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24. November 2016
Ernährung mit viel tierischem Fett führt nicht zwangsläufig zu Adipositas
Beim Energiehaushalt spielen Darmbakterien eine wenig verstandene Rolle, die von der Ernährung beeinflusst wird. Die
entscheidenden nutritiven Komponenten sind aber unbekannt. Ein Team der Technischen Universität München (TUM)
konnte erstmals belegen, dass Mäuse ohne Darm-Mikrobiota mit pflanzlichen Nahrungsfetten – nicht aber mit tierischen –
dick werden. Dass das Cholesterin der tierischen Nahrungsfette entscheidend das intestinale Geschehen beeinflusst, ist ein
wichtiges Ergebnis der Studie.
Adipositas, Diabetes und verwandte Erkrankungen zählen zu den weit verbreiteten Gesundheitsproblemen in
westlichen Gesellschaften und zusehends leiden daran auch in Schwellenländern mehr und mehr Menschen. Laut
einer Studie, die im Frühjahr im Fachmagazin The Lancet veröffentlicht wurde, sind inzwischen mehr als 600
Millionen Menschen weltweit fettleibig.
Neben der Erkenntnis, dass Adipositas ein Ergebnis des Ungleichgewichts zwischen Kalorienaufnahme und
Energieverwertung ist, war seit längerem bekannt, dass die Besiedelung des Darmes mit Bakterien (intestinale
Mikrobiota) den Energiestoffwechsel ebenfalls beeinflusst. So konnten jüngere Studien belegen, wie
Veränderungen der Darmbesiedelung bedingt durch die jeweilige Ernährung den Energiestoffwechsel
beeinträchtigen und Adipositas sowie Diabetes begünstigen.
Für eine neue Studie, die in 'Molecular Metabolism' veröffentlicht wurde, sind deshalb Fette und deren Einfluss auf
die Darm-Mikrobiota verglichen worden. Dabei sind keimfreie Mäuse, die keine Mikrobiota in ihrem Darm
beherbergen, über vier Wochen lang mit einer fettreichen Kost gefüttert worden, die entweder auf
Schweineschmalz oder auf Palmöl basierte. Zum Vergleich wurden dieselben Futtermittel an Mäuse mit normaler
Besiedelung im Darm verabreicht.
Ernährung mit viel tierischem Fett führt nicht zwangsläufig zu Adipositas
Das Ergebnis brachte drei entscheidende Schlussfolgerungen mit sich: Dass keimfreie Mäuse, die mit viel
tierischem Fett (Schmalz) gefüttert werden, nicht an Körperfett zunehmen, war eine erste Beobachtung. Zugleich
zeigte eine andere Gruppe, die ihre Kost angereichert mit pflanzlichem Fett (Palmöl) erhielt, die volle Ausprägung
der ernährungsbedingten Adipositas. Hingegen wurden die Vergleichsgruppen mit normaler Darm-Mikrobiota
fettleibig, egal ob Schmalz oder Palmöl gefüttert wurde. Allein die Art der Nahrungsfette machte also bei keimfreien
Mäusen den entscheidenden Unterschied aus: Die ernährungsbedingte Adipositas trat nur bei pflanzlichen Fetten
auf, nicht bei tierischen.
Beeinträchtigte Fettverdauung zieht geänderten Stoffwechsel nach sich
„Das Futter mit reichlich Schmalz stimuliert bei keimfreien Mäusen die Verbrennung im Körper“, erklärt Professor
Martin Klingenspor vom Lehrstuhl für Molekulare Ernährungsmedizin am Else Kröner-Fresenius Zentrum (EKFZ)
der TU München das zweite, zentrale Ergebnis. „Das bedeutet: Ein größerer Anteil der Nahrungsenergie wird beim
Stoffwechsel verbrannt“, sagt Klingenspor. So war der Grundumsatz bei den keimfreien Mäusen dementsprechend
erhöht.
Des Weiteren können tierische Fette weniger gut aufgenommen und verarbeitet werden: „Da sie das Futter mit
dem Schmalz schlechter verwerten, stellen die keimfreien Mäuse ihren Stoffwechsel um, indem sie vermehrt
Kohlenhydrate verstoffwechseln, weil Nahrungsfette nurmehr eingeschränkt verfügbar sind", folgert Klingenspor
aus dem Studienergebnis.
