Gehirn-Darm-Verbindung: Wie intermittierendes Fasten unseren Verstand und unsere Mikroben umgestaltet
Fasten für Körper und Geist: Wie intermittierende Energierestriktion Gehirn und Darmflora verändert
Fettleibigkeit ist eine globale Gesundheitskrise, aber neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Schlüssel zur Gewichtsabnahme im komplexen Zusammenspiel zwischen unserem Gehirn und den Darmbakterien liegen könnte. Eine bahnbrechende Studie, die in Frontiers in Cellular and Infection Microbiology veröffentlicht wurde, hat faszinierende Veränderungen sowohl in der Gehirnaktivität als auch in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms während einer kurzfristigen intermittierenden Energierestriktion (IER) aufgedeckt.
Das Gehirn auf Diät
Mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) beobachteten Forscher, wie die Gehirne fettleibiger Personen über zwei Monate auf IER reagierten.
Überraschenderweise führte die Diät zu einer verringerten Aktivität in mehreren wichtigen Hirnregionen, die mit dem Essverhalten in Verbindung stehen:
– Der untere frontale Orbitagyrus, der an der kognitiven Kontrolle beteiligt ist
– Das Putamen, das eine Rolle bei Emotionen und Lernen spielt
– Der anteriore cinguläre Cortex, Teil des sensorischen Kreislaufs
Dr. Jing Zhou, Hauptautor der Studie, erklärt: „Wir stellten fest, dass IER die Aktivität fettleibigkeitsbezogener Hirnregionen zu verschiedenen Zeitpunkten längsschnittlich reduzierte. Dies deutet darauf hin, dass sich die Reaktion des Gehirns auf Nahrungsreize im Verlauf der Gewichtsabnahme verändern könnte.“
Ein Bauchgefühl zur Gewichtsabnahme
Aber das Gehirn war nicht das einzige System, das von IER beeinflusst wurde. Die Forscher führten auch eine metagenomische Sequenzierung der Stuhlproben der Teilnehmer durch und enthüllten signifikante Verschiebungen in den Darmbakterienpopulationen:
– Die Mengen potenziell schädlicher Escherichia coli nahmen ab
– Nützliche Bakterien wie Faecalibacterium prausnitzii, Parabacteroides distasonis und Bacteroides uniformis nahmen zu
„Diese Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota könnten zu den gewichtsreduzierenden Effekten von IER beitragen,“ bemerkt Dr. Zhou. „Viele dieser Bakterien wurden in früheren Studien mit einer verbesserten Stoffwechselgesundheit in Verbindung gebracht.“
Die Gehirn-Darm-Mikrobiom-Achse
Vielleicht die faszinierendste Entdeckung war die dynamische Beziehung zwischen Gehirnaktivität und Darmbakterienmengen während der gesamten IER-Intervention. Die Forscher beobachteten Korrelationen zwischen spezifischen bakteriellen Veränderungen und Veränderungen der Aktivität in Hirnregionen zu verschiedenen Zeitpunkten.
Zum Beispiel war die E. coli-Häufigkeit zu Beginn der Diät negativ mit der Aktivität im linken orbitalen unteren Frontalgyrus assoziiert und am Ende der Studie mit dem rechten Putamen. Dies deutet auf ein komplexes, sich entwickelndes Zusammenspiel zwischen unseren Darmmikroben und neuronalen Schaltkreisen im Verlauf der Gewichtsabnahme hin.
Implikationen für die Behandlung von Fettleibigkeit
Obwohl diese Studie relativ klein und kurzfristig war, liefert sie überzeugende Beweise für die Rolle der Gehirn-Darm-Mikrobiom-Achse bei der Gewichtsabnahme. Dr. Qiang Zeng, leitender Autor der Arbeit, ist optimistisch hinsichtlich der potenziellen Anwendungen:
„Das Verständnis dieser dynamischen Veränderungen könnte zu gezielteren und effektiveren Interventionen bei Fettleibigkeit führen. Wir könnten möglicherweise probiotische Behandlungen oder Gehirnstimulationstechniken entwickeln, die im Einklang mit IER-Diäten arbeiten, um die Ergebnisse der Gewichtsabnahme zu maximieren.“
Zukünftige Forschung wird die langfristigen Auswirkungen von IER auf die Gehirn-Darm-Mikrobiom-Achse untersuchen und feststellen müssen, ob diese Veränderungen nach Beendigung der Diät anhalten. Darüber hinaus sind größere Studien erforderlich, um diese Ergebnisse in verschiedenen Populationen zu bestätigen.
Vorerst ergänzt diese Forschung die wachsende Zahl von Beweisen, die darauf hindeuten, dass erfolgreiche Gewichtsabnahme viel mehr beinhaltet als einfach nur Kalorien zu reduzieren. Es ist ein komplexer biologischer Prozess, der unser Gehirn, unseren Darm und die Billionen von Mikroben einbezieht, die unseren Körper ihr Zuhause nennen.
Zusammenfassung der Forschungsarbeit
Methodik
– 25 fettleibige Erwachsene unterzogen sich einer 2-monatigen intermittierenden Energierestriktions (IER) Diät
– Funktionelle MRT zur Messung von Veränderungen der Gehirnaktivität
– Metagenomische Sequenzierung von Stuhlproben zur Analyse der Darmmikrobiom-Zusammensetzung
– Bewertung der Korrelationen zwischen Gehirnaktivität und Darmbakterienmengen
Hauptergebnisse
– IER reduzierte die Aktivität in Hirnregionen, die mit dem Essverhalten assoziiert sind
– Verringerte Mengen von E. coli und erhöhte nützliche Darmbakterien beobachtet
– Dynamische Korrelationen zwischen Veränderungen der Darmbakterien und Veränderungen der Gehirnaktivität gefunden
Einschränkungen der Studie
– Kleine Stichprobengröße (25 Teilnehmer)
– Kurzfristige Intervention (2 Monate)
– Fehlen einer langfristigen Nachbeobachtung zur Beurteilung der Persistenz der Veränderungen
– Kausalität zwischen Gehirn- und Darmveränderungen nicht nachgewiesen
Diskussion & Erkenntnisse
– Beweise für die Rolle der Gehirn-Darm-Mikrobiom-Achse bei der Gewichtsabnahme
– Potenzial für die Entwicklung gezielter Interventionen bei Fettleibigkeit basierend auf diesen Erkenntnissen
– Hervorhebung der komplexen biologischen Prozesse, die an erfolgreicher Gewichtsabnahme beteiligt sind
– Weitere Forschung erforderlich, um langfristige Auswirkungen und Anwendbarkeit auf verschiedene Populationen zu untersuchen
Quelle
ORIGINAL RESEARCH article, Front. Cell. Infect. Microbiol., 20 December 2023, Sec. Intestinal Microbiome
