Einfluss der Ernährung auf das Mikrobiom

• Mikrobiom und Gesundheit
• Veränderungen im Mikrobiom mit dem Alter
• Wie wirkt sich der Lebensstil auf das Mikrobiom aus?
• Wie wirkt sich die Ernährung auf das Mikrobiom aus?

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Die Ernährung hat einen direkten Einfluss auf die Zusammensetzung des Mikrobioms, und die Zusammensetzung des Mikrobioms wiederum hat einen direkten Einfluss auf die Gesundheit. Nicht nur Nährstoffe beeinflussen die Biodiversität des Mikrobioms, sondern auch der Lebensstil (Rauchen, Stress, Inaktivität), der oft vernachlässigt wird. Wie wirken sich Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Polyphenole und künstliche Süßstoffe auf das Mikrobiom aus?

Der Zusammenhang zwischen Ernährung und der Zusammensetzung des Mikrobioms wird seit mehreren Jahrzehnten beobachtet. Einige der Nährstoffe gehen unverändert in den Dickdarm, daher hat unsere Nahrung einen großen Einfluss auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota. Der Zweck der Ernährung im Zusammenhang mit der Aufrechterh altung eines angemessenen bakteriellen Gleichgewichts besteht darin, den Anteil kommensaler Bakterien im Mikrobiom zu erhöhen und die Anzahl und Vielf alt pathogener Bakterien zu reduzieren.

Mikrobiom und Gesundheit

Man sagt, dass es im menschlichen Verdauungstrakt zehnmal mehr Mikroorganismen als Zellen gibt. Ohne das Darmmikrobiom kann ein Mensch nicht gesund leben.

Heute weiß man, dass die Vielf alt und Menge der Darmbakterien eine ganze Reihe von Lebensvorgängen beeinflusst und zu vielen Krankheiten beiträgt. Bakterien produzieren zahlreiche Substanzen, von denen einige ernährungsphysiologisch und andere giftig sind. Sie sind sowohl für den menschlichen Stoffwechsel als auch für Immunprozesse wichtig.

Darmdysbiose, ein Zustand, bei dem das Gleichgewicht zwischen der Menge erwünschter und schädlicher Bakterien gestört ist, ist sowohl ein Symptom als auch eine Krankheitsursache.

Überwucherung durch pathogene Bakterien ist wichtig bei:

• Autoimmunerkrankungen,
• Autismus,
• entzündliche Darmerkrankung,
• Stimmungsstörungen,
• Diabetes
• ist Fettleibigkeit

Veränderungen im Mikrobiom mit dem Alter

Der erste Lebensmoment, der die Zusammensetzung des Mikrobioms bestimmt, ist die Geburt. Eine natürliche Geburt ist für eine größere Anzahl von Darmbakterien bei Neugeborenen verantwortlich und daher vorteilhafter für die Entwicklung des Immunsystems als eine Geburt per Kaiserschnitt.

Die kommensalen Bakterien Lactobacillus und Bifidobacterium dominieren während der Stillzeit das Mikrobiom.

Die Ausweitung der Ernährung und der Verzehr von fester Nahrung erfordern das Vorhandensein einer ganzen Reihe unterschiedlicher Bakterien, so dass natürlicherweise die Menge an Lactobacillus und Bifidobacterium im Mikrobiom abnimmt, undandere Mikroorganismen. Dies wird als funktionelle Reifung des Mikrobioms bezeichnet.

Solange ein Mensch keine Krankheiten entwickelt, die das Mikrobiom signifikant verändern, ist es bis ins hohe Alter relativ konstant.

Konstanz bedeutet jedoch nicht, dass es dem Mikrobiom anderer Menschen ähnlich ist. Mikrobiome können radikal unterschiedlich sein, abhängig von Faktoren wie Genetik, Lebensumfeld, Ernährung, Rauchen usw. Mit zunehmendem Alter nimmt die Menge an Bacteroidetes im Mikrobiom ab und Firmicutes wächst.

Wie wirkt sich der Lebensstil auf das Mikrobiom aus?

Der Lebensstil ist der am meisten ignorierte Aspekt des Mikrobiom-Gleichgewichts und der Gesundheit. Rauchen ist einer der wichtigsten Lebensstilfaktoren, die Darmdysbiose verursachen.

