Wo der Appetit entsteht: Die Rolle mikrobieller Metaboliten bei der Kontrolle der Ernährung

In einer in Trends in Endocrinology & Metabolism veröffentlichten Übersichtsarbeit untersuchen führende Mikrobiologen und Endokrinologen ein neues Paradigma: Nicht nur die Hormone des Wirtes, sondern auch die Stoffwechselprodukte der Darmbakterien – kurzkettige Fettsäuren (SCFAs), Tryptophanderivate, sekundäre Gallensäuren und andere Substanzen – beeinflussen das Verlangen nach Essen und regulieren den Energiehaushalt.

Hauptgedanken der Überprüfung

1. Mikrobielle Metabolite als Hunger- und Sättigungssignale

   • SCFA (Acetat, Propionat, Butyrat) aktivieren FFAR2/3-Rezeptoren auf enteroendokrinen Zellen des Darms → Freisetzung von PYY und GLP-1 → Appetitunterdrückung und verzögerte Magenentleerung.

   • Indole und Indolessigsäure aus Tryptophan induzieren die Freisetzung von Serotonin in enterochromaffinen Zellen, was indirekt die Sättigungszentren im Gehirn beeinflusst.

2. Die Reise der Metaboliten ins Gehirn

   • Einige der mikrobiellen Produkte gelangen in den Blutkreislauf, überwinden die Blut-Hirn-Schranke und wirken auf hypothalamische Neuronen (NPY/AgRP- und POMC-Zellen), wodurch das Hungergefühl verändert wird.

   • Sekundäre Gallensäuren beeinflussen den Energiestoffwechsel über TGR5- und FXR-Modulation in Leber und Gehirn.

3. Der Einfluss der Ernährung auf das Mikrobiom und das Verhalten

   • Eine ballaststoffreiche Ernährung stimuliert die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren und erhöht die Sensibilität für Sättigungssignale.

   • Eine fettreiche, kohlenhydratarme Ernährung führt zu einem Ungleichgewicht der Mikrobiota, reduziert die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren und führt zu vermehrtem Überessen.

4. Klinische Perspektiven

   • Probiotika und Präbiotika: gezielte Einnahme von Bifidobacterium, Akkermansia-Stämmen und spezifischen Ballaststoffen zur Korrektur von Stoffwechselsignalen.

   • Mikrobielle Metaboliten als Arzneimittel: Entwicklung von inhaliertem oder injiziertem Butyrat und Propionat zur Appetitkontrolle bei Patienten mit Fettleibigkeit und metabolischem Syndrom.

„Unsere Untersuchung unterstreicht, dass das Mikrobiom nicht nur eine ‚Haushaltsflora‘ ist, sondern ein aktives endokrines Organ, das über seine Produkte unsere Ernährung steuert“, kommentiert Dr. Li Jing von der University of Colorado.

Warum ist das wichtig?

• Das neue Ziel im Kampf gegen Fettleibigkeit und Essstörungen ist nicht direkt das Gehirn, sondern seine „Botenstoffe“ aus dem Darm.
• Personalisierung der Therapie: Die Analyse des Mikrobiota-Metabolitenprofils ermöglicht eine individuelle Anpassung der Ernährung und der Probiotika.
• Krankheitsprävention: Die Normalisierung mikrobieller Signale kann dazu beitragen, das Risiko von Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Komplikationen zu verringern.

Die Autoren weisen auf mehrere wichtige Punkte hin:

1. Das Mikrobiom als endokrines Organ
   „Mikrobielle Metaboliten sind nicht nur ‚Abfälle‘ der Fermentation, sondern vollwertige Signalmoleküle, die enteroendokrine Zellen und hypothalamische Neuronen beeinflussen“, betont Dr. Li Jing, der Erstautor der Rezension.

2. Präzise Ausrichtung auf Metaboliten
   „Wir sprechen hier nicht von einer umfassenden Korrektur der Mikrobiota, sondern von gezielten Eingriffen: der Einführung spezifischer Probiotika oder Präbiotika, die die Produktion genau der SCFAs anregen, die wir brauchen“, bemerkt Co-Autorin Professor Sarah Morgan.

3. Personalisierte Therapie
   „Jeder Mensch hat seinen eigenen mikrobiellen Fingerabdruck. Daher erfordert eine wirksame Appetitkontrolle zunächst eine Analyse des Mikrobioms und der Metaboliten und dann eine Anpassung der Ernährung und der Nahrungsergänzungsmittel“, empfiehlt Dr. Juan Park.

4. Neue klinische Studien
   „Es sind bereits randomisierte Studien geplant, bei denen Butyrat und Propionat gegen Fettleibigkeit und Prädiabetes verschrieben werden. Die Endpunkte werden nicht nur anhand des Körpergewichts, sondern auch anhand von Veränderungen des Mikrobiota-Profils und des Appetithormonspiegels beurteilt“, sagt Dr. Emily Chen.

Dieser Bericht eröffnet die Aussicht auf mikrobiell vermittelte Strategien zur Regulierung des Appetits und der Energiehomöostase und bietet neue Möglichkeiten zur Behandlung und Vorbeugung ernährungsbedingter Krankheiten.