Studie: Abnehmen verändert das Darmmikrobiom und die Hirnaktivität erheblich

Eine Methode, Körpergewicht zu reduzieren, ist die intermittierende Energierestriktion (IER), bei der sich Tage relativen Fastens mit Tagen normaler Ernährung abwechseln. Was macht das mit dem Darmmikrobiom?

„Wir zeigen, dass eine IER-Diät die menschliche Hirn-Darmmikrobiom-Achse verändert“, beschreibt Dr. Qiang Zeng, Forscher am Health Management Institute des PLA General Hospital in Peking (China) eine aktuelle Studie, bei der er als Letztautor fungierte. „Die beobachteten Veränderungen im Darmmikrobiom und in der Aktivität in additionsbezogenen Gehirnregionen während und nach der Gewichtsabnahme sind hochdynamisch und zeitlich gekoppelt.“

Der schnelle Weg zum Abnehmen

Mittels Metagenomik analysierten die Autoren Stuhlproben, Blutmessungen und funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) von 25 übergewichtigen chinesischen Frauen und Männern unter IER-Diät, um Veränderungen in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms, physiologische Parameter und Werte im Serum sowie die Gehirnaktivität zu untersuchen. Die Teilnehmer waren im Durchschnitt 27 Jahre alt und hatten einen Body-Mass-Index (BMI) zwischen 28 und 45.

„Ein gesundes, ausgewogenes Darmmikrobiom ist entscheidend für die Energiehomöostase und die Aufrechterhaltung eines normalen Gewichts“, erklärt Co-Autor Dr. Yongli Li von der Abteilung für Gesundheitsmanagement des Volkskrankenhauses für die Provinz Henan in Zhengzhou (China). „Im Gegensatz dazu kann ein abnormales Darmmikrobiom unser Essverhalten verändern, indem es bestimmte Gehirnregionen beeinflusst, die bei Sucht eine Rolle spielen.“

Zunächst durchliefen die Teilnehmer eine „stark kontrollierte Fastenphase“ von 32 Tagen, in der sie von einem Ernährungsberater personalisierte Mahlzeiten erhielten, deren Kalorienwert schrittweise auf ein Viertel ihrer Grundenergieaufnahme sank. Anschließend verbrachten sie 30 Tage in einer „geringgradig kontrollierten Fastenphase“, in der sie eine Liste mit empfohlenen Lebensmitteln ausgehändigt bekamen: Teilnehmer, die sich perfekt an diese Diät hielten, nahmen 500 (Frauen) beziehungsweise 600 Kalorien (Männer) pro Tag zu sich.

Synchrone Veränderungen der Gehirnaktivität und des Darmmikrobioms

Bis zum Ende der Studie war das Körpergewicht der Probanden um durchschnittlich 7,6 kg oder 7,8 Prozent zurückgegangen. Wie erwartet kam es zu einer Verringerung des Körperfetts und des Taillenumfangs. Ebenso waren der Blutdruck, die Nüchternglukose im Plasma sowie der Serumwert für Gesamtcholesterin, HDL- und LDL-Cholesterin sowie die Aktivität wichtiger Leberenzyme gesunken. Dies lege nahe, dass die IER dazu beiträgt, mit Adipositas verbundene Begleiterkrankungen wie Bluthochdruck, Hyperlipidämie und Leberfunktionsstörungen zu reduzieren, erklären die Wissenschaftler.

Die Autoren beobachteten nach IER einen Rückgang der Aktivität in Hirnregionen, die an der Regulierung von Appetit und Suchtempfinden beteiligt sind. Im Darmmikrobiom stieg die Häufigkeit der Bakterien Faecalibacterium prausnitzii, Parabacteroides distasonis und Bacterokles uniformis stark an, während die von Escherichia coli abnahm. Weitere Analysen ergaben, dass die Häufigkeit der Bakterien E. coli, Coprococcus und Eubacterium hallii negativ mit der Aktivität des linken orbitalen unteren Frontalgyrus des Gehirns zusammenhängt, der bekanntermaßen eine Schlüsselrolle bei der Exekutivfunktion spielt – einschließlich unseres Willens zur Gewichtsreduktion. Im Gegensatz dazu korrelierte die Häufigkeit der Bakterien P. distasonis und Flavonifractor plautii positiv mit der Aktivität von Gehirnregionen, die mit Aufmerksamkeit, motorischer Hemmung, Emotion und Lernen verbunden sind.

Die Evidenz abwägen

Diese Ergebnisse legen nahe, dass Veränderungen im Gehirn und im Mikrobiom während und nach einer Gewichtsabnahme miteinander verbunden sind – entweder weil sie sich gegenseitig verursachen, oder weil ein unbekannter anderer Faktor zu beidem führt.

„Es wird angenommen, dass das Darmmikrobiom auf komplexe, bidirektionale Weise mit dem Gehirn kommuniziert. Das Mikrobiom produziert Neurotransmitter und Neurotoxine, die über Nerven und den Blutkreislauf ins Gehirn gelangen. Im Gegenzug steuert das Gehirn das Essverhalten, während Nährstoffe aus unserer Ernährung die Zusammensetzung des Darmmikrobioms verändern“, beschreibt Co-Autor Dr. Xiaoning Wang vom Institut für Geriatrie des PLA General Hospital.

Co-Autor Dr. Liming Wang, ebenfalls vom Health Management Institute in Peking, erklärt: „Die nächste zu beantwortende Frage ist der genaue Mechanismus, durch den das Darmmikrobiom und das Gehirn bei adipösen Menschen kommunizieren, auch während der Gewichtsabnahme.“ In Zukunft gelte es beispielsweise die Frage zu klären, welche spezifischen Darmmikrobiomen und Gehirnregionen entscheidend für eine erfolgreiche Gewichtsabnahme und die Aufrechterhaltung eines gesunden Gewichts sind.