Das Darmmikrobiom im Visier: ein neuer Ansatz für das Diabetesmanagement

Eine kürzlich in der Zeitschrift Nutrients veröffentlichte Studie untersucht die Schlüsselrolle der Darmmikrobiota bei der Pathogenese und Behandlung von Diabetes mellitus (DM).

Die Rolle des Darmmikrobioms bei Diabetes

Frühere Studien haben gezeigt, dass Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) mit bestimmten Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota verbunden sein kann. Insbesondere wurde bei Patienten mit T2DM im Vergleich zu Kontrollpersonen ein geringerer Gehalt an Firmicutes- und Clostridien-Bakterien festgestellt.

Es wurden auch positive Korrelationen zwischen den Verhältnissen von Bacteroides-Prevotella zu C. coccoides-E. rectale und von Bacteroidetes zu Firmicutes und den Plasmaglukosekonzentrationen festgestellt. Patienten mit Typ-2-Diabetes wiesen mehr Betaproteobakterien auf, was positiv mit einer verringerten Glukosetoleranz korrelierte.

Eine metagenomweite Assoziationsstudie (MGWAS) in China berichtete über mikrobielle Dysbiose bei Patienten mit Typ-2-Diabetes. Im Darm dieser Patienten wurden bestimmte Krankheitserreger wie Clostridium hathewayi, Bacteroides caccae, Eggerthella lenta, Clostridium ramosum, Clostridium symbiosum und Escherichia coli gefunden.

Es gab auch eine signifikante Reduktion butyratproduzierender Bakterien wie Faecalibacterium prausnitzii, Clostridiales sp. SS3/4, E. rectale, Roseburia inulinivorans und Roseburia intestinalis. Das Darmmikrobiom von Typ-2-Diabetes-Patienten wies zudem mehr schleimabbauende und sulfatreduzierende Arten auf.

Eine Studie an europäischen Frauen mit Typ-2-Diabetes bestätigte verringerte Werte von Faecalibacterium prausnitzii und Roseburia intestinalis. Außerdem wurde ein Rückgang von fünf Clostridium-Arten und ein Anstieg von vier Lactobacillus-Arten festgestellt.

Die Korrelationen zwischen Clostridium und glykosyliertem Hämoglobin (HbA1c), C-Peptid, Plasmatriglyceriden und Insulin waren negativ, während HbA1c positiv mit dem Lactobacillus-Spiegel korrelierte. Diese Daten deuten auf einen Zusammenhang dieser mikrobiellen Arten mit der Entwicklung von Typ-2-Diabetes hin.

Dysbiose beeinflusst die Pathogenese von Typ-2-Diabetes über verschiedene molekulare Mechanismen. Beispielsweise kann die Darmflora den Lipid- und Glukosestoffwechsel beeinflussen, was wiederum die Entwicklung von Typ-2-Diabetes beeinflusst. Diese Effekte können durch wichtige Regulatoren wie Gallensäuren, verzweigtkettige Aminosäuren (BCAAs), kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) und bakterielle Lipopolysaccharide (LPS) vermittelt werden.

Darmmikrobiota als therapeutisches Ziel für die Diabetesbehandlung

Probiotika verbessern die Blutzuckerkontrolle und Insulinempfindlichkeit, insbesondere bei Diabetikern und Personen mit Diabetesrisiko.

Einige Bakterienstämme wie Lactobacillus acidophilus und Bifidobacterium bifidum wirken sich positiv auf verschiedene Stoffwechselprozesse aus. Einer der wichtigsten Wirkmechanismen ist die Interaktion von kurzkettigen Fettsäuren mit G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die die Insulinsensitivität verbessert. Therapeutische Strategien zur Aktivierung von Sirtuin 1 (SIRT1) haben ebenfalls vielversprechende Ergebnisse bei der Verbesserung der Insulinsensitivität und der Blutzuckerkontrolle bei Diabetikern gezeigt.

Fetuin-A, ein von der Leber produziertes Protein, kann die Insulinsignalisierung hemmen. Erhöhte Werte werden mit Insulinresistenz und verstärkter Entzündung in Verbindung gebracht. Eine randomisierte kontrollierte Studie ergab, dass die achtwöchige Supplementierung mit Lactobacillus casei den Fetuin-A-Spiegel senkte, SIRT1 erhöhte und die Insulinresistenz sowie den Insulin- und postprandialen Blutzuckerspiegel verbesserte. L. casei hat zudem entzündungshemmende Eigenschaften, was durch reduzierte Werte von Entzündungsmarkern wie C-reaktivem Protein (CRP) und Tumornekrosefaktor α (TNF-α) nach der Supplementierung mit L. casei belegt wird.

Synbiotika, Kombinationen aus Probiotika und Präbiotika, bieten ebenfalls einen vielversprechenden Ansatz zur Behandlung von Diabetes. Eine Studie mit Diabetikern unter Hämodialyse ergab, dass synbiotische Nahrungsergänzungsmittel die Insulinkonzentration, den Nüchternblutzuckerspiegel und die Insulinresistenz signifikant senkten und gleichzeitig die Insulinsensitivität erhöhten.

Die Fäkalmikrobiomtransplantation (FMT), bei der Fäkalbakterien von einem gesunden Menschen auf einen anderen übertragen werden, wurde zur Behandlung von Typ-2-Diabetes untersucht. Eine Studie ergab, dass die FMT, entweder allein oder in Kombination mit Metformin, bei Patienten mit Typ-2-Diabetes zu signifikanten Verbesserungen wichtiger klinischer Parameter führte, darunter eine Senkung des Body-Mass-Index (BMI), des Blutzuckerspiegels vor und nach den Mahlzeiten sowie des HbA1c-Spiegels.

Auch Ernährung und Bewegung können die Zusammensetzung der Darmflora maßgeblich beeinflussen. Eine Ernährung mit Vollkornprodukten und Ballaststoffen fördert ein günstiges und vielfältiges mikrobielles Milieu und fördert die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs), die Entzündungen reduzieren und die Insulinsensitivität verbessern können.

Regelmäßige Bewegung wirkt sich zudem positiv auf die Darmflora aus und trägt zu einer besseren Regulierung des Blutzuckerspiegels bei. Mausmodelle haben gezeigt, dass Bewegung die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren fördert und die Darmgesundheit wiederherstellt.

Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass der Mechanismus der Mikrobiota-Dysbiose ein potenzieller Faktor in der Pathogenese von Typ-2-Diabetes sein könnte und neue Behandlungsmöglichkeiten eröffnet, die auf die Mikrobiota abzielen. Um personalisiertere medizinische Interventionen zu entwickeln, ist weitere Forschung erforderlich, um die Rolle der Störung der Darmmikrobiota bei der Pathogenese und dem Fortschreiten von Typ-2-Diabetes besser zu verstehen.