Wie Darmbakterien Ihnen helfen können, sich zu ernähren und gesund zu bleiben
Studien an Mäusen haben gezeigt, dass Tiere mit einer geringeren Kalorienaufnahme wahrscheinlich weniger Übergewicht haben, gesünder bleiben und länger leben. Neue Forschungsergebnisse untersuchen, warum dies der Fall sein könnte, was darauf hindeutet, dass dies auf Darmbakterien und deren Einfluss auf das Immunsystem zurückzuführen ist.
In einer Studie von Prof. Mirko Trajkovski von der Universität Genf in der Schweiz wurde untersucht, wie kalorienreduzierte Diäten das Gewicht und den allgemeinen Gesundheitszustand beeinflussen können.
Noch wichtiger ist jedoch, dass die Wissenschaftler daran interessiert waren herauszufinden, warum eine Einschränkung der Kalorienaufnahme eine Person gesünder machen kann.
Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt und deren Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht Zellstoffwechsellegen nahe, dass die Populationen von Bakterien im Darm eine wichtige Rolle spielen, wenn es um Diät und Gesundheitsergebnisse geht.
In Zukunft hoffen die Wissenschaftler, dass ihre Ergebnisse letztendlich zu besseren Behandlungen für Menschen mit Adipositas führen können.
Darmbakterien und toxische Moleküle
Die Forscher arbeiteten mit Mäusen, deren Fütterung sie 30 Tage lang kontrollierten, so dass ihre Kalorienaufnahme um 40 Prozent begrenzt war.
Nach dieser Zeit bemerkte das Team, dass die Körper der Mäuse die Produktion von beigem Fett förderten, einer Art Fettgewebe, das leicht in Energie umgewandelt werden kann und somit auch zu Gewichtsverlust führt.
Um herauszufinden, welche Rolle Darmbakterien bei der Verbesserung der Kalorienzufuhr nach einer kalorienreduzierten Ernährung spielen könnten, haben die Wissenschaftler einige dieser Bakterien von den Diätmäusen auf eine Gruppe von Mäusen übertragen, die ohne Darmmikrobiota gezüchtet wurden.
Also haben Prof. Trajkovski und sein Team die mikrobiellen Gemeinschaften von der Ceca der diätetischen Mäuse - das heißt den ersten Abschnitten ihres Dickdarms - auf die Eingeweide der Mäuse übertragen, die unter sterilen Bedingungen aufgezogen wurden.
Die Forscher fanden heraus, dass die Mäuse durch einfaches Durchführen dieses Mikrobiota-Transfers schlanker wurden und mehr beige Fett produzierten, obwohl sie sich regelmäßig ernährten.
Nach der Analyse der Zusammensetzung und des Verhaltens dieser Mikrobiota stellten Prof. Trajkovski und sein Team fest, dass sie weniger toxische Moleküle produzierten, die als Lipopolysaccharide (LPS) bekannt sind.
Als die Forscher jedoch versuchten, die LPS-Werte so zu erhöhen, dass sie ihre üblichen Werte erreichten, stellten sie fest, dass die Mäuse mit höherem LPS trotz einer Diät weniger gesundheitliche Vorteile sahen.
"Ein Medikament zur Simulation einer Kalorienreduktion?"
Die Forscher weisen darauf hin, dass LPS tatsächlich eine Immunantwort auslöst, wenn sie ein Protein aktivieren, das als Toll-like Rezeptor 4 (TLR4) bekannt ist.
In der kürzlich durchgeführten Studie stellten sie fest, dass Mäuse, die gentechnisch so verändert wurden, dass sie TLR4 nicht exprimieren, tatsächlich ähnliche gesundheitliche Vorteile hatten wie die Nagetiere, die sich kalorienreduziert ernährten.
„Das Immunsystem bekämpft eindeutig nicht nur Infektionen, sondern spielt auch eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Stoffwechsels“, bemerkt Prof. Trajkovski.
Ohne aktiviertes TLR4 produzierten die Mäuse nicht nur mehr beige Fett und sahen somit mehr Gewichtsverlust, sondern reagierten auch besser auf Insulin. Die Lebern dieser Nagetiere waren auch effektiver bei der Verarbeitung von Zucker und Fett, und die Mäuse konnten sich besser an kältere Temperaturen anpassen.
"Dies wird zu einem völlig neuen Forschungsfeld", sagt Prof. Trajkovski.
Nachdem das Team diese Mechanismen identifiziert hatte, beschloss es, die Wirksamkeit von zwei verschiedenen Verbindungen zu testen: eine zur Reduzierung der LPS-Produktion und die andere zur Blockierung von TLR4.
Beide Medikamente waren bei Mäusen wirksam und induzierten ein ähnliches gesundheitliches Ergebnis wie bei einer kalorienreduzierten Diät.
„Es könnte eines Tages möglich sein, übergewichtige Menschen mit einem Medikament zu behandeln, das eine Kalorieneinschränkung simuliert. Wir untersuchen derzeit die genauen Veränderungen in Bakteriengemeinschaften und testen auch andere Verbindungen, die die LPS-Produktion und -Signalisierung reduzieren. “
Prof. Mirko Trajkovski
Das Team bestand aus Ermittlern der IMED Biotech Unit in Göteborg, Schweden, des Inselspital Bern in der Schweiz und des Pharmaunternehmens AstraZeneca.
