Die Studie mit Mäusen legt nahe, dass Darmbakterien die Ergebnisse der Yo-Yo-Diät beeinflussen

Wie viele bestätigen werden, kann die harte Arbeit und Disziplin, die mit einer Diät und Gewichtsverlust einhergeht, durch einen Gewichtsrückprall schnell zunichte gemacht werden. Für übergewichtige Menschen kann das Dilemma gesundheitsschädlich sein.

Das Phänomen ist als "wiederkehrende" oder "Jo-Jo" -Fettigkeit bekannt, und bei übergewichtigen Menschen erholt sich die überwiegende Mehrheit der Personen nicht nur zu ihrem Gewicht vor der Diät, sondern nimmt mit jedem Diätzyklus auch mehr Gewicht zu.

Während jeder Runde der Diät- und Gewichtszunahme steigt ihr Anteil an Körperfett, ebenso wie das Risiko, Manifestationen des metabolischen Syndroms zu entwickeln, einschließlich Diabetes bei Erwachsenen, Fettleber und anderer Krankheiten, die mit Fettleibigkeit zusammenhängen.

In einer neuen Studie haben Forscher des Weizmann Institute of Science an Mäusen gezeigt, dass Darmmikroben - zusammenfassend als Darmmikrobiom bezeichnet - eine unerwartet wichtige Rolle bei der verschärften Gewichtszunahme nach einer Diät spielen.

Die Forscher glauben, dass dieses häufige Phänomen in Zukunft durch Veränderung der Zusammensetzung oder Funktion des Mikrobioms verhindert oder behandelt werden kann. Die Studie erscheint in Natur.

Dr. Eran Elinav von der Abteilung für Immunologie und Prof. Eran Segal von der Abteilung für Informatik und Angewandte Mathematik leiteten das Forschungsteam. Die Forscher stellten fest, dass nach einem Zyklus der Gewichtszunahme und -abnahme alle Körpersysteme der Mäuse - mit Ausnahme des Mikrobioms - wieder vollständig normal waren. Nach dem Abnehmen behielten postadipöse Mäuse etwa sechs Monate lang ein abnormales „adipöses“ Mikrobiom bei.

"Wir haben bei fettleibigen Mäusen gezeigt, dass das Mikrobiom nach erfolgreicher Diät und Gewichtsverlust ein" Gedächtnis "früherer Fettleibigkeit bewahrt", sagt Elinav.

"Dieses persistente Mikrobiom beschleunigte die Gewichtszunahme, wenn die Mäuse wieder kalorienreich ernährt wurden oder normales Futter in übermäßigen Mengen aßen." Segal erläutert: "Durch die Durchführung einer detaillierten Funktionsanalyse des Mikrobioms haben wir potenzielle therapeutische Ansätze entwickelt, um seine Auswirkungen auf die Gewichtszunahme zu verringern."

In einer Reihe von Experimenten zeigten die Wissenschaftler, dass die Zusammensetzung des „fettleibigen“ Mikrobioms ein Haupttreiber für eine beschleunigte Gewichtszunahme nach einer Diät ist. Als die Forscher beispielsweise die Darmmikroben in Mäusen durch die Verabreichung von Breitbandantibiotika erschöpften, wurde die übertriebene Gewichtszunahme nach der Diät beseitigt.

In einem anderen Experiment wurde, wenn Darmmikroben von Mäusen mit einer Vorgeschichte von Fettleibigkeit in keimfreie Mäuse eingeführt wurden (die per Definition kein eigenes Mikrobiom tragen), ihre Gewichtszunahme beim Füttern mit einer kalorienreichen Diät im Vergleich beschleunigt an keimfreie Mäuse, die ein Implantat von Darmmikroben von Mäusen ohne Gewichtszunahme in der Vorgeschichte erhalten hatten.

Als nächstes entwickelten die Wissenschaftler einen Algorithmus für maschinelles Lernen, der auf Hunderten von individualisierten Mikrobiomparametern basiert und die Geschwindigkeit der Gewichtszunahme in jeder Maus erfolgreich und genau vorhersagte, basierend auf den Eigenschaften ihres Mikrobioms nach Gewichtszunahme und erfolgreicher Diät.

Die Kombination von genomischen und metabolischen Ansätzen half Wissenschaftlern, zwei Moleküle zu identifizieren, die den Einfluss des Mikrobioms auf die Gewichtszunahme beeinflussen. Diese Moleküle - die zur Klasse der organischen Chemikalien gehören, die Flavonoide genannt werden und durch den Verzehr bestimmter Gemüsesorten gewonnen werden - werden durch das Mikrobiom „nach der Diät“ schnell abgebaut.

Die rasche Reduktion führt dazu, dass die Spiegel dieser Moleküle bei Mäusen nach einer Diät signifikant niedriger sind als bei Mäusen ohne Adipositas in der Vorgeschichte.

Die Forscher fanden heraus, dass diese beiden Flavonoide unter normalen Umständen den Energieverbrauch während des Fettstoffwechsels fördern. Niedrige Mengen dieser Flavonoide im Gewichtszyklus verhinderten diese aus Fett gewonnene Energiefreisetzung, was dazu führte, dass die Mäuse nach der Diät zusätzliches Fett ansammelten, wenn sie zu einer kalorienreichen Diät zurückgekehrt waren.

Schließlich nutzten die Forscher diese Erkenntnisse, um neue Proof-of-Concept-Behandlungen für wiederkehrende Fettleibigkeit zu entwickeln.

Zunächst implantierten sie ehemals fettleibigen Mäusen Darmmikroben von Mäusen, die noch nie fettleibig waren. Diese fäkale Mikrobiomtransplantation löschte das „Gedächtnis“ der Fettleibigkeit bei diesen Mäusen, wenn sie erneut einer kalorienreichen Diät ausgesetzt wurden, wodurch eine übermäßige wiederkehrende Fettleibigkeit verhindert wurde.

Als nächstes verwendeten die Wissenschaftler einen Ansatz, der für den Menschen wahrscheinlich nicht zu beanstanden ist: Sie ergänzten Mäuse nach einer Diät mit Flavonoiden, die ihrem Trinkwasser zugesetzt wurden.

Dies brachte ihre Flavonoidspiegel und damit ihren Energieverbrauch wieder auf normale Werte. Infolgedessen zeigten die Mäuse selbst bei Rückkehr zu einer kalorienreichen Diät keine beschleunigte Gewichtszunahme.

Segal sagte: „Wir nennen diesen Ansatz eine„ post-biotische “Intervention. Im Gegensatz zu Probiotika, die hilfreiche Mikroben in den Darm einbringen, führen wir nicht die Mikroben selbst ein, sondern Substanzen, die vom Mikrobiom betroffen sind und sich als sicherer und wirksamer erweisen könnten. “

Wiederkehrende Fettleibigkeit ist eine Epidemie von massiven Ausmaßen im wahrsten Sinne des Wortes. "Fettleibigkeit betrifft fast die Hälfte der erwachsenen Weltbevölkerung und prädisponiert Menschen für häufige lebensgefährliche Komplikationen wie Diabetes bei Erwachsenen und Herzerkrankungen", sagt Elinav.

"Wenn sich herausstellt, dass die Ergebnisse unserer Mausstudien auf den Menschen anwendbar sind, können sie zur Diagnose und Behandlung wiederkehrender Fettleibigkeit beitragen, was wiederum zur Linderung der Adipositas-Epidemie beitragen kann."

Quelle: Weizmann Institute of Science