Wie hängt Zigarettenrauch mit Bakterien im Dickdarm zusammen ? Luftgetragene toxische Partikel können durch mukoziliäre Reinigung der Lunge in den Dickdarm gelangen, was sich direkt auf das Mikrobiom auswirkt und die Zahl der krankheitserregenden Bakterien, Bacteroides prevotella, erhöht. Ebenso die mit der zunehmenden Industrialisierung und dem Wachstum der Städte einhergehende zunehmende Umweltverschmutzung.

Ein weiterer sehr wichtiger Faktor bei der Veränderung des Mikrobioms ist Stress . Stress beeinflusst die Darm-Hirn-Achse, die auf zwei Ebenen wirkt – hormonell und neuronal.

Als Folge von chronischem Stress nimmt die Zahl der kommensalen Bakterien der Gattung Lactobacillus ab, was wiederum die Überwucherung pathogener Bakterien begünstigt.

Weitere Faktoren, die das Mikrobiom verändern, sind :

• gestörter zirkadianer Rhythmus, z.B. durch Schichtarbeit,
• lange Fahrten,
• Körperpflege,
• Hygiene

Wie wirkt sich die Ernährung auf das Mikrobiom aus?

Die Ernährung beeinflusst die Zusammensetzung der Mikrobiota, da einige der Nährstoffe unverändert in den Dickdarm gelangen. Von der durchschnittlichen europäischen Ernährung pro Tag etwa:

• 30 g Ballaststoffe und andere Kohlenhydrate,
• 5 - 15 g Protein
• und 5-10 g Fett

Verschiedene andere Nahrungsinh altsstoffe, darunter Polyphenole, Catechine, Lignin, Tannine und Mikronährstoffe, ernähren die Mikroben im Dickdarm ebenfalls.

Ungefähr 90 % der Nahrungspolyphenole vermeiden die Verdauung und Resorption im Dünndarm. Alle diese vom Mikrobiom verstoffwechselten Nährstoffe haben einen erheblichen Einfluss auf die Population und Aktivität der Mikroben.

Eiweiß

Nahrungseiweiß ist die Hauptstickstoffquelle für das Bakterienwachstum im Dickdarm und ist für die Aufnahme von Kohlenhydraten und die Produktion von Nützlingen unerlässlichSubstanzen wie kurzkettige Fettsäuren. Daher kann das Vorhandensein von Eiweiß und Kohlenhydraten im Dickdarm zur Darmgesundheit beitragen.

Im Gegensatz zu Kohlenhydraten produziert die Fermentation von Proteinquellen durch die Mikrobiota jedoch eine viel größere Vielf alt an Gasen und Metaboliten, und eine zunehmende Stickstoffverfügbarkeit kann auch die Menge an Fäulnisprodukten erhöhen.

Die Auswirkungen des Proteinkonsums auf das Darmmikrobiom wurden erstmals 1977 in einer Studie beobachtet. Seitdem wurden vergleichende Analysen an unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen durchgeführt, z.B. mit italienischen Kindern (proteinreiche Ernährung) und afrikanischen Landkindern (kohlenhydratbasierte Ernährung), sowie Studien, in denen den Teilnehmern Diäten mit unterschiedlichen Anteilen und Proteinherkünften zugeführt wurden

Sowohl der Proteingeh alt in der Nahrung als auch seine Quelle - pflanzlich oder tierischsind wichtig für die Vielf alt und Menge der Darmbakterien. Tierisches Protein beeinflusst die Mikrobiota anders als pflanzliches Protein. Große Mengen an tierischem Eiweiß, hauptsächlich aus rotem Fleisch, sollten als Verschlechterung der Zusammensetzung des Mikrobioms angesehen werden. Andererseits erhöht pflanzliches Protein selbst in hohen Konzentrationen die Menge an kommensalen Darmbakterien.

Untersuchungen zeigen, dass der Verzehr von Proteinen aus vegetarischen Quellen wie Erbsen die Konzentration von Bakterien der Gattungen Bifidobacterium und Lactobacillus erhöht, die für das Gleichgewicht des Mikrobioms und die menschliche Gesundheit von entscheidender Bedeutung sind

Molkenprotein (sehr häufig in Sportprotein verwendet) wirkt genauso wie tierische proteinreiche Lebensmittel wie Fleisch, Käse und Eier.

Darüber hinaus reduziert Molkenprotein die Menge an krankheitserregenden Bakterien Bacteroides fragilis und Clostridium perfringens.

