Robert Klatt
Menschen nehmen bei einer identischen Ernährung nicht gleich viele Kalorien auf. Nun wurde entschlüsselt, wieso die Verdauung bei manchen Personen deutlich effizienter arbeitet. Das Wissen kann in Zukunft dabei helfen, personalisierte Diäten für Menschen mit Übergewicht zu konzipieren.
Tempe (U.S.A.). Die Wissenschaft hat bereits vor langem entdeckt, dass Menschen aus denselben Lebensmitteln nicht die identische Kalorienmenge in ihrem Stoffwechsel absorbieren. Das Verdauungssystem mancher Menschen kann die Nahrung also deutlich effektiver verwerten. Forscher der Arizona State University (ASU) haben nun untersucht, wieso diese deutlichen Unterschiede bestehen.
Laut der Publikation im Fachmagazin The ISME Journal haben sie dazu ein Experiment mit 17 Probanden durchgeführt, die jeweils zweimal sechs Tage in einem versiegelten Raum gelebt haben. Die Probanden haben einmal eine Diät mit stark verarbeiteten Lebensmitteln und wenig Ballaststoffen und einmal eine Ernährung mit viel Vollwertkost und vielen Ballaststoffen erhalten. Beide Diäten hatten einen identischen Anteil an Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten.
In dem hotelähnlichen Raum haben Sensoren anhand der emittierten Gase die Ganzraumkalorimeter ermittelt. Zudem haben die Forscher Blut- und Stuhlproben der Probanden analysiert und ein verschluckter Sensor hat kontinuierlich den pH-Wert, die Temperatur und den Druck im Verdauungssystem überwacht. Diese Daten zeigen, wie viele Kalorien die Menschen aus ihrer Ernährung aufnehmen und wie sich ihr Darmmikrobiom zusammensetzt.
Laut den Ergebnissen des Experiments nehmen Menschen bei einer ballaststoffreichen, naturnahen Ernährung weniger Kalorien auf. Das Experiment bestätigt somit frühere Studien, laut denen eine ballaststoffreiche Ernährung beim Abnehmen helfen kann und gesünder ist.
Zwischen den Probanden wurden jedoch teilweise deutliche Unterschiede entdeckt und manche Teilnehmer haben deutlich mehr Energie aus den ballaststoffreichen Lebensmitteln gewonnen als andere. Die Kalorienaufnahme hat mit der Anzahl der methanproduzierten Bakterien im Darmmikrobiom zugenommen. Methanproduzierende Bakterien scheinen somit dafür zu sorgen, dass die Verdauung effizienter abläuft.
Wie die Wissenschaftler erklären, wandeln manche Bakterien im Darm Ballaststoffe in kurzkettige Fettsäuren um. Dabei produzieren sie aber auch Wasserstoff, der die Verstoffwechselung von Ballaststoffen hemmt und dafür sorgt, dass ein Großteil der Fasern nicht verdaut wird.
„Menschen, die die gleiche Diät einhalten, können unterschiedlich reagieren. Ein Teil davon ist auf die Zusammensetzung ihres Darmmikrobioms zurückzuführen.“
Im Darmmikrobiom leben aber auch Bakterien, die Wasserstoff in Methan umwandeln. Sie beseitigen somit den Wasserstoff, der normalerweise die Verdauung hemmt, und helfen somit den anderen Bakterien dabei, die bei vielen Menschen nicht verwerteten Ballaststoffe in nutzbare Energie umzuwandeln. Bei Probanden, die im Experiment besonders viele Kalorien aus der ballaststoffreichen Ernährung aufgenommen hatten, kamen die Bakterien in größeren Mengen vor.
„Der menschliche Körper selbst stellt kein Methan her, nur die Archaeen tun es. Daher könnte Methan ein Biomarker sein, der eine effiziente mikrobielle Produktion von kurzkettigen Fettsäuren signalisiert.“
In Zukunft möchten die Autoren Methanmesswerte nutzen, um eine personalisierte Diät für Menschen mit Übergewicht zu entwickeln. Dazu sind aber noch weitere Studien nötig, die untersuchen, wie Menschen mit Fettleibigkeit, Diabetes und anderen Stoffwechselerkrankungen auf eine Ernährung mit einem hohen Ballaststoffanteil reagieren.
The ISME Journal, doi: 10.1093/ismejo/wraf103