Mikrobiota beeinflussen den Stoffwechsel des Cholesterins
Die beiden, für die Studie eingesetzten Nahrungsfette unterscheiden sich grundsätzlich: Palmöl ist nahezu frei von
Cholesterin, Schmalz hingegen reich an Cholesterin. Da es mit einem erhöhten Herzinfarktrisiko in
Zusammenhang gebracht wurde, ist Cholesterin negativ besetzt. Aber das in Verruf geratene Sterol Cholesterin ist
auch lebensnotwendig, weil es ein Baustein der Zellmembran ist sowie eine Vorstufe von Steroidhormonen und
Gallensäuren.
In den für die aktuelle Studie verfütterten pflanzlichen Fetten sind sogenannte Phytosterine, wie zum Beispiel
Sitosterin enthalten, welche die Cholesterinaufnahme im Darm hemmen. Demgegenüber ist die Zufuhr und
Verfügbarkeit des Cholesterins bei tierischen Fetten wiederum stark erhöht. Könnte also das Cholesterin im
Schmalz bei den keimfreien Mäusen die Fetteinlagerung bremsen und den Grundumsatz steigern?
Die dazu vorgenommene Analyse der Metaboliten, dies sind beim Stoffwechsel entstehende Zwischenprodukte,
und der dazu gehörigen Stoffwechselwege im Darm der Mäuse ergab Unerwartetes: Steroide, Steroidhormone
und Gallensäuren, die alle chemische Abkömmlinge des Cholesterins sind, zeigten auffällige Veränderungen, die
mit der Fütterung des Schmalzfutters einhergingen.
Steroidhormon Estradiol steigert Energieverbrennung
Erhöhte Konzentrationen von Steroidhormonen könnten den gesteigerten Grundumsatz erklären: So war der
Spiegel des Estradiols erhöht, ein Steroidhormon, das beim Gewichtsverlust eine entscheidende Rolle einnimmt,
denn es kurbelt den Energieverbrauch an. Gleichzeitig wirkt es am Gallensäuren-Stoffwechsel mit, so dass
weniger Fett eingelagert wird. Tatsächlich war eine Absenkung der Gallensäuren im Darm messbar. Diese
Veränderungen im Cholesterin und seinen Stoffwechselprodukten ist durch das Fehlen der Mikrobiota erklärbar.
Denn in normal besiedelten Mäusen sind die Mikrobiota am Cholesterinmetabolismus beteiligt und unterstützen
damit die effiziente Verwertung der tierischen Fette, was jedoch zur Fettleibigkeit führt.
Deshalb hat das interdisziplinäre Team um Professor Klingenspor vom EKFZ, Professor Dirk Haller vom Lehrstuhl
für Ernährung und Immunologie, Dr. Tom Clavel als Leiter der Junior-Forschergruppe „Intestinales Mikrobiom“ am
Zentralinstitut für Ernährungs- und Lebensmittelforschung (ZIEL), Professorin Hannelore Daniel vom Lehrstuhl für
Ernährungsphysiologie, Professor Karl-Heinz Engel vom Lehrstuhl für Allgemeine Lebensmitteltechnologie sowie
Professor Philippe Schmitt-Kopplin vom Lehrstuhl für Analytische Lebensmittelchemie zum Abschluss der Studie
untersucht, was sich innerhalb der Darmflora abspielt und wie das zusammen mit der Ernährungsart den
Stoffwechsel (Metabolismus) beeinflusst.
Darm-Mikrobiota regeln Ernährung-Wirt-Interaktion
Dies führte die Wissenschaftler zum dritten Fazit: Bei den Versuchsgruppen mit normal besiedeltem Darm ergab
der Vergleich von der Palmöl- mit der Schmalz-Fütterung subtile Unterschiede in der Bakterienzusammensetzung.
Bei den mit Schmalz gefütterten Mäusen wurden einzelne Bakterienstämme gefunden, die die Gallensäurespiegel
im Darm beeinflussten. Von einem dieser Stämme ist in der Tat bekannt, dass er Cholesterin umsetzen kann.
Daraus kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass durch die Art der Nahrungsfette bedingte Änderungen
der Mikrobiota Einfluss auf den Sterol- und Gallensäure-Stoffwechsel im Darm nehmen. Diese CholesterinAbkömmlinge ändern die Fettverdauung und die Fettverbrennung und sie entscheiden mit, ob ernährungsbedingte
Adipositas entsteht – oder nicht.
Technische Universität München
Literatur:
Raphaela Kübeck, Catalina Bonet-Ripoll, Christina Hoffmann et al.
Dietary fat and gut microbiota inter-actions determine diet-induced obesity in mice,
Molecular Metabolism 10/2016. DOI: 10.1016/j.molmet.2016.10.001