Forschung
Institut für Mikroökologie
Mikrobiota verändert sich beim Fasten
Ergebnisse einer aktuellen Studie
Fasten wird bei der Behandlung von Stoffwechsel- und Entzündungserkrankungen immer beliebter. Allerdings ist noch wenig darüber bekannt, wie sich längeres Fasten auf die Mikrobiota des Darms, die Darmschleimhaut und verschiedene Blutwerte auswirkt.
Robin Mesnage und Kollegen vom King's College London (UK) haben es sich genauer angesehen - zusammen mit der Buchinger Wilhelmi Klinik in Überlingen am Bodensee, der Charité in Berlin und dem Institut für Mikroökologie in Herborn.
Originalveröffentlichung
Mesnage, R., Grundler, F., Schwiertz, A., Le Maho, Y., Wilhelmi de Toledo, F. (2019) Changes in human gut microbiota composition are linked to the energy metabolic switch during 10 d of Buchinger fasting. J Nutr Sci. 8: e36. doi: 10.1017/jns.2019.33.
Fasten gemäß Buchinger-Fastenrichtlinien
An der Studie nahmen 15 gesunde Männer teil. Sie fasteten zehn Tage lang gemäß den Buchinger-Fastenrichtlinien - mit etwa 250 kcal (1046 kJ) täglich und einem Einlauf alle zwei Tage. Spezialisierte Ärzte und Krankenschwestern überwachten die Studienteilnehmer. Zu den Details
Ergebnisse
Gewicht, Blutdruck und Wohlbefinden
Die Teilnehmer verloren während der Studie signifikant an Gewicht: 5,9 kg im Schnitt. Bauchumfang und systolischer und diastolischer Blutdruck waren ebenfalls signifikant zurückgegangen - nach dem Fasten und auch noch nach der Rückumstellung auf Normalkost.
Das Fasten wirkte sich außerdem auf das Wohlbefinden aus: Die Studienteilnehmer fühlten sich während und nach der Fastenzeit emotional und physisch signifikant wohler. Allerdings fiel das emotionale Wohlbefinden drei Monate nach der Fastenperiode wieder auf den Basiswert zurück, das gesteigerte physische Wohlbefinden blieb dagegen auch drei Monate nach der Fastenperiode erhalten.
Veränderter Stoffwechsel
Der Stoffwechsel ging vom Kohlenhydratabbau zur Fettverbrennung über. Entsprechend verbesserte sich die Blutzuckerkontrolle während des Fastens: Serum-Glukose und Insulin nahmen am Ende des Fastens und während der Rückumstellung auf Normalkost signifikant ab. Drei Monate nach dem Fasten kehrten die Parameter allerdings auf ihre Ausgangswerte zurück.
Auch Triglyceride und Gesamtcholesterin sanken während der Fastenperiode signifikant ab.
Zusammensetzung der Mikrobiota
Während des Fastens gingen die mikrobielle Dichte und die Häufigkeit der Firmicutes deutlich zurück. Zu den Firmicutes gehören Bakterien, die pflanzliche Polysaccharide abbauen. Beispiele sind die Lachnospiraceae und die Ruminococcaceae, zu denen Faecalibacterium prausnitzii und Ruminococcus bromii gehören.
Gleichzeitig nahm die Häufigkeit der Bacteroidetes und damit der Bacteroides- und Proteobakterien zu. Die Bakterien können ihren Energiebedarf während des Fastens zum Beispiel über den Abbau abgestoßener Körperzellen und anderer Substanzen decken, die der menschliche Stoffwechsel ihnen zur Verfügung stellt.
Nachdem die Studienteilnehmer zur Normalkost zurückgekehrt waren, erholte sich die Darm-Mikrobiota langsam. Drei Monate später hatte die Zusammensetzung wieder den ursprünglichen Zustand erreicht, der am Tag der Ankunft in der Klinik gemessen worden war.
Permeabilität und Entzündungsparameter
Die Wissenschaftler hatten außerdem Permeabilität und Entzündungsstatus der Darmschleimhaut überwacht. Dafür wurden folgende Permeabilitäts- und Entzündungsmarker im Stuhl gemessen:
- Zonulin
- α−1-Antitrypsin
- Calprotectin
- Lactoferrin
Das Ergebnis: Eine erhöhte intestinale Permeabilität während des Fastens war nicht festzustellen, auch die Werte der Entzündungsmarker veränderten sich nicht.
Immunmodulation während des Fastens
Die Zahl der Blut-Leukozyten ging während des Fastens zurück. Das Lysozym im Darm stieg dagegen während des Fastens und auch während der Rückumstellung auf Normalkost an. Da das Lysozym in den Granula neutrophiler Granulozyten enthalten ist, deutet das auf eine Migration der Leukozyten in den Darm hin.
Der sIgA-Spiegel im Darm war ebenfalls angestiegen, wahrscheinlich in Folge der veränderten Mikrobiota-Zusammensetzung.
sIgA löst die Degranulation der Eosinophilen an der mukosalen Oberfläche aus, deren Vesikel das eosinophile Protein X (EPX) enthalten. Die Kombination aus angestiegenem sIgA-Spiegel und Migration der Leukozyten in den Darm kann den Anstieg des EPX während des Fastens erklären.
Interessanterweise stiegen die Werte der Zytokine IL-6-, IL-10-, Interferon-γ- und TNF-α bei der Rückumstellung auf Normalkost signifikant an. Das deutet auf eine Reaktivierung der postprandialen Immunantwort hin, die mit einer Entzündung einhergeht.
Die wichtigsten Ergebnisse in Kürze
- Zehn Tage Fasten veränderte Zusammensetzung und Funktion der Darm-Mikrobiota deutlich.
- Körpergewicht und Bauchumfang gingen signifikant zurück.
- Das Wohlbefinden steigerte sich deutlich.
- Blutfettwerte und Glukoregulation verbesserten sich signifikant.
- Darm-Mikrobiota und Energiestoffwechsel kehrten drei Monate nach der Fastenperiode wieder auf ihren Ausgangswert zurück.
- Die Rückumstellung auf Normalkost löste eine Immunreaktion aus