Artikel zur Langlebigkeit

Ketogene Diät verändert die Darmmikrobiota und reduziert Entzündungen

eine ketogene Diät, die reich an Fett und wenig Kohlenhydraten ist, kann Entzündungen reduzieren und die Darmgesundheit verbessern
  • Ketogene Diäten (KD), die wenig Kohlenhydrate und viel Fett enthalten, produzieren Ketonkörper, die Entzündungen unterdrücken und das Darmmikrobiom verändern.

  • Bei übergewichtigen oder fettleibigen Männern kam es nach 8 Wochen der KD zu Veränderungen der Darmmikroben, einschließlich einer Verringerung der Bifidobakterien. 

  • Obwohl Bifidobakterien nützlich sein können, erhöhen sie die Zahl der entzündungsfördernden Th17-Zellen. 

  • Bei Mäusen reduzierte die KD die Menge an Th17-Zellen im Darm durch Ketonkörper, die β-Hydroxybutyrat, eine kurzkettige Fettsäure, erhöhen.

  • Sie fanden auch heraus, dass fettreiche und ketogene Diäten gegensätzliche Auswirkungen auf das Darmmikrobiom haben, was darauf hindeutet, dass die Produktion von Ketonkörpern eine notwendige Komponente für die entzündungshemmende Wirkung ist.

Dieser Artikel wurde auf EurekAlert.org veröffentlicht:

Kohlenhydratarme, fettreiche ketogene Diäten, die in den letzten Jahren aufgrund ihrer angeblichen Vorteile bei der Verringerung von Entzündungen und der Förderung von Gewichtsverlust und Herzgesundheit öffentliches Interesse geweckt haben, haben dramatische Auswirkungen auf die im menschlichen Darm lebenden Mikroben, die zusammenfassend als bezeichnet werden das Mikrobiom, laut einer neuen Studie der UC San Francisco an einer kleinen Kohorte freiwilliger Probanden.

Zusätzliche Untersuchungen an Mäusen zeigten, dass sogenannte „Ketonkörper“, ein molekulares Nebenprodukt, das der ketogenen Ernährung ihren Namen gibt, sich direkt auf das Darmmikrobiom auswirken und letztlich Entzündungen unterdrücken können Autoimmunerkrankungen, die den Darm betreffen.

Bei ketogenen Diäten wird der Kohlenhydratverbrauch drastisch reduziert, um den Körper zu zwingen, seinen Stoffwechsel auf die Verwendung von Fettmolekülen anstelle von Kohlenhydraten als primäre Energiequelle umzustellen – wobei als Nebenprodukt Ketonkörper entstehen – eine Verschiebung, die laut Befürwortern zahlreich ist gesundheitliche Vorteile.

„Ich habe mich für diese Frage interessiert, weil unsere früheren Untersuchungen gezeigt haben, dass fettreiche Diäten Veränderungen im Darmmikrobiom hervorrufen, die Stoffwechsel- und andere Erkrankungen bei Mäusen begünstigen. Als Möglichkeit wurden jedoch ketogene Diäten vorgeschlagen, die einen noch höheren Fettgehalt haben um Krankheiten vorzubeugen oder sogar zu behandeln“, sagte Peter Turnbaugh, PhD, außerordentlicher Professor für Mikrobiologie und Immunologie an der UCSF, Mitglied des UCSF Benioff Center for Microbiome Medicine und Chan Zuckerberg Biohub Investigator. „Wir haben beschlossen, diese rätselhafte Dichotomie zu untersuchen.“

In ihrer neuen Studie, die am 20. Mai 2020 in Cell veröffentlicht wurde, arbeiteten Turnbaugh und Kollegen mit der gemeinnützigen Nutrition Science Initiative zusammen, um 17 erwachsene übergewichtige oder fettleibige Männer ohne Diabetes zu rekrutieren, die zwei Monate als stationäre Patienten auf einer Stoffwechselstation verbringen sollten, wo ihre Ernährung und ihr Trainingsniveau gleich waren sorgfältig überwacht und kontrolliert.

In den ersten vier Wochen der Studie erhielten die Teilnehmer entweder eine „Standard“-Diät bestehend aus 50 Prozent Kohlenhydraten, 15 Prozent Eiweiß und 35 Prozent Fett oder eine ketogene Diät mit 5 Prozent Kohlenhydraten, 15 Prozent Eiweiß und 80 Prozent Fett. Nach vier Wochen wechselten die beiden Gruppen ihre Ernährung, um den Forschern zu ermöglichen, zu untersuchen, wie der Wechsel zwischen den beiden Diäten das Mikrobiom der Teilnehmer veränderte.

