Leistungssteigernde Darmbakterien entdeckt - wissenschaft.de
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Leistungssteigernde Darmbakterien entdeckt

Die Darmflora von Marathonläufern stand im Fokus der Forschung. (Bild: Pavel1964/iStock)

Mikroben mit „Doping-Effekt“: Im Darm von Spitzensportlern gedeihen Bakterien, die zur Leistungskraft ihrer Träger beitragen, zeigt eine Studie: Versuche an Mäusen haben ergeben, dass eine Übertragung dieser Bakterien auch bei den Nagern die Ausdauer steigert. Den Forschern ist es außerdem gelungen, den Mechanismus hinter dem Effekt aufzuklären. Ihnen zufolge könnten die Sportler-Mikroben möglicherweise helfen, die Leistungsfähigkeit geschwächter Menschen zu steigern.

Immer mehr rücken sie in den Fokus der Wissenschaft: Die Bakterien, die den menschlichen Darm besiedeln, haben sich in den letzten Jahren als Drahtzieher unserer Gesundheit erwiesen. Eine günstig zusammengesetzte Mikrobengemeinschaft bildet demnach die Grundlage für ein gesundes Immunsystem und beeinflusst darüber hinaus viele weitere Vorgänge im Körper. Klar ist: Die Zusammensetzung der Darmflora wird stark von der Ernährung geprägt, aber auch andere Faktoren spielen eine Rolle. So legten Untersuchungen bereits nahe, dass auch das Niveau der körperlichen Aktivität die Darmflora beeinflusst. Inwieweit dies aber auch umgekehrt gilt, blieb bisher unklar.

Die Darmflora von Marathonläufer unter der Lupe

Dieser Frage sind nun die Forscher um Aleksandar Kostic von der Harvard Medical School in Boston nachgegangen. Am Anfang standen dabei Untersuchungen von Stuhlproben, die von Teilnehmern des Boston-Marathon stammten sowie von Menschen, die eine eher sitzende Lebensweise kennzeichnet. Das Ziel war dabei, charakteristische Unterschiede in der Zusammensetzung der Darmbakterien-Gemeinschaften zwischen den Leistungssportlern und den „Couch-Potatoes“ aufzudecken.

Wie die Wissenschaftler berichten, stachen aus dem Gewimmel der verschieden Bakterien die Vertreter einer Gruppe hervor: Veillonella ist typisch für die Marathonläufer, bei den Nichtsportlern kamen diese Mikroben hingegen kaum vor, ergaben die Vergleiche. Als nächstes untersuchten die Forscher, was passiert, wenn man diese Bakterien Mäusen gezielt verabreicht. Und siehe da – Tests mit den behandelten Nagern ergaben: Die Mikroben entfalteten bei den Mäusen geradezu einen Dopingeffekt. Ihre Leistung im Laufrad erhöhte sich im Vergleich zu Kontrolltieren um 13 Prozent, wie die Wissenschaftler berichten.

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Von da an stand Veillonella im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit: Die Forscher wollten herausfinden, wie diese Bakterien den leistungssteigernden Effekt hervorrufen. „Als wir uns mit den Details von Veillonella befassten, stellten wir fest, dass diese Mikroben in der menschlichen Darmflora einzigartig sind, weil sie Milchsäure als einzige Kohlenstoffquelle verwenden“, sagt Kosti. Es ist bekannt, dass Muskeln bei anstrengendem Training Milchsäure produzieren. Das bedeutet: Die Hauptnahrungsquelle der Veillonella-Bakterien ist dieses Sport-typische Stoffwechselprodukt. Die Forscher konnten in diesem Zusammenhang auch zeigen, dass die Milchsäure tatsächlich vom Blut in den Darm übergehen kann, wo sie die Bakterien erreicht.

„Die Vermutung lag nahe, dass der leistungssteigernde Effekt auf der Beseitigung der Milchsäure aus dem Körper beruht“, so Kosti. Doch wie sich herausstellte, hat der Effekt offenbar einen etwas komplexeren Hintergrund. Aus den Untersuchungsergebnissen der Forscher geht hervor, dass der Abbau der Milchsäure durch die Veillonella-Bakterien im Darm zur Entstehung einer Substanz namens Propionat führt, bei der es sich offenbar um den eigentlichen Wirkstoff handelt.

Leistungssteigernde Probiotika in Sicht?

Um dies zu überprüfen, verabreichten die Forscher Mäusen das Propionat über einen Einlauf. Denn wie sie erklären, würden die Verdauungssäfte im oberen Verdauungstrakt diese Substanz sonst zerstören, bevor sie ihre Wirkung entfalten kann. Die anschließenden Leistungstests mit den Versuchstieren ergaben: Propionat ist tatsächlich für den leistungssteigernden Effekt verantwortlich. „Unterm Strich zeichnet sich damit ab: Es entsteht bei Leistungssportlern eine positive Rückkopplungsschleife. Sie produzieren etwas, das diese bestimmten Bakterien haben wollen. Im Gegenzug erzeugen die Mikroben dann etwas, das wiederum dem Wirt zugutekommt“, resümiert Kosti.

Das Team will nun in weiteren Untersuchungen ausloten, ob sich die Erkenntnisse in Behandlungen beim Menschen umsetzen lassen. In Frage kommt demnach eine gezielte Steigerung der Leistungsfähigkeit von bestimmten Personen durch eine Bereicherung ihrer Darmflora mit Veillonella-Bakterien. Wie die Wissenschaftler erklären, sind beispielsweise viele Menschen mit Stoffwechselstörungen nicht in der Lage, ein Trainings-Niveau zu erreichen, das natürlicherweise optimale Gesundheitseffekte vermittelt. Die Ergänzung ihrer Darmflora mit probiotischen Kapseln, die Veillonella enthalten, könnte ihnen aber möglicherweise den nötigen Schub für ein effektiveres Training geben, meinen die Wissenschaftler.

Quelle: Joslin Diabetes Center, Nature Medicine, doi: 10.1038/s41591-019-0485-4

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