Darmgesundheit & Mikrobiom: Was die Forschung zeigt

Ein eigenes Ökosystem im Darm

In unserem Verdauungstrakt leben rund 38 Billionen Bakterien (Schätzung für einen 70 kg schweren Mann). Das sind etwa gleich viele Zellen wie der menschliche Körper selbst besitzt (Sender et al., 2016). Diese Gemeinschaft wird als Darmmikrobiom bezeichnet. In einer Studie mit 124 Personen aus Europa kamen zusammen zwischen 1000 und 1150 häufige Bakterienarten vor, bei jeder einzelnen Person mindestens 160 (Qin et al., 2010). Zusammen wiegen sie rund 200 Gramm und bilden ein komplexes Ökosystem, das weit mehr tut als nur bei der Verdauung zu helfen.

Das Human Microbiome Project (2012), ein Grossprojekt der US-amerikanischen National Institutes of Health, hat die mikrobielle Vielfalt gesunder Menschen an verschiedenen Körperstellen untersucht, in der bis dahin grössten Teilnehmergruppe. Die Ergebnisse zeigen: Das Mikrobiom ist so individuell wie ein Fingerabdruck. Jeder Mensch trägt eine einzigartige Kombination von Bakterienstämmen.

Die Darm-Hirn-Achse

Darm und Gehirn kommunizieren über den Vagusnerv, Hormone und Neurotransmitter in beide Richtungen. Dieses Kommunikationssystem wird als Darm-Hirn-Achse bezeichnet.

Ein besonders eindrückliches Beispiel: Rund 90% des körpereigenen Serotonins werden im Darm produziert (Yano et al., 2015). Serotonin ist ein Neurotransmitter. In Versuchen an Mäusen förderten bestimmte Darmbakterien die Serotoninbildung in Zellen der Dickdarmschleimhaut (Yano et al., 2015).

Eine Studie mit zehn Freiwilligen zeigte: Schon fünf Tage mit ausschliesslich tierischer oder ausschliesslich pflanzlicher Kost veränderten die Zusammensetzung des Darmmikrobioms messbar (David et al., 2014).

Präbiotika, Probiotika und Postbiotika

Diese drei Begriffe werden häufig verwechselt. Hier die Unterschiede:

Begriff	Was ist das?	Beispiele
Präbiotika	Unverdauliche Ballaststoffe, die als Nahrung für nützliche Darmbakterien dienen	Inulin, resistente Stärke, Pektin (in Chicorée, Knoblauch, Zwiebeln, Bananen, Hafer)
Probiotika	Lebende Mikroorganismen, die in ausreichender Menge aufgenommen einen gesundheitlichen Nutzen für den Körper haben (Definition von FAO und WHO)	Lactobacillus, Bifidobacterium (in Joghurt, Kefir, Sauerkraut, Kimchi, Miso)
Postbiotika	Zubereitungen aus inaktivierten Mikroorganismen und/oder ihren Bestandteilen, die einen gesundheitlichen Nutzen haben (Definition der Fachgesellschaft ISAPP, 2021)	Inaktivierte Mikroorganismen oder Zellbestandteile, mit oder ohne Stoffwechselprodukte

Besonders Butyrat (Buttersäure) steht im Fokus der Forschung. Diese kurzkettige Fettsäure wird von Darmbakterien aus Ballaststoffen produziert. Ihre Rolle im Darm wird aktiv untersucht.

Ballaststoff-Diversität als Schlüssel

Das American Gut Project (McDonald et al., 2018) untersuchte die Stuhlproben von über 10.000 Teilnehmenden aus 45 Ländern und Gebieten, die meisten aus den USA, Grossbritannien und Australien. Ein zentrales Ergebnis: Personen, die mehr als 30 verschiedene Pflanzenarten pro Woche assen, wiesen eine signifikant grössere Mikrobiom-Diversität auf als Personen mit weniger als 10 verschiedenen Pflanzenarten.

Zu Pflanzenarten zählen dabei:

• Gemüse und Früchte
• Hülsenfrüchte (Linsen, Kichererbsen, Bohnen)
• Vollkorngetreide (Hafer, Dinkel, Quinoa)
• Nüsse und Samen
• Kräuter und Gewürze
• Gräser (z.B. Gerstengras, Weizengras)

Neben der Menge an Ballaststoffen (Richtwert: 30 g pro Tag) unterstützt wahrscheinlich auch die Vielfalt der Ballaststoffarten eine vielfältigere Bakteriengemeinschaft (McDonald et al., 2018). Verschiedene Ballaststofftypen nähren unterschiedliche Bakterienstämme. Hülsenfrüchte, Nüsse und Samen haben einen hohen Ballaststoffgehalt, ebenso Vollkorngetreide (DGE).

