Neue Entdeckung | Darmflora beeinflusst Übergewicht!

Fettleibigkeit ist ein globales Problem der öffentlichen Gesundheit. Studien zufolge wird die Zahl der fettleibigen Menschen weltweit bis 2030 auf 1,12 Milliarden ansteigen. Fettleibigkeit führt nicht nur zu Veränderungen des Aussehens, sondern ist auch ein wichtiger Risikofaktor für Krankheiten wie das Metabolische Syndrom (MS) und Diabetes. Die Darmflora steht in einer symbiotischen Beziehung mit dem Wirt und beeinflusst die Ernährung, den Stoffwechsel, die Entzündungsreaktion usw. des Körpers. Zahlreiche Studien haben bestätigt, dass die Darmflora eng mit Stoffwechselerkrankungen zusammenhängt.

Doch sind Stoffwechselerkrankungen auf Störungen der Darmflora zurückzuführen? Oder ist es eine Stoffwechselerkrankung, die die Darmflora stört? Der kausale Zusammenhang zwischen beiden ist nicht klar.

Eine kürzlich in The Lancet Diabetes and Endocrinology veröffentlichte Studie berichtete über eine große Querschnittsstudie in Norwegen, die bestätigte, dass Ruminococcus Gnavus (Rg) in der Darmflora mit mehreren Merkmalen des metabolischen Syndroms in Zusammenhang steht und dass der Body-Mass-Index (BMI) und das C-reaktive Protein keinen Einfluss auf Ruminococcus haben und keine umgekehrte Kausalität besteht. Diese Erkenntnisse bieten Einblicke in die Vorhersage oder Behandlung von Stoffwechselerkrankungen anhand der Häufigkeit der Darmmikrobiota.

Screenshot von: The Lancet Diabetes and Endocrinology

Die Forscher verteilten Fragebögen und Werkzeuge zur Stuhlentnahme an 55.561 Personen und sammelten schließlich 13.268 gültige Kopien, die in eine Entdeckungskohorte (n=2875) und zwei Replikationen (n=999 und n=1341) aufgeteilt wurden. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Beobachtung, ob es einen Zusammenhang zwischen den 50 häufigsten Darmmikroorganismen und dem Körperfettanteil gibt, sowie auf der Untersuchung möglicher kausaler Zusammenhänge zwischen ihnen.

Alpha-Diversität und Beta-Diversität sind häufig verwendete Indikatoren zur Bewertung der Ökologie bakterieller Gemeinschaften. Eine höhere Alpha-Diversität weist auf eine größere Anzahl von Arten in der Gemeinschaft hin, während die Beta-Diversität die Anzahl und Verteilung der Arten in verschiedenen Gemeinschaften angibt. Die Ergebnisse zeigten, dass in der Entdeckungskohorte von 2.875 Personen die α-Diversität der Mikrobiota negativ mit dem Körperfettanteil korrelierte, d. h. je höher der Körperfettanteil, desto geringer die α-Diversität der Mikrobiota. Eine Studie zur Metagenomik und Serummetabolomik der Darmmikrobiota bei adipösen oder normalgewichtigen Personen in der chinesischen Bevölkerung kam zu einem ähnlichen Ergebnis und stellte fest, dass die α-Diversität der Mikrobiota bei adipösen Personen reduziert und die β-Diversität erhöht war.

Abbildung 1: Alpha- und Beta-Diversität bei Probanden in der Entdeckungskohorte (Screenshot aus Referenz [7])

Diese Studie ergab auch, dass die relative Häufigkeit von 11 Mikroorganismen mit dem Körperfettanteil korrelierte. Es ist ersichtlich, dass Ruminococcus die stärkste Korrelation mit dem Körperfettanteil aufwies und dieser Zusammenhang auch in zwei anderen unabhängigen Kohorten bestätigt wurde.

▲Abbildung 2: Es wurde festgestellt, dass die relative Häufigkeit von Mikroorganismen in der Kohorte mit dem Körperfettanteil korreliert (Quelle des Screenshot: Referenz [7])

Da Darmmikroorganismen leicht durch Störfaktoren wie Alter, Geschlecht, Ernährung, Alkoholkonsum und Medikamente beeinflusst werden, korrigierten die Forscher dieses Mal gezielt Störfaktoren wie chronische Krankheiten und Medikamente und stellten fest, dass der Zusammenhang weiterhin besteht.

Abbildung 3: Zusammenhang zwischen der relativen Häufigkeit von Ruminococcus und dem Körperfettanteil vor und nach Korrektur der Störfaktoren (Screenshot-Quelle: Referenz [7])

Frühere Studien haben gezeigt, dass ein hoher Fettgehalt mit dem metabolischen Syndrom und Entzündungsreaktionen in Zusammenhang steht. Spielt Ruminococcus eine damit verbundene Rolle?

Die Forscher wählten Fettmasse, Body-Mass-Index, Taillenumfang, C-reaktives Protein (CRP), Triglyceride usw. als Indikatoren und stellten fest, dass sie alle mit Ruminococcus in Verbindung standen.

Die endgültigen Ergebnisse der Mendelschen Randomisierungsanalyse zeigten, dass der Body-Mass-Index und das C-reaktive Protein keinen Einfluss auf lebende Ruminococcen hatten und keine umgekehrte Kausalität vorlag. Mit anderen Worten: Es war die Fülle an Ruminococcen, die Veränderungen beim Body-Mass-Index und beim C-reaktiven Protein verursachte.

▲Abbildung 4: Zweistichproben-Mendel-Randomisierungsanalyse der Beziehung zwischen BMI und CRP als Exposition und Ruminococcus als Ergebnis (Screenshot-Quelle: Referenz 7)

Darüber hinaus können der genetische Risiko-Score (GRS) von Ruminococcus und der Body-Mass-Index unabhängig und additiv Stoffwechselmerkmale wie die Fettmasse vorhersagen. Menschen mit Ruminococcus und einem genetischen BMI-Risikowert über dem Median hatten 4,8 kg mehr Fettmasse als Menschen ohne Ruminococcus und einem genetischen BMI-Risikowert unter dem Median. Darüber hinaus war Ruminococcus stärker mit Triglyceriden und C-reaktivem Protein assoziiert.

Abbildung 5: Genetische Risikowerte für Ruminococcus und der Body-Mass-Index sind unabhängige und additive Prädiktoren des Körperfettanteils (Screenshot-Quelle: Referenz [7])

Allerdings wurde in dieser Studie keine tiefe metagenomische Sequenzierung verwendet, um spezifische Gene, Signalwege und Pansenballenstämme zu untersuchen, die mit dem metabolischen Syndrom in Zusammenhang stehen. Daher sind noch weitere Untersuchungen erforderlich. Das Forschungsteam hofft, dass in zukünftigen Studien untersucht werden kann, ob Ruminococcus kardiometabolische Erkrankungen vorhersagen kann und ob die damit verbundenen Signalwege dieser Bakteriengemeinschaft als therapeutische Ziele für Stoffwechselerkrankungen dienen können.

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