Wie die Ernährung die Darmflora beeinflusst

Es ist eine Binsenweisheit, dass die Ernährung die Darmflora beeinflusst. Und das nicht zu knapp. Ist ja auch klar: wer gefüttert wird, vermehrt sich. Wie formen wir also mit unseren Ernährungsgewohnheiten die Gesellschaft der Darmbakterien?

Wenn ich hier (sowieso nicht ganz korrekt) von Darmbakterien reden, meine ich die Bakterien im Dickdarm. Von denen ist meistens die Rede, wenn vom Darm-Mikrobiom die Rede ist. Andere Abschnitte des Darmes und nicht-bakterielle Bewohner werden einfach übergangen.

Diese Darmbakterien leben von dem, was ihr Wirt ihnen übriglässt. Das sind in erster Linie Ballaststoffe, mit denen wir nichts anfangen können. Und vielleicht noch verdauliches, das wir in so großen Mengen verschlungen haben, dass unser Verdauungssystem damit überfordert war.

Ballaststoffe

Eines der wichtigsten Stoffwechselprodukte unserer Darmbakterien sind kurzkettige Fettsäuren (SCFA), die bei der Fermentation der Ballaststoffe entstehen. Sie nähren die Zellen des Darmepithels und stärken die Darmbarriere. Sie gelangen aber auch in unser Körperinneres (in das echte Innere. Der Darm ist eigentlich eine äußere Oberfläche) und erfüllen dort weitere wichtige Funktionen.

Welche Bakterienarten welche Ballaststoffe verwerten können ist allerdings sehr unterschiedlich, Ballaststoffe sind eine sehr heterogene Stoffklasse und es bedarf spezieller Werkzeuge in Form von Enzymen, um sie kleinzukriegen. Und so variiert auch die Gesellschaft der Darmbakterien in Abhängigkeit davon, welche Ballaststoffe wir ihnen anbieten. Hier wohl sehr deutlich, wie die Ernährung die Darmflora beeinflusst.

Wenn wir nicht genug Ballaststoffe essen, vermehrt sich Bacteroides thetaiotaomicron. Dieses Bakterium gehört zwar der im allgemeinen geschätzten Gattung Bacteroides an, ist aber ein opportunistischer Erreger, der häufig bei Wundinfektionen, Abszessen und Sepsis die Finger im Spiel hat. Bekommt er nicht genug zu Futtern, knabbert er sie Darmschleimhaut an und das soll zu einer Schwächung der Darmbarriere führen.

Proteine

Die Proteinverdauung sollte im Dickdarm eigentlich schon abgeschlossen sein. Trotzdem können einige Darmbewohner Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, vergären und sich bei proteinreicher Ernährung des Wirtes vermehren. Zu ihnen zählen Angehörige des Stammes Firmicutes, der Gattung Bacteroides und der Proteobakterien. Das ist ein Stamm von Bakterien, der in unserem Darm weniger stark vertreten ist.

Die Fermentation von Aminosäuren liefert auch kurzkettige Fettsäuren, aber weniger als beim Abbau von Kohlenhydraten (also Ballaststoffen). Außerdem entstehen verzweigte Fettsäuren und auch bedenkliche Nebenprodukte, wie Ammoniak, Nitrosamine und TMAO (Trimethylamin-N-Oxid), ein Schlüsselmolekül der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Es macht dabei tatsächlich einen Unterschied, aus welcher Quelle das Protein stammt. Tierisches Protein, vor allem aus rotem Fleisch und Milchprodukten, führt zur Vermehrung von gallensäuretoleranten Bakterien, wie Bacteroides, Alistipes und Bilophila. Außerdem vermehren sich sulfatreduzierende Bakterien und produzieren Schwefelwasserstoff (H₂S). Das begünstigt die Entstehung von entzündlichen Darmerkrankungen. Durch die Fermentation von tierischen Proteinen nimmt außerdem Bifidobacterium ab.

Bietet man dagegen pflanzliches Eiweiß an, zum Beispiel aus Erbsen oder Soja, vermehren sich Bifidobacterium und Lactobacillus, während Bacteroides fragilis (opportunistisch pathogen) abnimmt.