Pflanzliche Ernährung und Mikrobiom-Vielfalt

Forschungsergebnisse von Sonnenburg et al. deuten darauf hin, dass eine ballaststoffreiche, pflanzenbetonte Ernährung die mikrobielle Vielfalt im Darm fördern kann. Im Gegensatz dazu wurde eine ballaststoffarme Ernährung mit einer Reduktion bestimmter Bakterienarten in Verbindung gebracht.

Das American Gut Project zeigte: Die Zahl verschiedener Pflanzen in der Ernährung hing mit der Mikrobiom-Diversität zusammen, Ernährungsformen wie vegan oder omnivor erklärten dagegen kaum etwas (McDonald et al., 2018).

Was das Mikrobiom verändern kann

Verschiedene Faktoren können die Zusammensetzung des Mikrobioms verändern:

• Antibiotika: Notwendig bei bakteriellen Infektionen, aber sie verringern auch nützliche Darmbakterien. Bei zwölf gesunden Männern erholte sich das Mikrobiom nach vier Tagen mit drei Antibiotika innerhalb von etwa anderthalb Monaten weitgehend. Neun häufige Bakterienarten waren aber nach sechs Monaten bei den meisten noch nicht nachweisbar (Palleja et al., 2018).
• Stress: In Tierversuchen veränderten verschiedene Stressoren die Zusammensetzung des Darmmikrobioms. Beim Menschen ist die Datenlage bisher dünn (Karl et al., 2018).

Praktische Empfehlungen

Einige einfache Prinzipien für den Alltag:

• Pflanzenvielfalt erhöhen: 30 verschiedene Pflanzenarten pro Woche anstreben. Kräuter und Gewürze zählen mit.
• Fermentierte Lebensmittel: Regelmässig Joghurt, Kefir, Sauerkraut oder Kimchi in die Ernährung integrieren.
• Ballaststoffreich essen: Hülsenfrüchte, Vollkorngetreide, Gemüse und Obst bilden die Basis.
• Verarbeitete Lebensmittel reduzieren.
• Langsam steigern: Wer bisher wenig Ballaststoffe isst, sollte die Menge schrittweise erhöhen, damit sich der Darm anpassen kann.

Fazit

Das Darmmikrobiom ist ein faszinierendes Forschungsfeld, das in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht hat. Die Forschung bringt eine vielfältige, ballaststoffreiche Ernährung mit reichlich pflanzlichen Lebensmitteln mit einem vielfältigeren Mikrobiom in Verbindung. Auffällig dabei: Die Zahl verschiedener Pflanzen hing mit der Mikrobiom-Diversität zusammen, die Ernährungsform kaum.

Mehr über Ballaststoffe, ihre Wirkung und praktische Tipps zur Steigerung der Zufuhr: Ballaststoffe: Der unterschätzte Nährstoff.

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Quellen:

• Sender R, Fuchs S, Milo R (2016). Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLOS Biology, 14(8), e1002533. DOI: 10.1371/journal.pbio.1002533
• Qin J, Li R, Raes J et al. (2010). A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature, 464(7285), 59-65. DOI: 10.1038/nature08821
• Human Microbiome Project Consortium (2012). Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature, 486(7402), 207-214. DOI: 10.1038/nature11234
• Yano JM, Yu K, Donaldson GP, Shastri GG, Ann P, Ma L, Nagler CR, Ismagilov RF, Mazmanian SK, Hsiao EY (2015). Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell, 161(2), 264-276. DOI: 10.1016/j.cell.2015.02.047
• David LA, Maurice CF, Carmody RN et al. (2014). Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature, 505(7484), 559-563. DOI: 10.1038/nature12820
• Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ et al. (2014). The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 11(8), 506-514. DOI: 10.1038/nrgastro.2014.66
• Salminen S, Collado MC, Endo A, Hill C, Lebeer S et al. (2021). The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18(9), 649-667. DOI: 10.1038/s41575-021-00440-6
• Sonnenburg ED, Sonnenburg JL (2014). Starving our microbial self: the deleterious consequences of a diet deficient in microbiota-accessible carbohydrates. Cell Metabolism, 20(5), 779-786. DOI: 10.1016/j.cmet.2014.07.003
• McDonald D, Hyde E, Debelius JW, Morton JT, Gonzalez A et al. (2018). American Gut: an Open Platform for Citizen Science Microbiome Research. mSystems, 3(3), e00031-18. DOI: 10.1128/mSystems.00031-18
• Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE). Ausgewählte Fragen und Antworten zu Ballaststoffen. dge.de
• Palleja A, Mikkelsen KH, Forslund SK et al. (2018). Recovery of gut microbiota of healthy adults following antibiotic exposure. Nature Microbiology, 3(11), 1255-1265. DOI: 10.1038/s41564-018-0257-9
• Karl JP, Hatch AM, Arcidiacono SM, Pearce SC, Pantoja-Feliciano IG, Doherty LA, Soares JW (2018). Effects of Psychological, Environmental and Physical Stressors on the Gut Microbiota. Frontiers in Microbiology, 9, 2013. DOI: 10.3389/fmicb.2018.02013