Zucker stört das Mikrobiom, beseitigt den Schutz vor Fettleibigkeit und Diabetes

Eine Studie an Mäusen ergab, dass Nahrungszucker das Darmmikrobiom verändert und eine Kette von Ereignissen auslöst, die zu Stoffwechselerkrankungen, Prädiabetes und Gewichtszunahme führen.

Die heute veröffentlichten Ergebnisse in Zellelegen nahe, dass die Ernährung wichtig ist, aber ein optimales Mikrobiom ist ebenso wichtig für die Prävention von metabolischem Syndrom, Diabetes und Fettleibigkeit.

Die Ernährung verändert das Mikrobiom

Eine fettreiche, zuckerreiche Ernährung nach westlichem Vorbild kann zu Fettleibigkeit, metabolischem Syndrom und Diabetes führen, aber wie die Ernährung ungesunde Veränderungen im Körper auslöst, ist unbekannt.

Das Darmmikrobiom ist für die Ernährung eines Tieres unverzichtbar, daher untersuchten Ivalyo Ivanov, Ph.D., außerordentlicher Professor für Mikrobiologie und Immunologie am Vagelos College of Physicians and Surgeons der Columbia University, und seine Kollegen die anfänglichen Auswirkungen der Ernährung nach westlichem Vorbild auf die Mikrobiom von Mäusen.

Nach vier Wochen Diät zeigten die Tiere Merkmale des metabolischen Syndroms, wie Gewichtszunahme, Insulinresistenz und Glukoseintoleranz. Und ihre Mikrobiome hatten sich dramatisch verändert, wobei die Menge an segmentierten Fadenbakterien – die in der Darmmikrobiota von Nagetieren, Fischen und Hühnern verbreitet sind – stark abnahm und andere Bakterien in Hülle und Fülle zunahmen.

Veränderungen des Mikrobioms verändern Th17-Zellen

Die Verringerung der Fadenbakterien, fanden die Forscher heraus, war durch ihre Wirkung auf die Th17-Immunzellen entscheidend für die Gesundheit der Tiere. Der Rückgang der Fadenbakterien reduzierte die Anzahl der Th17-Zellen im Darm, und weitere Experimente zeigten, dass es die Th17-Zellen sind, die notwendig sind, um Stoffwechselerkrankungen, Diabetes und Gewichtszunahme zu verhindern.

„Diese Immunzellen produzieren Moleküle, die die Aufnahme von „schlechten“ Lipiden aus dem Darm verlangsamen und Darmentzündungen verringern“, sagt Ivanov. „Mit anderen Worten, sie halten den Darm gesund und schützen den Körper vor der Aufnahme krankheitserregender Lipide.“

Zucker gegen Fett

Welche Komponente der fettreichen, zuckerreichen Ernährung führte zu diesen Veränderungen? Ivanovs Team stellte fest, dass Zucker schuld war.

„Zucker beseitigt die Fadenbakterien, und die schützenden Th17-Zellen verschwinden als Folge davon“, sagt Ivanov. „Wenn wir Mäusen eine zuckerfreie, fettreiche Ernährung verabreicht haben, behalten sie die Darm-Th17-Zellen und waren vollständig vor der Entwicklung von Fettleibigkeit und Prädiabetes geschützt, obwohl sie die gleiche Anzahl von Kalorien zu sich genommen haben.“

Aber der Verzicht auf Zucker half nicht allen Mäusen. Bei denen, denen anfangs fadenförmige Bakterien fehlten, hatte die Eliminierung von Zucker keine positive Wirkung, und die Tiere wurden fettleibig und entwickelten Diabetes.

„Dies deutet darauf hin, dass einige beliebte Ernährungsmaßnahmen, wie die Minimierung von Zucker, möglicherweise nur bei Menschen funktionieren, die bestimmte Bakterienpopulationen in ihrer Mikrobiota haben“, sagt Ivanov.

In diesen Fällen können bestimmte Probiotika hilfreich sein. Bei Ivanovs Mäusen führte die Zufuhr von Fadenbakterien zur Erholung der Th17-Zellen und zum Schutz vor dem metabolischen Syndrom, obwohl die Tiere eine fettreiche Ernährung zu sich nahmen.

Obwohl Menschen nicht die gleichen Fadenbakterien wie Mäuse haben, glaubt Ivanov, dass andere Bakterien in Menschen die gleiche Schutzwirkung haben könnten.

Die Bereitstellung von Th17-Zellen für die Mäuse bot auch Schutz und könnte auch für Menschen therapeutisch sein. „Mikrobiota sind wichtig, aber der eigentliche Schutz kommt von den Th17-Zellen, die von den Bakterien induziert werden“, sagt Ivanov.

„Unsere Studie betont, dass eine komplexe Wechselwirkung zwischen Ernährung, Mikrobiota und dem Immunsystem eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Fettleibigkeit, metabolischem Syndrom, Typ-2-Diabetes und anderen Erkrankungen spielt“, sagt Ivanov. „Es deutet darauf hin, dass es für eine optimale Gesundheit wichtig ist, nicht nur Ihre Ernährung zu ändern, sondern auch Ihr Mikrobiom oder Ihr Darm-Immunsystem zu verbessern, beispielsweise durch die Erhöhung der Th17-Zell-induzierenden Bakterien.“