Intermittierende Kalorienrestriktion verändert Darm und Gehirn und könnte bei Adipositas helfen

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die nach Wegen suchen, die anhaltende Adipositas-Krise einzudämmen, haben einen wichtigen Hinweis gefunden: Eine intermittierende Kalorienrestriktion kann sowohl im Darm als auch im Gehirn deutliche Veränderungen auslösen – und damit neue Ansätze eröffnen, um ein gesundes Gewicht zu halten.

Studie zur intermittierenden Energierestriktion (IER): Aufbau und Resultate

Ein Forschungsteam aus China begleitete 25 freiwillige Personen, die als adipös eingestuft wurden, über 62 Tage. In dieser Zeit absolvierten sie ein Programm zur intermittierenden Energierestriktion (IER) – also ein Vorgehen, bei dem die Kalorienzufuhr gezielt gesteuert wird und an bestimmten Tagen relativ gefastet wird.

Neben der Gewichtsabnahme zeigten sich weitere Effekte: Im Mittel verloren die Teilnehmenden 7,6 Kilogramm (16,8 Pfund) beziehungsweise 7,8 Prozent ihres Körpergewichts. Gleichzeitig fanden die Forschenden Hinweise darauf, dass sich sowohl die Aktivität in adipositasrelevanten Hirnarealen als auch die Zusammensetzung der Darmbakterien verschob.

"Hier zeigen wir, dass eine IER-Ernährung die menschliche Gehirn-Darm-Mikrobiom-Achse verändert", sagte der Gesundheitsforscher Qiang Zeng vom Second Medical Center und dem National Clinical Research Center for Geriatric Diseases in China, als die Ergebnisse im Dezember 2023 veröffentlicht wurden.

"Die beobachteten Veränderungen im Darmmikrobiom und in der Aktivität in suchtbezogenen Hirnregionen während und nach der Gewichtsabnahme sind hochdynamisch und über die Zeit miteinander gekoppelt."

Veränderungen im Gehirn: Appetit- und Sucht-Regulation im Fokus

Was genau diese Veränderungen auslöst, ist bisher nicht eindeutig. Ebenso bleibt offen, ob eher der Darm das Gehirn beeinflusst oder umgekehrt. Klar ist allerdings, dass Darm und Gehirn eng miteinander verbunden sind – weshalb es denkbar wäre, über bestimmte Hirnregionen die Nahrungsaufnahme zu steuern.

Die Verschiebungen der Hirnaktivität wurden mithilfe von Scans der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) erfasst. Betroffen waren Bereiche, die als wichtig für die Steuerung von Appetit und Suchtverhalten gelten – darunter der untere orbitofrontale Gyrus (inferior frontal orbital gyrus).

Darmmikrobiom und Gehirn-Darm-Achse: Verknüpfungen über Proben und Blutwerte

Zusätzlich analysierte das Team Veränderungen im Darmmikrobiom anhand von Stuhlproben sowie Blutmessungen. Diese Mikrobiom-Verschiebungen liessen sich bestimmten Hirnregionen zuordnen.

So standen etwa die Bakterien Coprococcus comes und Eubacterium hallii in einem negativen Zusammenhang mit der Aktivität im linken unteren orbitofrontalen Gyrus. Dieses Areal spielt eine Rolle bei exekutiven Funktionen – darunter auch unsere Selbstkontrolle, wenn es um die Nahrungsaufnahme geht.

"Man geht davon aus, dass das Darmmikrobiom in einer komplexen, bidirektionalen Weise mit dem Gehirn kommuniziert", sagte die Medizinforscherin Xiaoning Wang vom State Clinic Center for Geriatrics in China.

"Das Mikrobiom produziert Neurotransmitter und Neurotoxine, die über Nerven und den Blutkreislauf ins Gehirn gelangen. Umgekehrt steuert das Gehirn das Essverhalten, während Nährstoffe aus unserer Ernährung die Zusammensetzung des Darmmikrobioms verändern."

Bedeutung für Adipositas: Warum das Zusammenspiel von Darm und Gehirn zählt

Weltweit wird geschätzt, dass mehr als eine Milliarde Menschen an Adipositas leiden. Damit steigt das Risiko für zahlreiche Gesundheitsprobleme – von Krebs bis zu Herzkrankheiten.

Ein besseres Verständnis dafür, wie stark Gehirn und Darm voneinander abhängig sind, könnte entscheidend dazu beitragen, Adipositas wirksamer zu verhindern und zu reduzieren.

"Die nächste zu beantwortende Frage ist der präzise Mechanismus, über den Darmmikrobiom und Gehirn bei adipösen Menschen miteinander kommunizieren – auch während einer Gewichtsabnahme", sagte der Biomedizinforscher Liming Wang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.

"Welche konkreten Bestandteile des Darmmikrobioms und welche Hirnregionen sind entscheidend für eine erfolgreiche Gewichtsabnahme und dafür, ein gesundes Gewicht zu halten?"

Die Studie wurde in Frontiers in Cellular and Infection Microbiology veröffentlicht.

Eine frühere Version dieses Artikels wurde im Dezember 2023 publiziert.