen bereits deutlich einfacher und kostengünstiger geworden. In Bezug auf Pro- und Postbiotika wünsche ich mir noch mehr kontrollierte klinische Studien um bei Menschen konkrete Effekte auf bestimmte Erkrankungen besser beurteilen zu können. Eine mögliche Entwicklung der Zukunft sind sogenannte „intelligente“ Bakterien, die derart gentechnisch verändert sind, dass sie in unserem Körper bestimmte Funktionen ausüben, wie andere Krankheitserreger bekämpfen oder Tumorerkrankungen frühzeitig anzeigen können. Erste Beispiele aus diesem Forschungsbereich, der „mikrobielles Engineering“ genannt wird, gibt es bereits.”