Eine Diät mit resistenter Stärke erweist sich als entscheidender Faktor für die Gewichtsabnahme und Diabeteskontrolle

In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Naturstoffwechsel, Ein Team von Wissenschaftlern untersuchte, ob die Modulation des Darmmikrobioms durch Nahrungsergänzung mit Ballaststoffen in Form von resistenter Stärke bei Insulinresistenz und Gewichtsverlust helfen und eine potenzielle Behandlungsmöglichkeit für Stoffwechselstörungen bieten könnte.

Studie: Die Aufnahme resistenter Stärke erleichtert den Gewichtsverlust beim Menschen durch die Umgestaltung der Darmmikrobiota. Bildnachweis: Sokor Space / Shutterstock

Hintergrund

Fettleibigkeit wurde als globale Epidemie eingestuft, und es werden umfangreiche Untersuchungen zu Strategien zur Gewichtsreduzierung und Vorbeugung von Fettleibigkeit durchgeführt. Es trägt erheblich zur globalen Sterblichkeitsrate bei, indem es das Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes sowie das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöht. Gewichtsmanagement und eine effektive Gewichtsabnahme können das Risiko dieser Erkrankungen senken.

Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass das Darmmikrobiom eine zentrale Rolle bei der Regulierung der menschlichen Physiologie und der Entwicklung verschiedener Krankheiten spielt. Die Zusammensetzung und Vielfalt des Darmmikrobioms ist eng mit dem Glukose- und Fettstoffwechsel sowie Entzündungen verbunden.

Darüber hinaus wurde die fäkale Mikrobiomtransplantation zwar zur Etablierung gesunder Darmmikrobiomgemeinschaften eingesetzt, das Verfahren hat jedoch keine wirksamen oder langfristigen Ergebnisse erbracht. Allerdings kann die Ernährung zur Modulation des Darmmikrobioms eingesetzt werden, und diätetische Eingriffe, entweder allein oder in Verbindung mit einer fäkalen Mikrobiomtransplantation, könnten möglicherweise die klinischen Ergebnisse verbessern.

Über die Studie

In der vorliegenden Studie führte das Team eine randomisierte Crossover-klinische Studie mit übergewichtigen Personen durch, um festzustellen, ob sich eine Nahrungsergänzung mit resistenter Stärke positiv auf Fettleibigkeit und Stoffwechselphänotypen auswirkt. Sie führten auch metagenomische und metabolomische Analysen durch, um zu verstehen, wie sich die resistente Stärke auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms und seine Funktion auswirkt.

Darüber hinaus untersuchten sie mit Antibiotika behandelte Mäuse, die Darmmikrobiome von menschlichen Spendern erhalten hatten, die bereits durch die Ergänzung mit resistenter Stärke verändert worden waren, um zu verstehen, wie sich durch die Ergänzung mit resistenter Stärke veränderte Darmmikrobiome auf den Glukosestoffwechsel und die Adipositas auswirken. Die metabolischen Vorteile, die das durch resistente Stärkepräparate veränderte Darmmikrobiom bietet, wurden ebenfalls untersucht.

Resistente Stärke kann von den im Menschen produzierten Amylase-Enzymen nicht abgebaut werden und fungiert als Ballaststoff. Bei der Verdauung wird resistente Stärke nicht im Magen oder Dünndarm abgebaut, sondern gelangt in den Dickdarm oder Dickdarm, wo das Darmmikrobiom diese Ballaststoffe fermentiert. Studien an Nagetiermodellen haben eine Verringerung des Körperfetts und bessere Stoffwechselergebnisse gezeigt, wenn der Kohlenhydratanteil ihrer Ernährung hauptsächlich aus resistenter Stärke besteht.

An der vorliegenden klinischen Studie nahmen Teilnehmer mit Übergewicht teil, die keine chronischen Erkrankungen hatten, keine Probiotika oder Antibiotika einnahmen und sich keiner Behandlung unterzogen, die ihren Glukosestoffwechsel beeinträchtigen würde. Die Teilnehmer wurden nach dem Zufallsprinzip der Behandlungs- oder Kontrollgruppe zugeordnet, wobei die Behandlungsgruppe resistente Stärke in Form von Mais mit hohem Amylosegehalt erhielt und die Kontrollgruppe Amylopektin ohne resistente Stärke erhielt.

