Wie hängen Darmflora, Ernährung und Entzündungen zusammen?

In unserem Darm leben zahlreiche Bakterien. Sie bilden eine komplexe Gemeinschaft: die Darmflora – oder wissenschaftlich: die Darmmikrobiota. Dieses dynamische Ökosystem beeinflusst ganz verschiedene physiologische Vorgänge in unserem Körper.

Viele chronische Erkrankungen, wie beispielsweise chronisch-entzündliche Darmerkrankungen, Fettleibigkeit (Adipositas), Diabetes sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, hängen mit Entzündungsreaktionen im Körper zusammen. Auch hierbei spielen unsere Darmbakterien eine wichtige Rolle: Sie können entzündungshemmend oder entzündungsfördernd wirken. Damit beeinflussen die Mikroben auch die Entwicklung beziehungsweise die Schwere und den Verlauf chronischer Erkrankungen.

Mit unserer Ernährung haben wir einen entscheidenden Einfluss darauf, wie sich unsere Darmflora zusammensetzt – und damit auch auf das Entzündungsgeschehen in unserem Körper. Eine aktuelle Übersichtsarbeit eines internationalen Forschungsteams fasst die umfangreichen wissenschaftlichen Erkenntnisse zusammen und analysiert, wie genau die Aspekte Darmflora, Entzündungen und Ernährung miteinander in Verbindung stehen.

Bakterien können sowohl mit ihren Zellbestandteilen oder mit ihren Stoffwechselprodukten (Metaboliten) Entzündungen auslösen oder dämpfen. Daher hängt es von der Zusammensetzung der Darmflora ab, ob sie eher pro- oder antientzündlich wirkt.

Unsere Darmbakterien können viele verschiedene Stoffwechselprodukte herstellen. Besonders wichtig sind kurzkettige Fettsäuren wie Buttersäure (Butyrat), Essigsäure (Acetat), Milchsäure und Propionsäure (Propionat), wie die Studie betont. Sie entstehen hauptsächlich beim Abbau von Ballaststoffen durch nützliche Bakterien und säuern das Darmmilieu an. Dadurch hemmen sie unerwünschte Bakterien am Wachsen und/oder Vermehren, da viele potenziell schädliche Bakterien sich bevorzugt im neutralen oder alkalischen Milieu (pH-Wert über 7) wohl fühlen.

Darüber hinaus wirkt insbesondere die Buttersäure vorteilhaft: Butyrat

• wirkt antientzündlich,
  • indem es die Ausschüttung entzündungsfördernder Botenstoffe hemmt und
  • bestimmte Immunzellen, nämlich regulatorische T-Zellen, fördert, die ihrerseits entzündungshemmend wirken,
• ernährt die Zellen der Darmschleimhaut und
• stärkt somit die Darmbarriere.

Bestimmte Bakteriengruppen zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine doppelte Zellwand besitzen (sogenannte Gram-negative Bakterien, die sich bei der Gram-Färbung rot – nicht blau – anfärben):

• Die dünne innere Schicht (Murein-Schicht) besteht aus Zuckermolekülen und Aminosäuren.
• Die dickere äußere Zellmembran trägt sogenannte Lipopolysaccharide (LPS). Das sind Moleküle aus Zuckern und Lipiden (Fette und fettähnliche Substanzen), die Oberflächenmerkmale der Bakterien bestimmen. Teile davon sind giftig und wirken entzündungsfördernd, wenn sie ins Blut gelangen. Fachleute sprechen von Endotoxinen.

Zu den Gram-negativen Bakterien gehören unter anderem die Proteobakterien, zu denen das bekannte Darmbakterium Escherichia coli (E. coli) gehört. Eine gewisse Menge an Proteobakterien gehört zu einer gesunden Darmflora dazu. Doch nimmt diese Gruppe überhand, steigt die Belastung mit LPS. Nehmen gleichzeitig nützliche Bakterien ab, besteht ein Ungleichgewicht der Darmflora, eine Dysbiose. Diese kann die Darmbarriere beeinträchtigen. Dann wird die Darmbarriere „löchrig“ und die Durchlässigkeit der Darmschleimhaut steigt. Fachleute sprechen von einem Leaky Gut, einem durchlässigen Darm. Dadurch kann eine große Menge LPS (und weiterer unerwünschter Stoffe) ins Blut gelangen und Entzündungen auslösen. Diese wiederum können eine Insulinresistenz fördern und somit das Risiko für Erkrankungen wie Fettleibigkeit und Typ 2-Diabetes erhöhen.