Sehr wichtig für das Mikrobiom und die allgemeine Gesundheit ist die Tatsache, dass der Verzehr von Protein aus pflanzlichen Quellen eine höhere Konzentration an kurzkettigen Fettsäuren im Darm fördert. Sie sind die Hauptenergiequelle für Darmepithelzellen, verbessern deren Ernährung, Regeneration und Festigkeit der interzellulären Verbindungen und haben gleichzeitig entzündungshemmende Eigenschaften.

Der Verzehr von tierischem Eiweiß ist mit einer geringeren Konzentration kommensaler Bakterien im Dickdarm und einer höheren Konzentration pathogener Bakterien, z. aus den Gattungen Bacteroides, Alistipes und Bilophila. Menschen, die sich tierisches Eiweiß zu sich nehmen, weisen weniger Buttersäure im Stuhl auf, was zeigt, dass diese Art der Ernährung (viel Eiweiß, wenig Kohlenhydrate) die Produktion von SCFAs im Darm behindert.

Soweit nach derzeitigem Stand nicht möglichWissen, dass ein hoher Verzehr von tierischem Eiweiß bestimmte Krankheiten auslöst, zeigt die Forschung Zusammenhänge auf, die unbedingt berücksichtigt werden sollten:

• eine hohe Aufnahme von tierischem Protein ist mit einem höheren Risiko für entzündliche Darmerkrankungen verbunden,
• bei Menschen, deren Ernährung auf tierischem Eiweiß basierte, wurde eine höhere Konzentration von TMAO - einem proatherogenen Molekül, das zur Bildung von atherosklerotischer Plaque beiträgt und das Risiko von Herzerkrankungen erhöht, beobachtet,
• ein hoher Anteil an pflanzlichem Protein in der Ernährung reduziert die Konzentration von Entzündungsmarkern im Körper

Wirkung von Nahrungseiweiß auf das Mikrobiom

	Pflanzliches Protein	Tierisches Eiweiß
Wirkung auf kommensale Bakterien	Zunahme der Bakterienzahl (Bifidobacterium, Lactobacillus)	Bakterienzerfall (Bifidobacterium) oder keine Wirkung
Wirkung auf pathogene Bakterien	Abnahme der Bakterienmenge (Bacteroides, Clostridium)	Zunahme der Bakterienzahl (Bacteroides, Alistipes, Bilophila)
Auswirkungen auf die Gesundheit	Erhöhte SCFA-Konzentration, erhöhte Integrität des Darmepithels, erhöhte Sekretion von Treg-Immunzellen, verringerte Entzündung	Erhöhung der TMAO-Konzentration, Abnahme der SCFA-Konzentration, erhöhtes Risiko für Darmerkrankungen und Herzerkrankungen

Fett

Die Zusammensetzung des Mikrobioms hängt von der Menge und Qualität der Fette in der Nahrung ab, aber ihre Qualität ist viel wichtiger. Manchmal finden Sie einen vereinfachten Ansatz, der besagt, dass eine fettreiche Ernährung das Mikrobiom negativ beeinflusst und eine fettarme Ernährung es begünstigt, aber nachdem Sie sich mit den Details befasst haben, ist die Beziehung nicht so einfach und offensichtlich.

Zu den Fetten, die die Mikrobiota negativ beeinflussen und den Anteil pathogener Bakterien erhöhen, gehören Transfette aus verarbeiteten, frittierten und Fast-Food-Lebensmitteln sowie gesättigte Fette, die langkettige Fettsäuren enth alten.

Eine typisch westliche Ernährung, die reich an Fertiggerichten, rotem Fleisch, Snacks, Süßigkeiten und Fast Food ist, einschließlich gesättigter und Transfette, wirkt sich negativ auf das Mikrobiom aus und führt dazu, dass sich mehr pathogene Bakterien vermehren.