Fette

Natürlich haben auch Fette in unserer Nahrung einen Einfluss auf das Darm-Mikrobiom. Vor allen gesättigte Fette könne eine Dysbiose hervorrufen. Zumindest bei Mäusen nehmen bei fettreicher Ernährung Firmicutes und Proteobakterien zu. Bacteroidestes und Bifidobacterium bifidus nehmen ab. Auch Sulfat reduzierende Bakterien gedeihen gut bei fettreicher Ernährung und produzieren Schwefelwasserstoff. Der ist giftig. Außerdem könne manche Sulfat reduzierende Bakterien, zum Beispiel Bilophila wadsworthia, die Mucosa angreifen, indem sie schwefelhaltige Verbindungen innerhalb der Proteine spalten. Vor allem Milchfett scheint sich ungünstig auszuwirken.

Anders sieht es bei einfach ungesättigten Fetten aus. Die mediterrane Ernährung soll ja unter anderem deswegen so gesund sein, weil sie reichlich Olivenöl, das wiederum reichlich die einfach ungesättigte Ölsäure enthält. Olivenöl ist antioxidativ und entzündungshemmend, aber diese Eigenschaften scheint es vielmehr den im Öl enthaltenen Polyphenolen zu verdanken. Dann macht es auch nichts mehr, dass einfach ungesättigte Fettsäuren kaum Einfluss auf die Artenvielfalt und Diversität der Darmbakterien hat.

Und wieder anders sieht es mit mehrfach ungesättigten Fetten aus. Davon können Omega-3-Fettsäuren, vor allem die aus fettem Fisch wirklich helfen, ein gesundes Mikrobiom aufzubauen und Entzündungen entgegenzuwirken. Mehrere Studien zeigen das.

Und dann gibt es noch eine weitere Klasse von Fettsäuren: die konjugierten Fettsäuren. Die heißen so, weil ihre Doppelbindungen in einem genau definierten Abstand von einer Einfachbindung auf der Kohlenstoffkette liegen. Sie gehören auch zu den mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Sie werden von den Pansenbakterien der Rinder gebildet und kommen deshalb häufig in deren Fleisch und Milchprodukten vor.

Es hat sich gezeigt, dass konjugierte Fettsäuren sich positiv auf verschiedene Krankheitsverläufe auswirken. Sie scheinen vor Krebs, Übergewoicht und Atherosklerose zu schützen. Sie haben auch Einfluss auf die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms, steigern Bacteroidetes und senken Firmicutes. Auf der Artenebene findet man einen Anstieg von Butyrivibrio, Roseburia und Lactobacillus. Das sind zwar alles Firmicuten, aber eben auch wichtige Produzenten von kurzkettigen Fettsäuren. (Man sieht hier wieder einmal deutlich, wie wenig aussagekräftig dieses Firmicutes:Bacteroidetes Verhältnis ist. Man muss viel genauer hinsehen, als auf Stammesebene.)

Jedenfalls führt die Vermehrung der SCFA Bildner auch zu einem Anstieg der SCFA.

Kochsalz

Wir lieben es und schaffen es kaum, uns an die maximale Tagesdosis von fünf Gramm zu halten. Aber Kochsalz stellt einen starken Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Bluthochdruck oder Schädigungen der Nieren dar.

Wenn wir zu viel Kochsalz essen, verändert sich auch das Mikrobiom in unserem Darm. Manche Bakterien vermehren sich. Darunter befinden sich welche, die durchaus als positiv betrachtet werden, etwa Angehörige der Familie Christensenellaceae oder der Gattung Ruminococcus. Andere nehmen ab, wie die Gattung Lactobacillus und bestimmte Clostridien, auch erwünschte Darmbewohner mit positiven Eigenschaften. Die Reduktion der Lactobacilli wirkt sich entzündungsfördernd aus.

Im Magen schaltet Helicobacter pylori, sofern es anwesend ist, sein Onkogen CagA an und schädigt damit die Magenschleimhaut. Das kann böse Folgen haben.

Lebensmittelzusatzstoffe

Wenn wir im Supermarkt woanders zugreifen als in der Obst/Gemüseabteilung oder anderen unverarbeiteten Lebensmitteln packen wir wohl immer auch Lebensmittelzusatzstoffe, wie Süßstoffe oder Emulgatoren mit ein.

