Darmbakterien sind in Israel schon seit Jahren altbekannte mikrobische Zeitgenossen. Vor allem Wissenschaftler des Weizmann-Instituts in Rechowot erforschen das, was sich in unserem Verdauungstrakt herumtreibt. Vor Kurzem stellten die Gelehrten künstliche Süßstoffe auf den Prüfstand – mit verblüffenden Ergebnissen. Jetzt geht es den Essgewohnheiten der westlichen Wohlstandsgesellschaft an den Kragen.

Ein israelischer Wissenschaftler sagte 2022, dass künstliche Süßstoffe nicht länger als sicher gelten sollten, nachdem sein Labor Forschungsergebnisse veröffentlicht hatte, die darauf hindeuten, dass sie tatsächlich den Zuckerspiegel im Körper erhöhen könnten. Laut der Studie beeinträchtige der Verzehr von Saccharin und Sucralose die Fähigkeit gesunder Erwachsener, Glukose in ihrem Körper zu entsorgen.

»Unsere Studie hat gezeigt, dass nicht nahrhafte Süßstoffe die Glukosereaktionen beeinträchtigen können, indem sie unser Mikrobiom (Darmflora) verändern«, so der Immunologe vom Weizmann-Ins­titut, Professor Eran Elinav. »Dies stellt die weit verbreitete Annahme stark infrage, dass Süßstoffe eine harmlose Süße ohne gesundheitliche Kosten darstellen.« Zuckerersatzstoffe seien eingeführt worden, um Naschkatzen zu befriedigen und den Glukosespiegel weniger zu beeinträchtigen, »aber sie haben möglicherweise direkt dazu beigetragen, genau die Epidemie zu verstärken, die sie bekämpfen wollten«.

Ballaststoffe sind Hauptbestandteil der menschlichen Ernährung.

Jetzt hat ein Team von Wissenschaftlern um Professor Itzhak Mizrahi der Ben-Gurion-Universität (BGU) in Zusammenarbeit mit dem Weizmann-Institut und internationalen Mitarbeitern in den USA und Europa herausgefunden, dass die Essgewohnheiten der industrialisierten Gesellschaften neu entdeckte Bakterien, die Zellulose abbauen, aus unserem Darmmikrobiom verschwinden lassen.

Es ist keine leichte Aufgabe, Zellulose abzubauen

»Während der gesamten Evolution waren Ballaststoffe schon immer ein Hauptbestandteil der menschlichen Ernährung«, erklärt die leitende Forscherin Sarah Moraïs von der BGU. »Sie sind auch ein Hauptbestandteil der Ernährung unserer Primatenvorfahren. Ballaststoffe halten unsere Darmflora gesund.« Moraïs und das Team identifizierten weiterhin wichtige neue Mitglieder des menschlichen Darmmikrobioms, Bakterien namens Ruminococcus. Diese Bakterien bauen Zellulose ab, indem sie große und hoch spezialisierte extrazelluläre Proteinkomplexe, sogenannte Zellulosomen, produzieren.

»Es ist keine leichte Aufgabe, Zellulose abzubauen, nur wenige Bakterien können das«, weiß Professor Edward Bayer vom Weizmann-Institut, ein weltweit führender Experte für Zellulosomen und Mitautor der Studie. »Zellulose ist schwer verdaulich, weil sie unlöslich ist. Ballaststoffe im Darm sind wie ein Baumstamm im Schwimmbad: Sie werden zwar nass, lösen sich aber nicht auf. Unter dem Strich wandeln Zellulosomen Ballaststoffe in Zucker um, der eine ganze Gemeinschaft ernährt«, fasst Bayer zusammen. »Eine gewaltige technische Leistung.«

Durch die Produktion von Zellulosomen steht Ruminococcus an der Spitze der Faserabbaukaskade, die ein gesundes Darmmikrobiom ernährt. Doch die Evolutionsgeschichte von Ruminococcus ist kompliziert, und die westliche Kultur fordert ihren Tribut von unserem Mikrobiom, wie die neue Studie zeigt.

Mizrachi erläutert: »Diese Zellulosom-produzierenden Bakterien gibt es schon seit Langem, ihre Vorfahren sind wichtige Mitglieder des Pansenmikrobioms bei Kühen und Schafen.« Der Pansen ist das spezielle Magenorgan von Kühen, Schafen und Hirschen, in dem das von ihnen gefressene Gras (Ballaststoffe) durch zelluloseabbauende Mikroben, darunter Ruminococcus, in nützliche Nahrung umgewandelt wird.

Hat der Mensch wichtige Bestandteile eines gesunden Darmmikrobioms von Nutztieren übernommen?

»Wir waren überrascht zu sehen, dass die Zellulosom-produzierenden Bakterien des Menschen im Laufe der Evolution offenbar ihren Wirt gewechselt haben, da die Stämme des Menschen enger mit den Stämmen der Nutztiere verwandt sind als mit den Stämmen unserer eigenen Primatenvorfahren.« Es sehe also so aus, als ob der Mensch wichtige Bestandteile eines gesunden Darmmikrobioms von Nutztieren übernommen hat, die er schon früh in der menschlichen Evolution domestiziert hat. »Das ist eine echte Möglichkeit«, so Mizrahi, Experte für Pansenbiologie.

Ruminococcus fehlen in Proben industrialisierter Gesellschaften zum Teil gänzlich.

Damit ist die Geschichte jedoch noch nicht zu Ende. Die Probenahme menschlicher Kohorten ergab, dass Ruminococcus-Stämme tatsächlich robuste Bestandteile des menschlichen Darmmikrobioms in Jäger- und Sammlergemeinschaften sowie in ländlichen Gesellschaften sind, dass sie jedoch in Proben aus industrialisierten Gesellschaften nur spärlich vorkommen oder gar gänzlich fehlen.

»Unsere Vorfahren in Afrika vor 200.000 Jahren holten sich kein Mittagessen von einem Drive-in oder ließen sich das Abendessen anliefern«, erklärt William Martin von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf in Deutschland, Evolutionsbiologe und ein weiterer Mitautor der Studie. In westlichen Gesellschaften geschieht dies jedoch in großem Umfang. Die Ernährung verändert sich in industrialisierten Gesellschaften, weit entfernt von den Bauernhöfen, auf denen Lebensmittel produziert werden.

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass diese Abkehr von einer ballaststoffreichen Ernährung eine Erklärung für den Verlust wichtiger Zellulose abbauender Mikroben in unserem Mikrobiom ist. Wie kann man diesem evolutionären Niedergang entgegenwirken? Es könnte helfen, das zu tun, was Ärzte und Ernährungsberater seit Jahrzehnten predigen: Getreide, Reis, Hülsenfrüchte, Gemüse und Obst. Essen Sie mehr Ballaststoffe!