Die Stärke wurde in Beuteln in Pulverform bereitgestellt, und alle Teilnehmer der Behandlungs- und Kontrollgruppe nahmen zweimal täglich ein Päckchen der entsprechenden Stärke zu sich, bevor sie dreimal täglich eine ausgewogene, isoenergetische Mahlzeit erhielten. Da es sich um eine klinische Crossover-Studie handelte, wurden alle Teilnehmer zwei achtwöchigen Interventionen unterzogen, eine für die Behandlung mit resistenter Stärke und die andere für die Kontrollbehandlung.

Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigten, dass die Ergänzung mit resistenter Stärke dazu beitrug, bei übergewichtigen Teilnehmern einen durchschnittlichen Gewichtsverlust von etwa 2,8 kg zu erreichen und die Insulinresistenz zu verbessern. Die Studie ergab auch, dass die positiven Auswirkungen einer Supplementierung mit resistenter Stärke größtenteils mit Veränderungen in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms zusammenhängen.

Das Bakterium Bifidobacterium jugendlichis Es wurde festgestellt, dass es bei Menschen zu einer resistenten Stärkeergänzung kommt, und die Monokolonisierung von Mäusen mit diesem Bakterium schützte sie vor ernährungsbedingter Fettleibigkeit. Resistenzstärke beeinflusste den Lipid- und Fettstoffwechsel, indem sie Entzündungen reduzierte, die Darmbarriere wiederherstellte und das Gallensäureprofil veränderte.

Die Darmmikrobiota beeinflusst die Physiologie des Wirts durch Signalmetaboliten, von denen Gallensäuren eine wichtige Rolle spielen. Sekundäre Gallensäuren wie Glycodesoxycholsäure, Desoxycholsäure, Glykocholsäure und Taurodesoxycholsäure sind wichtig für die Verbesserung der Insulinsensitivität und die Linderung von Lebersteatose. Das Enzym Gallensalzhydrolase übernimmt die Dekonjugation sekundärer Gallensäuren.

Die Studie ergab, dass eine Nahrungsergänzung mit resistenter Stärke die Produktion von Gallensalzhydrolase verringerte und den Gehalt an sekundären Gallensäuren erhöhte. Die Ergebnisse spiegelten sich bei den Mäusen wider, nachdem sie mit monokolonisiert wurden B. jugendlichis von Menschen, die eine resistente Stärkeergänzung erhalten haben.

Resistente Stärke (RS, 40 gd^-1), begleitet von isoenergetischer und ausgewogener Ernährung, führte zu einer deutlichen Verringerung des Körpergewichts und einer Verbesserung der Insulinsensitivität sowie zu einer Veränderung der Metagenomik und Metabolomik. Die fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT) zeigte, dass die Vorteile von RS mit der veränderten Darmmikrobiota-Zusammensetzung verbunden waren. Monokolonisierung von Mäusen mit B. jugendlichis, die eng mit den Vorteilen von RS bei menschlichen Mäusen korrelierte, die vor ernährungsbedingter Fettleibigkeit geschützt waren. Mechanistisch beeinflussten die RS-induzierten Veränderungen in der Darmmikrobiota die Metaboliten des Darmmikrobioms, reduzierten chronische, geringgradige Entzündungen durch Verbesserung der Darmintegrität, hemmten die Lipidabsorption durch Modulation von Angiopoietin-like 4 (ANGPTL4) und verbesserten die Empfindlichkeit des Fibroblasten-Wachstumsfaktors 21 (FGF21) im Fettgewebe. SPF, spezifisch pathogenfrei; LPS, Lipopolysaccharid; BCAAs, verzweigtkettige Aminosäuren; Erk1/2, extrazelluläre signalregulierte Kinase 1/2; FGFR1, Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Rezeptor 1. Erstellt mit BioRender.com.

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend ergab die Studie, dass eine Ergänzung mit resistenter Stärke die Gewichtsabnahme erleichtern kann, indem sie die Menge an resistenter Stärke erhöht B. jugendlichis im Darmmikrobiom. Es kann auch dazu beitragen, die Insulinsensitivität durch durch das Darmmikrobiom verursachte Veränderungen des Spiegels sekundärer Gallensäuren und die Verringerung von Entzündungen zu verbessern.