Neuer BMI gibt eindeutigere Hinweise auf Stoffwechselstörungen

Der metabolische BMI basiert auf umfassenden Stoffwechselmessungen und bildet die eigentliche Stoffwechselgesundheit deutlich besser ab als der herkömmliche BMI. Normalgewichtige Personen mit hohem metabolischen BMI haben laut einer neuen Studie ein bis zu fünfmal höheres Risiko für Stoffwechselerkrankungen.

Der herkömmliche Body-Mass-Index (BMI) aus Körpergröße und Gewicht zeigt zwar Übergewicht an, erfasst jedoch nicht, wie gesund oder krank das Körperfett wirklich ist. Bis zu 30 Prozent der Menschen gelten laut BMI als normalgewichtig, zeigen aber bereits gefährliche Veränderungen des Stoffwechsels. Umgekehrt gibt es Personen mit erhöhtem BMI, deren Stoffwechsel weitgehend unauffällig bleibt. Diese Diskrepanz kann dazu führen, dass Risikopatienten und -patientinnen zu spät erkannt und behandelt werden.

Forschende der Universitäten Leipzig und Göteborg haben deshalb einen neuartigen Ansatz entwickelt, um das individuelle Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes oder Fettleber genauer zu bestimmen. Statt sich ausschließlich auf den bekannten BMI zu stützen, entwickelte das Team ein KI-basiertes Rechenmodell aus Stoffwechselmessungen – den metabolischen BMI (metBMI). Die Studie wurde in der Fachzeitschrift “Nature Medicine” veröffentlicht.

Umfangreiche metabolische Phänotypisierung

Für die aktuelle wissenschaftliche Arbeit nutzte das internationale Forschungsteam Daten von zwei großen schwedischen Bevölkerungsstudien mit insgesamt fast 2000 Teilnehmenden. Neben klassischen Gesundheits- und Lebensstilmerkmalen wurden umfangreiche Laborwerte aus dem Blut und dem Darmmikrobiom erhoben und mithilfe von Multi-Omics-Analysen metabolische Profile erstellt. Auf dieser Grundlage entwickelten die Forschenden ein Rechenmodell, das den metabolischen BMI vorhersagt.

„Unser metabolischer BMI deckt eine versteckte Stoffwechselstörung auf, die auf der Waage nicht immer sichtbar ist. Zwei Menschen mit dem gleichen BMI können je nach Funktion ihres Stoffwechsels und ihres Fettgewebes völlig unterschiedliche Risikoprofile aufweisen“, sagt Dr. Rima Chakaroun, Wissenschaftlerin der Universitätsmedizin Leipzig und Erstautorin der Studie. Während eines Gastaufenthalts an der Universität Göteborg leitete sie mit Prof. Fredrik Bäckhed diese wissenschaftliche Arbeit.

Die erst kürzlich veröffentlichten Ergebnisse einer Langzeitstudie untermauern die Bedeutung dieser Erkenntnisse. Umfassende Metabolom-Analysen von Teilnehmenden der KORA-Studie ergaben, dass mit der Entstehung von Typ-2-Diabetes schon weit im Voraus Veränderungen im Stoffwechsel einhergehen (wir berichteten).

Enger Zusammenhang mit Darmbakterien

Die Ergebnisse zeigen, dass ein unerwartet hoher metBMI mit einem bis zu fünfmal höheren Risiko für eine Reihe von Krankheiten und Beschwerden verbunden ist: Fettleber, Diabetes, Fettansammlung um die inneren Organe, Insulinresistenz. Zudem verloren Menschen mit hohem metBMI 30 Prozent weniger Gewicht nach bariatrischen Operationen. Diese Patienten wurden am Universitätsklinikum Leipzig operiert, dadurch konnten für die Studie umfassende Daten gewonnen werden.

Ein wichtiger Befund der Forschungsarbeit war die enge Beziehung zwischen dem metabolischen Profil und der Zusammensetzung der Bakterien im Darm. Menschen mit höherem metBMI hatten eine geringere bakterielle Vielfalt und ein vermindertes Potenzial ihrer Darmflora, Ballaststoffe in gesundheitsfördernde Fettsäuren wie Buttersäure umzuwandeln. Die Studie hebt auch hervor, dass genetische Faktoren für den metBMI weniger wichtig sind als der Lebensstil und die Umwelt.

Der von den Forschenden entwickelte metBMI basiert auf umfassenden Messungen von Stoffwechselmolekülen im Blut. Aus ursprünglich mehr als 1000 analysierten Stoffwechselprodukten ließ sich ein reduziertes Panel aus nur 66 Metaboliten identifizieren, das nahezu die gleiche Aussagekraft behielt. Diese Moleküle reflektieren vor allem den engen Austausch zwischen körpereigenem Stoffwechsel und Darmbakterien.

Bedeutung für die Medizin der Zukunft

„Der traditionelle BMI übersieht oft Menschen, die normalgewichtig sind, aber ein hohes Stoffwechselrisiko haben. Der metBMI kann zu einer faireren und genaueren Einschätzung des Krankheitsrisikos beitragen“, sagt Chakaroun. Somit kann das Modell helfen, Betroffene früher zu identifizieren, die Auswahl für chirurgische oder medikamentöse Interventionen zu präzisieren und therapeutische Entscheidungen zu personalisieren. Künftig sollen die Modelle weiter verbessert werden, indem dynamische Marker zur Insulinsekretion berücksichtigt und experimentelle Studien zur Darmmikrobiom-Metaboliten-Achse gestartet werden.