Gesättigte Fettsäuren in der Nahrung können die Anzahl entzündungsfördernder Darmmikroben erhöhen, indem sie die Bildung von Taurin-konjugierten Gallensäuren stimulieren, die das Wachstum von Krankheitserregern fördern. Das Vorhandensein dieser Bakterien ist mit einer erhöhten Entzündung des weißen Fettgewebes, einer erhöhten Reaktion des Immunsystems undverminderte Insulinsensitivität

Gleichzeitig zeigt die Forschung, dass eine fettreiche Ernährung, aber reich an ungesättigten Pflanzenfetten, die qualitative und quantitative Zusammensetzung des Mikrobioms nicht verändert, und eine an Fischfetten reiche Ernährung dessen Zusammensetzung durch Erhöhung verbessert der Anteil kommensaler Milchsäurebakterien

Der Trend für die Auswirkungen des Fettkonsums auf das Mikrobiom ist genau derselbe wie für seine Auswirkungen auf die allgemeine Gesundheit. Transfette (hauptsächlich) und gesättigte tierische Fette verändern das Mikrobiom zum Nachteil des Wirts, pflanzliche Fette sind für den Wirt neutral und Fischfette verbessern die Zusammensetzung des Mikrobioms.

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate werden im Verdauungstrakt zwischen verdauten und unverdauten Kohlenhydraten unterschieden. Verdauliche Kohlenhydrate sind Stärke und Einfachzucker – Glukose, Fruktose sowie Saccharose und Laktose (die beiden letzteren sind chemisch Disaccharide, werden aber ernährungsphysiologisch wie Einfachzucker behandelt). Andererseits werden unverdauliche Kohlenhydrate als Ballaststoffe klassifiziert. Der Verzehr aller Arten von Kohlenhydraten fördert die richtige Mikrobiota.

Kohlenhydrate sind die primäre Energie- und Kohlenstoffquelle für Bakterien im Dickdarm. Kohlenhydrate werden zu organischen Säuren fermentiert, die andere Bakterien, Darmepithel und peripheres Gewebe mit Energie versorgen.

Kurzkettige Fettsäuren sind die wichtigsten Endprodukte der Kohlenhydratfermentation, die helfen, den pH-Wert im Dickdarm zu senken und dadurch das Wachstum und die Aktivität pathogener Bakterien zu hemmen.

Studien haben gezeigt, dass Menschen, die Glucose, Fructose und Saccharose einnehmen, mit einem erhöhten Anteil an kommensalen Bakterien Bifidobacterium und einem reduzierten Anteil an pathogenen Bakterien der Gattung Bacteroides reagieren.

Laktose ist ein interessanter und anspruchsvoller Lebensmittelbestandteil, der gemeinhin als darmreizend gilt. Es stellt sich heraus, dass Laktose genauso wirkt wie andere Einfachzucker und auch die Menge an krankheitserregenden Clostridienarten im Mikrobiom reduziert.

Ballaststoffe, oder unverdauliche Kohlenhydrate, haben eine sehr gute Wirkung auf das Mikrobiom und zählen zu den Präbiotika. Eine ballaststoffarme Ernährung führt zu einer verringerten Vielf alt im Mikrobiom, und eine ballaststoffreiche Ernährung erhöht die Vielf alt der im Darm lebenden Arten und die Menge an kurzkettigen Fettsäuren, die von Bakterien produziert werden, die für das reibungslose Funktionieren des Darms unerlässlich sind

Ballaststoffe sind mit einer größeren Anzahl kommensaler Bakterien assoziiert, hauptsächlich Bifidobakterien und Milchsäurebakterien.

Künstliche Süßstoffe

Derzeit gelten künstliche Süßstoffe als schädlicher für den Körper als Glukose und Saccharose, dieDer Verbrauch war zu begrenzen. Sie wirken sich auch negativ auf das Mikrobiom aus und verursachen eine Dysbiose (erhöhter Anteil an pathogenen Bakterien, verringerter Anteil an kommensalen Bakterien) und ihre zahlreichen Folgen, darunter:

• Erkrankungen des Verdauungssystems,
• Allergien,
• Stoffwechselerkrankungen
• Hat Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Polyphenole

Polyphenole sind eine zahlreiche Gruppe bioaktiver Pflanzenstoffe mit antioxidativer Wirkung. Dazu gehören:

• Catechine,
• Flavonole,
• Flavone,
• Anthocyane,
• Proanthocyanidine
• und Phenolsäuren

Die Quellen für Polyphenole sind:

• Gemüse,
• Obst,
• Kakao,
• Tee
• oder Rotwein

Sie haben eine starke Wirkung gegen krankheitserregende Bakterien, was auch für eine positive Wirkung auf das Darmmikrobiom verantwortlich ist. Als Folge des Verzehrs von Polyphenolen nimmt die Zahl der pathogenen Bakterien, hauptsächlich Clostridien, ab und die Zahl der kommensalen Bifidobakterien zu.

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