Fleisch, Fisch und Eier, die in der westlichen Ernährung reichlich vorkommen, enthalten bestimmte chemische Verbindungen (Carnitin und Phosphatidylcholin). Diese können durch verschiedene Darmbakterien („TMA-Bildner“) zu der organischen Stickstoffverbindung TMA (Trimethylamin) abgebaut werden. TMA wird von der Leber in TMAO (Trimethylaminoxid) umgewandelt. TMAO wiederum

• beeinflusst den Stoffwechsel von Cholesterin und Gallensäuren,
• begünstigt die Blutgerinnung,
• fördert Entzündungen der Blutgefäßwände und
• steigert die Plaque Bildung an den Wänden der Blutgefäße.

Dadurch erhöht TMAO das Risiko für eine Arterienverkalkung (Arteriosklerose) – und in der Folge für Herzinfarkt und Schlaganfall. Patienten mit hohen LPS-Werten besitzen ein deutlich höheres Arteriosklerose-Risiko – denn ein hoher Fleischverzehr begünstigt eine Dysbiose, die durch gleichzeitiges Auftreten von hohen Werten für TMAO und LPS gekennzeichnet ist, wie die Übersichtsarbeit betont.

Unsere Nahrung umfasst die Makronährstoffe Kohlenhydrate, Proteine und Fette sowie verschiedene Mikronährstoffe, zu denen Vitamine, Mineralstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe zählen. So liefert sie zum einen Baustoffe für Wachstum, Regeneration und die Aufrechterhaltung physiologischer Prozesse, zum anderen notwendiges Material für den Energiestoffwechsel.

Die aufgenommenen Nährstoffe ernähren nicht nur den Menschen, sondern auch seine Darmbakterien. Je nach Menge und Zusammensetzung der Nahrungsmittel werden unterschiedliche Bakterien beziehungsweise Bakteriengruppen gefördert. Dabei sind die Arten nicht isoliert zu betrachten: Oft bilden sie ein Netzwerk, bei dem die Ausscheidungsprodukte der einen Bakterien von anderen Bakterien weiterverarbeitet werden.

Viele Bakterien konkurrieren miteinander um Platz und Nährstoffe, so dass es zu Verdrängungswettbewerben kommt. Welche Organismen dabei die Oberhand gewinnen, hängt auch von der Art und Menge unserer Nahrung ab. Ebenso ist die bakterielle Vielfalt (Diversität) – also die Zahl der verschiedenen Bakterienarten – von unseren Ernährungsgewohnheiten abhängig.

Daher gibt es eine gute Nachricht: Über die Ernährung kann jeder von uns selbst Einfluss auf entzündliche Vorgänge im Körper nehmen. Wer nützliche Darmbakterien fördert, hat viele kleine Helfer, die (potenziell) schädliche Mikroorganismen zurückdrängen.

Allerdings ist unsere typische westliche Ernährung eher entzündungsfördernd, da sie unter anderem den Verzehr von viel Fleisch, aber wenig Ballaststoffen beinhaltet. Zudem enthält sie viel ungesundes Fett (gesättigte tierische Fette und Transfette), reichlich (raffinierten) Zucker und Weißmehl, aber nur wenig Ballaststoffe.

Mit einer eiweißreichen Ernährung fördern wir TMA-bildende und eiweißabbauende (proteolytische) Bakterien im Darm. Dazu gehören insbesondere – aber nicht nur – die Proteobakterien. Steigt deren Zahl, nimmt auch die Belastung mit LPS zu.
Wenn gleichzeitig – ernährungsbedingt – die Anzahl der ballaststoffabbauenden Bakterien abnimmt und demzufolge weniger Buttersäure gebildet wird, kommt es zum oben beschriebenen Leaky Gut – und dem Übergang, der sogenannten Translokation, von LPS aus dem Darm ins Blut. Dort triggert es die Ausschüttung proentzündlicher Botenstoffe. Zudem begünstigt LPS eine Insulinresistenz, die ihrerseits das Risiko für Typ-2-Diabetes erhöht, und belastet obendrein die Leber.

Auf die Darmflora bezogen, bewirkt die westliche Ernährung laut der Übersichtsarbeit:

• eine Zunahme opportunistischer Bakteriengruppen wie zum Beispiel der
  • Proteobakterien. Sie sorgen für eine Belastung mit LPS. Zudem gehören zu dieser Bakteriengruppe viele potenzielle Krankheitserreger.
    Opportunistisch bedeutet, sie sind nicht zwingend krankheitserregend, können aber Menschen, die bereits körperlich beeinträchtigt sind, weiter schwächen.
• eine Abnahme von Bakterien, die als nützlich angesehen werden, wie beispielsweise
  • Eubacterium rectale, das zu den zehn häufigsten Darmmikroben bei gesunden Menschen gehört, oder
  • Bifidobakterien, anaerob (ohne Sauerstoff) lebende Stäbchenbakterien, die zu den Milchsäurebakterien zählen. Sie machen etwa ein Viertel der Dickdarmflora eines gesunden Menschen aus – und sogar 95 Prozent der Darmflora eines Neugeborenen.
• eine Verringerung der bakteriellen Vielfalt.