Zu künstlichen Süßstoffen in der Nahrung gibt es mehrere Studien, die zeigen, dass sie zu einer Abnahme von Bifidobacterium, Lactobacillus und verschiedenen Clostridien führen, während andere Clostridien (Clostridien sind eine sehr bunte Truppe), und Bacteroides zunahmen. Auch Enterobakterien und Clostridium leptum vermehren sich. Das geht anscheinend mit einem erhöhten Nüchternblutzucker und einer verschlechterten Insulinantwort einher.

In meinem Übersichtsartikel hier aus dem Jahr 2019 steht noch, dass diese Ergebnisse nicht für Stevia gelten. Ich hab aber auch schon das exakte Gegenteil gelesen. Da braucht es wohl noch ein bisschen Forschung.

Über Emulgatoren in den Lebensmitteln, wie Lecithin oder Mono- und Diglyceride von Fettsäuren, berichten die Autoren, dass sie die mikrobielle Vielfalt im Darm einschränken, dass Bacteroides abnimmt und Akkermansia sich vermehrt. (Akkermansia ist heute eine wohl angesehene Bürgerin der Darmgemeinschaft, wobei man sie kurz nach ihrer Entdeckung für schädlich hielt, weil man glaubte, sie würde die Darmschleimhaut schädigen.) Auch Ruminococcus gnavus (kann gut oder schlecht sein) und Proteobakterien nehmen zu.

Insgesamt verschiebt sich die Stoffwechselaktivität des Mikrobioms hin zu entzündungsfördernden und schleimhautschädigenden Aktivitäten, sodass es den Bakterien leichter gelingt, die Darmbarriere zu überwinden, heißt es.

Mikronährstoffe

Unsere Darmbakterien sind in der Lage, viele Vitamine zu synthetisieren, vor allem B-Vitamine (Thiamin, Riboflavin, Niacin, Biotin, Pantothensäure, Folsäure) und Vitamin K.

Andererseits hat Vitamin D Einfluss auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms. Zum Beispiel nimmt Lachnobacterium zu, Lactococcus ab.

Antioxidantien, wie sie uns als bunte, sekundäre Pflanzenstoffe unterkommen, modulieren die Gesellschaft der Darmbakterien ebenfalls. Lutein etwa fördert das Wachstum von Bifidobacterium und Lactobacillus und hemmt unter anderem Bacteroides und Clostridien

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Mineralstoffe und Spurenelemente

Zink wird immer als Immunbooster verkauft und Zinkmangel gilt es zu vermeiden. Aber ein Zuviel an diesem Spurenelement fördert C. difficile und die mit diesem Bakterium einhergehenden Probleme, wie erhöhte Toxinausscheidungen und veränderte Immunantwort des Wirtes.

Auch Eisen macht sich nicht unbedingt gut. Ein Überfluss reduziert die bakterielle Artenvielfalt, aber fördert die Vermehrung von Proteobakterien, während es Firmicutes hemmt. Vielleicht einer der Gründe, warum rotes Fleisch, das seine Farbe ja dem eisenhaltigen Hämoglobin bzw. Myoglobin verdankt, so ungesund sein soll.

Polyphenole

Polyphenole sind sekundäre Pflanzenstoffe, die sehr viele verschiedene positive Effekte auf unsere Gesundheit haben könnten. Allerdings ist ihre Bioverfügbarkeit oft gering, weil sie oft als Glykosid, also in zuckergebundener Form, vorliegen. Unsere Darmbakterien können den Zucker abspalten und nutzen, während das übrige Polyphenol für uns leichter verfügbar wird. Eine Win–win-Situation.

Quercetin, ein verbreitetes Polyphenol, das zu Beispiel in Zwiebeln vorkommt, verändert die Zusammensetzung der Darmgesellschaft und hemmt das Wachstum von Bakterien, die mit Übergewicht in Verbindung gebracht werden (Erysipelotrichaceae, Bacillus und Eubacterium cylindroides)

Anthocyan, DER bunte Pflanzenfarbstoff, der fast überall vorkommt, Trauben, Pflaumen, Rotkohl, usw. regt Bifidobacterium, Lactobacillus und Enterococcus zum Wachstum an.

Quelle:

Rinninella, Emanuele et al. “Food Components and Dietary Habits: Keys for a Healthy Gut Microbiota Composition.” Nutrients vol. 11,10 2393. 7 Oct. 2019, doi:10.3390/nu11102393