Eine kalorienarme Diät verändert das Darmmikrobiom und die Immunalterung
Eine kalorienreduzierte Ernährung kann nicht nur die Entstehung von
Stoffwechselerkrankungen hinauszögern, sondern hat auch eine positive
Wirkung auf das Immunsystem. Forscher:innen konnten jetzt erstmals zeigen,
dass dieser Effekt über ein verändertes Darmmikrobiom* vermittelt wird,
das die Verschlechterung des Immunsystems im Alter (Immunseneszenz)
verlangsamt. Die Studie ist in Microbiome erschienen.
Weltweit sind etwa 2 Mrd. Menschen übergewichtig. Adipositas erhöht das
Risiko, an Bluthochdruck, Herzinfarkt oder Diabetes mellitus Typ 2 zu
erkranken und kann Entzündungen im Körper verursachen, die das Immunsystem
durch die Zunahme von bestimmten T- und B-Gedächtniszellen schwächen. Der
Prozess wird als Immunseneszenz bezeichnet, eine altersbedingte
Veränderung des Immunsystems. Bei adipösen Menschen lässt sich die
Entwicklung von Stoffwechselkrankheiten wie Typ-2-Diabetes durch eine
Ernährung mit wenig Kalorien hinauszögern. Zudem wirkt sich eine solche
Diät auch positiv auf das Immunsystem aus. Doch wie genau die positiven
Effekte vermittelt werden und welche Rolle das Darmmikrobiom dabei spielt,
ist bisher nicht bekannt. In einer aktuellen Studie** haben Forscher:innen
jetzt die Wechselwirkungen zwischen kalorienreduzierter Ernährung,
Mikrobiom, Stoffwechsel und dem Immunsystem untersucht.
Kalorienreduzierte Diät verändert das Darmmikrobiom
Dafür analysierten sie zunächst, wie sich eine sehr kalorienarme Diät (800
kcal/Tag über 8 Wochen) auf das Darmmikrobiom einer fettleibigen Frau
auswirkt. Im nächsten Schritt transplantierten die Forscher: innen das
Darmmikrobiom vor und nach der Diät in ein Modell, in dem keine
Mikroorganismen vorhanden sind (gnotobiotisches Modell). „So konnten wir
die alleinigen Effekte des diätgeprägten Darmmikrobioms auf den
Stoffwechsel und das Immunsystem ermitteln“, erläutert Reiner Jumpertz-von
Schwartzenberg, Letzt-Autor der Studie und Wissenschaftler am Institut für
Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Munich an
der Universität Tübingen, einem Partner des Deutschen Zentrums für
Diabetesforschung (DZD). Er leitete gemeinsam mit Hans-Dieter Volk und
Joachim Spranger von der Charité die Studie.
Diätgeprägtes Mikrobiom verbessert den Stoffwechsel und verzögert
Immunseneszenz
Durch die Transplantation des diätgeprägten Mikrobioms verbesserte sich
der Glukosestoffwechsel und die Fettablagerung wurde reduziert. Zudem
konnte massenzytometrisch gezeigt werden, dass sich auch die Anzahl
bestimmter T- und B-Gedächtniszellen reduzierte. „Das weist auf eine
verzögerte Immunseneszenz hin“, erläutert Julia Sbierski-Kind, Erstautorin
der Studie.
„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die positiven Auswirkungen einer
kalorienarmen Ernährung auf den Stoffwechsel und das Immunsystem über das
Darmmikrobiom vermittelt werden“, fasst Sbierski-Kind zusammen. Die
Autoren der Studie betonen jedoch, dass die Untersuchung bislang nur mit
dem Mikrobiom eines Menschen durchgeführt wurde und dass die Experimente
mit weiteren Probanden wiederholt werden müssen, um die Ergebnisse zu
bestätigen. Die neuen Erkenntnisse könnten langfristig auch für die
medizinische Praxis interessant sein. „Ein verbessertes Verständnis des
komplexen Zusammenspiels zwischen Ernährung, Mikrobiom und Immunsystem
kann die Grundlagen für die Entwicklung neuartiger mikrobiombasierter,
therapeutischer Optionen für die Behandlung von Stoffwechselkrankheiten
und Immunkrankheiten legen“, betont Jumpertz-von Schwartzenberg.
* Darmmikrobiom
Als Darmmikrobiom wird die Gesamtheit aller Mikroorganismen und
Darmbakterien in unserem Verdauungstrakt bezeichnet. Es beeinflusst u.a.
das Immunsystem und den Stoffwechsel seines Wirts.
**Über die Studie:
Ziel der Studie war es, die Wechselwirkungen zwischen kalorienreduzierter
Ernährung, Mikrobiom und dem Immunsystem zu ermitteln. Dazu wurde ein
menschlicher Ernährungsinterventionsversuch mit gnotobiotischen
Experimenten kombiniert, bei denen die Immunphänotypisierung mittels
multidimensionaler Einzelzell-Massenzytometrie bestimmt wurde. An den
Untersuchungen waren folgende Institute und Forschungseinrichtungen
beteiligt:
Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD e. V.)
Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen (IDM) des
Helmholtz Munich an der Universität Tübingen
Abteilung für Innere Medizin IV, Universitätsklinikum Tübingen
Exzellenzcluster EXC 2124 „Controlling Microbes to Fight Infections“
(CMFI), Universität Tübingen
Institut für Medizinische Immunologie, Charité - Universitätsmedizin
Berlin, korporatives Mitglied der Freien Universität Berlin, Humboldt-
Universität zu Berlin, Berlin, Deutschland
Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel, Charité-Universitätsmedizin
Berlin,
korporatives Mitglied der Freien Universität Berlin, Humboldt-Universität
zu Berlin
Berliner Institut für Gesundheit der Charité - Universitätsmedizin Berlin,
Flow & Mass Cytometry Core Facility, Berlin
