Forscher unter der Leitung von Hiroshi Ohno am RIKEN Center for Integrative Medical Sciences (IMS) in Japan haben einen neuen Weg zur Reduzierung von Fettleibigkeit entdeckt. Ihre Studie zeigt, dass die Versorgung des Darms mit zusätzlichem Acetat die Fett- und Lebermasse sowohl bei normalen als auch bei fettleibigen Mäusen reduziert, solange im Darm auch Bakterien der Art Bacteroides vorhanden sind. Wenn diese beiden Bedingungen erfüllt sind, können Darmbakterien mehr Zucker aus dem Darm entfernen und die Verbrennung von Fett zur Energiegewinnung im Wirt fördern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Cell Metabolism veröffentlicht .
Fettleibigkeit, von der Hunderte Millionen Menschen auf der ganzen Welt betroffen sind, ist eine globale Epidemie. Sie wird mit dem übermäßigen Verzehr von zucker- und stärkehaltigen Lebensmitteln in Verbindung gebracht und erhöht nachweislich das Risiko von Herzkrankheiten, Typ-2-Diabetes und Krebs. Gleichzeitig zeigen Studien, dass der Verzehr von Ballaststoffen das Risiko genau dieser Krankheiten senkt – obwohl diese von Säugetieren nicht direkt verdaut werden können. Erreichen Ballaststoffe den Darm – genauer gesagt den Dickdarm –, werden sie von Bakterien fermentiert. Die Nebenprodukte gelangen in das Darmlumen, wobei einige davon in den Blutkreislauf gelangen.
Das häufigste dieser Nebenprodukte ist Acetat, das bekanntermaßen positive Auswirkungen auf den Stoffwechsel des Wirtes hat. Obwohl Ballaststoffe dadurch ein gutes „Präbiotikum“ darstellen, schränkt die individuelle Variation der Acetatproduktion und anderer nützlicher Nebenprodukte deren Wirksamkeit ein. Um dieses Problem zu umgehen, entwickelten Ohno und sein Team zuvor eine Art Acetat-Ergänzungsmittel, indem sie es mit Zellulose kombinierten. AceCel stellt sicher, dass Acetat den distalen Dickdarm erreicht, wo es seine Wirkung entfalten kann.
In der neuen Studie untersuchte das Team, wie AceCel den Stoffwechsel von Mäusen und die Zusammensetzung der Darmbakterien beeinflusst. Sie fanden heraus, dass sowohl normale als auch adipöse Mäuse nach der Verabreichung von AceCel Gewicht verloren, ohne Muskelmasse zu verlieren. Dies traf nicht auf andere kurzkettige Fettsäurenebenprodukte zu, sodass Acetat selbst der Schlüssel ist. Weitere Tests sollten die Ursache dafür ergründen.
Als nächstes entdeckten sie, dass mit AceCel gefütterte Mäuse im Ruhezustand im Vergleich zu normal ernährten Mäusen mehr Energie aus der Verbrennung von Leberfett und weniger aus der Verbrennung von Kohlenhydraten erzeugten. Dies ähnelt dem, was beim Fasten oder einer kohlenhydratarmen Keto-Diät passiert und fördert die Gewichtsabnahme. Sie gingen davon aus, dass die Auswirkungen auf das Darmmikrobiom ebenfalls ähnlich sein würden, und analysierten die Darmmikrobiota. Dabei stellten sie fest, dass die Aufnahme von AceCel dazu führte, dass Mäuse mehr Bacteroide s-Bakterien im Darm hatten.
Dann testeten sie AceCel an Mäusen mit kontrollierter Darmmikrobiota: entweder gar keine Bakterien oder eine von mehreren Bacteroide s-Arten. Sie fanden heraus, dass AceCel bei den darmbakterienfreien Mäusen keine Auswirkungen auf Körper, Leber oder Fettmasse hatte, während drei Bacteroides-Arten hatten auf alle ähnliche positive Effekte. Das bedeutet, dass die spezifische Kombination aus Acetat und Bacteroides -Bakterien im Darm für den beobachteten Gewichtsverlust notwendig ist.
Bei genauerer Betrachtung fanden sie heraus, dass diese Kombination zu einer stärkeren Fermentation von Kohlenhydraten im Darm führt, wodurch dem Wirt weniger Zucker zur Verarbeitung zur Verfügung steht. Durch die Eliminierung des Zuckers wird die aus Fett gewonnene Energie gefördert und weniger Zucker als Glykogen in der Leber gespeichert, was erklärt, wie Fettleibigkeit reduziert wird.
„Die Entwicklung einer Behandlungs- oder Präventionsstrategie für Fettleibigkeit ist ein dringendes Problem, das schnell gelöst werden muss“, sagt Ohno. „Wir haben festgestellt, dass acetylierte Cellulose Fettleibigkeit vorbeugen kann, indem sie die Funktion des Darmmikrobioms moduliert.“
„Unser nächster Schritt ist die Bestätigung der Sicherheit und Wirksamkeit der Verwendung von acetylierter Cellulose zur Behandlung von Fettleibigkeit beim Menschen. Wenn das gelingt, könnte sie ein wichtiger Bestandteil funktioneller Lebensmittel werden, die Fettleibigkeit vorbeugen.“
DOI: 10.1016/j.cmet.2025.04.013