Diese Dysbiose, also die negative Veränderung der Darmflora, führt zu einer verringerten Produktion antientzündlich wirkender kurzkettiger Fettsäuren. Die Menge an TMAO, LPS und entzündlicher Botenstoffe (Zytokine) steigt hingegen an.

Wenn wir uns dagegen bevorzugt pflanzlich ernähren, also mit viel – naturbelassenem und wenig verarbeitetem – Obst und Gemüse, aber wenig Fleisch, können die „guten“ Bakterien aus den verzehrten Ballaststoffen viele kurzkettige Fettsäuren herstellen. Diese säuern das Darmmilieu an und machen den unerwünschten Keimen im wahrsten Sinne des Wortes das Leben sauer. Damit sinkt die Zahl entzündungsfördernder Bakterien. Obendrein stärkt Buttersäure die Darmbarriere und hilft so zu verhindern, dass entzündungsfördernde Substanzen wie beispielsweise LPS ins Blut gelangen.

Zudem nehmen bei verringertem Verzehr tierischer Eiweiße die Zellzahlen TMA-bildender Bakterien im Darm ab.  Dadurch entsteht weniger TMAO, und das Risiko für entzündliche Geschehen in den Blutgefäßen verringert sich – und damit auch das Arteriosklerose-Risiko.

Eine gesunde pflanzliche Ernährung reduziert opportunistische Bakterien und unterstützt gesundheitsfördernde Bakterienarten. Gleichzeitig steigt die mikrobielle Vielfalt. Dies führt zu einer gesteigerten Produktion kurzkettiger Fettsäuren und einer Abnahme von LPS und entzündungsfördernder Zytokine. Als besondere Form gilt die mediterrane Ernährung: Sie ist reich an Ballaststoffen und sekundären Pflanzenstoffen wie Polyphenolen; zudem liefert sie viele gesunde Omega-3-Fettsäuren (durch den Verzehr pflanzlicher Öle und Fisch). Dagegen stehen tierisches Eiweiß und gesättigte Fettsäuren nur in geringen Mengen auf dem mediterranen Speiseplan.

Ein weiteres großes Plus der pflanzenbetonten und mediterranen Ernährung ist die Zufuhr bioaktiver Substanzen. Dazu gehören zum Beispiel Mineralstoffe und Vitamine, die häufig antientzündliche und antioxidative Wirkungen besitzen. Das bedeutet, sie fangen sogenannte freie Radikale – reaktionsfreudige Moleküle – ab, die Zellschäden und damit ebenfalls Entzündungen auslösen können.

Zudem liefern Obst und Gemüse sekundäre Pflanzenstoffe wie Polyphenole. Auch sie können antioxidativ wirken. Dazu gehören beispielsweise die Anthocyane, die Blüten und Früchten ihre rote bis blauschwarze Farbe verleihen.

Zudem können Polyphenole ebenfalls die Darmflora regulieren:

• Sie fördern das Wachstum nützlicher Bakterien – wie beispielsweise Bifidobakterien – und aktivieren dadurch auch entzündungshemmende Signalwege.
• Gleichzeitig können sie das Wachstum unerwünschter Keime direkt hemmen.

Die Übersichtsarbeit hat zusammenfassend festgestellt, dass die beiden Ernährungsformen westlich und pflanzenbasiert/mediterran entgegengesetzte Wirkungen auf die Zusammensetzung der Darmflora, die Menge antientzündlich beziehungsweise proentzündlicher Substanzen und Botenstoffe sowie auf das Risiko ernährungsbedingter Krankheiten haben:

Die Übersichtsarbeit beleuchtet die komplexen Wechselwirkungen zwischen Ernährung, Darmflora und Entzündungen. Auch wenn es noch weiteren Forschungsbedarf gibt, können schon jetzt ernährungsbedingte Ansätze bei der Behandlung verschiedener Erkrankungen genutzt werden. Dazu zählen entzündliche Erkrankungen und stoffwechselbedingte Krankheiten, die ebenfalls von entzündlichen Geschehen verursacht oder verstärkt werden – wie beispielsweise Fettleibigkeit und Zuckerkrankheit (Typ 2-Diabetes). Insbesondere eine mediterrane Diät erweist sich in vielen Fällen als vorteilhaft. Die pflanzenbetonte Ernährung punktet mit Inhaltsstoffen, die das Wachstum nützlicher Bakterien fördern, aber die Vermehrung schädlicher Keime hemmen können.