Die Analyse der in den Stuhlproben der Teilnehmer gefundenen mikrobiellen DNA zeigte, dass der Wechsel zwischen Standard- und ketogener Ernährung die Anteile der im Darm vorkommenden mikrobiellen Stämme Actinobacteria, Bacteroidetes und Firmicutes im Darm der Teilnehmer dramatisch veränderte, einschließlich signifikanter Veränderungen bei 19 verschiedenen Bakteriengattungen. Die Forscher konzentrierten sich auf eine bestimmte Bakteriengattung – die häufig vorkommenden probiotischen Bifidobakterien –, die bei der ketogenen Ernährung den größten Rückgang verzeichnete.

Um besser zu verstehen, wie sich mikrobielle Veränderungen bei der ketogenen Ernährung auf die Gesundheit auswirken könnten, setzten die Forscher den Mäusedarm verschiedenen Komponenten des Mikrobioms von Menschen aus, die sich an ketogene Diäten halten, und zeigten, dass diese veränderten mikrobiellen Populationen speziell die Anzahl der Th17-Immunzellen reduzieren – a T-Zelltyp, der für die Abwehr von Infektionskrankheiten von entscheidender Bedeutung ist, von dem aber auch bekannt ist, dass er Entzündungen bei Autoimmunerkrankungen fördert.

Nachfolgende Ernährungsexperimente an Mäusen, bei denen Forscher die Ernährung der Tiere schrittweise zwischen fettarmer, fettreicher und kohlenhydratarmer ketogener Ernährung umstellten, bestätigten, dass fettreiche und ketogene Ernährung gegensätzliche Auswirkungen auf das Darmmikrobiom haben. Diese Ergebnisse legen nahe, dass das Mikrobiom anders reagiert, wenn der Fettgehalt in der Nahrung der Tiere auf Werte ansteigt, die die Ketonkörperproduktion in Abwesenheit von Kohlenhydraten fördern.

Die Forscher beobachteten, dass mit der Umstellung der Ernährung der Tiere von einer Standarddiät auf eine strengere Kohlenhydratrestriktion auch ihre Mikroben begannen, sich zu verändern, was mit einem allmählichen Anstieg der Ketonkörper einherging.

„Das war ein wenig überraschend für mich“, sagte Turnbaugh. „Als jemand, der neu auf dem Gebiet der Keto-Diät ist, hatte ich angenommen, dass die Produktion von Ketonkörpern ein Alles-oder-Nichts-Effekt ist, sobald man eine ausreichend niedrige Kohlenhydrataufnahme erreicht hat. Aber das deutet darauf hin, dass man möglicherweise einige der Effekte davon bekommt Ketose ziemlich schnell.“

Die Forscher testeten, ob Ketonkörper allein die Veränderungen, die sie im mikrobiellen Ökosystem des Darms beobachtet hatten, vorantreiben konnten, indem sie Mäusen Ketonkörper direkt verfütterten. Sie fanden heraus, dass selbst bei Mäusen, die normale Mengen an Kohlenhydraten zu sich nahmen, die bloße Anwesenheit zugesetzter Ketone ausreichte, um viele der spezifischen mikrobiellen Veränderungen hervorzurufen, die bei der ketogenen Ernährung beobachtet werden.

„Das ist ein wirklich faszinierender Befund, denn er legt nahe, dass es bei den Auswirkungen ketogener Diäten auf das Mikrobiom nicht nur um die Ernährung selbst geht, sondern auch darum, wie die Ernährung den Stoffwechsel des Körpers verändert, was dann nachgelagerte Auswirkungen auf das Mikrobiom hat“, sagte Turnbaugh. „Für viele Menschen ist die Einhaltung einer strikten kohlenhydratarmen oder ketogenen Diät eine große Herausforderung. Wenn zukünftige Studien jedoch zeigen, dass die mikrobiellen Veränderungen, die durch die Ketonkörper selbst verursacht werden, gesundheitliche Vorteile mit sich bringen, könnte dies zu einem wesentlich angenehmeren Therapieansatz führen.“

Die Studie wurde veröffentlicht in Zelle im Mai 2020. 



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