Pflanzenbasierte Ernährung gilt als gesund – für den Darm, das Immunsystem, den Stoffwechsel und das Herz. Ein Teil dieses Effekts entsteht, weil Ballaststoffe eine vielfältige Bakterienpopulation im Darm fördern. Doch was genau passiert, wenn den Mikroben die Ballaststoffe ausgehen? Zwei neue Studien unter Leitung des Ludwig Princeton (Jenna AbuSalim und Direktor Joshua Rabinowitz) liefern eine überraschende Antwort: Ohne ausreichend Ballaststoffe beginnen Darmbakterien, das Protein aus der schützenden Schleimschicht des Darms zu verzehren – und erzeugen dabei schädliche Stoffwechselprodukte.
In der ersten Studie, die in der aktuellen Ausgabe der Proceedings of the National Academy of Sciences erscheint, untersuchten die Forschenden sogenannte Phenol-Metaboliten. Diese entstehen, wenn Darmbakterien die Aminosäuren Tyrosin und Phenylalanin verdauen – mit sehr unterschiedlichen Folgen für die Gesundheit: Phenylpropionat und Hippursäure (aus Phenylalanin) werden mit Darmgesundheit und gesundem Körpergewicht in Verbindung gebracht, während p-Kresolsulfat und Phenolsulfat (aus Tyrosin) mit schlechteren Ergebnissen bei Krebspatienten und systemischer Toxizität bei Nierenerkrankten assoziiert sind.
Mit stabilen Isotopen markierten die Forschenden Proteine und verfolgten deren Verdauung im Mausdarm. Das Ergebnis: Die „schlechten“ Phenole entstanden, wenn Bakterien körpereigene Proteine verdauten – einschließlich der Proteine in der Schleimschicht des Darms. Die „guten“ Phenole hingegen stammten fast vollständig aus unverdaulichen pflanzlichen Proteinen, die das Team „Proteins Imitating Fiber“ (Prif) tauft. Ballaststoffe reduzierten den bakteriellen Abbau der Schleimschicht und damit die Bildung der schädlichen Phenole; Prif lieferte den Mikroben mehr Nahrungsprotein für die guten Phenole.
„Wir glauben, dass Prifs eine neue Klasse von Nahrungsstoffen darstellen, die die Zusammensetzung des Darmmikrobioms formen und einen weitreichenden Einfluss auf die metabolische Gesundheit haben könnten“, sagte AbuSalim. „Auf Lebensmittelverpackungen könnte Prif eines Tages direkt unter Ballaststoffen aufgeführt werden“, ergänzte Rabinowitz.
Die zweite, im Juni in Nature Metabolism veröffentlichte Studie stellte eine weitere gängige Annahme infrage: dass Phenol- und Indol-Metaboliten ausschließlich von Darmbakterien produziert werden. Mittels Isotopen-Tracing in Mäusen, Ratten und menschlichen Zellen zeigten die Forschenden, dass der Säugetierstoffwechsel viele dieser Verbindungen – darunter Indol-3-lactat und Indol-3-acetat – selbst herstellen kann. Im Mausversuch blieben die zirkulierenden Werte auch nach einer Antibiotika-Behandlung hoch; nur rein mikrobielle Metaboliten wie Indol-3-propionat und p-Kresolsulfat sanken. Dieselbe Dynamik zeigte sich in Proben von Patientinnen und Patienten unter Antibiotika.
Zusammen zeichnen die Studien ein klareres Bild davon, woher diese Stoffwechselprodukte stammen – wichtig für Therapien, die bestimmte Metaboliten gezielt erhöhen oder senken wollen. „Ein klareres Bild davon, wie verschiedene Lebensmittel mit dem Mikrobiom interagieren, wird Ernährungsberatern und Ärzten helfen, Menschen präzisere Empfehlungen für Krankheitsprävention und Therapie zu geben“, sagte Rabinowitz.
