Mikrobiom der Nahrung beeinflusst Darmflora

Die Ernährung ist ein wichtiger Faktor für die Ausprägung des Darmmikrobioms. Pflanzliche Nahrungsmittel enthalten nicht nur Substanzen, die die Zusammensetzung der Darmmikroben nachweislich beeinflussen, sondern auch eine große Vielfalt an eigenen Mikroorganismen. So zeigte eine Analyse des Metagenoms des Apfels, die ein Team um Dr. Birgit Wassermann und Professor Dr. Gabriele Berg von der Technischen Universität Graz 2019 veröffentlichte, dass ein Apfel etwa 100 Millionen Bakterienzellen enthält – vor allem im Fruchtfleisch und an den Kernen, weniger dagegen an der Schale. Pflanzen insgesamt weisen ein artenreiches eigenes Mikrobiom auf.

Welchen Einfluss die mitverspeisten Mikrobiome von Obst und Gemüse auf das Darmmikrobiom des Menschen haben, war bislang wenig untersucht. Daher analysierte das Team um Wassermann und Berg nun 156 Obst- und Gemüsemetagenome und erstellte daraus einen Katalog von pflanzenassoziierten Mikroben. Diesen glich es dann mit den Daten von 2426 öffentlich zugänglichen Darmmetagenomen aus Stuhlproben von Menschen ab, um zu bestimmen, wie häufig die assoziierten Bakterien im menschlichen Darm zu finden sind. Die Ergebnisse erschienen Ende September im Fachjournal »Gut Microbes«.

Das Team aus Graz konnte zeigen, dass pflanzliche Mikroorganismen aus Obst und Gemüse zum menschlichen Mikrobiom beitragen. So wurden Vertreter der Ordnungen Enterobacterales, Burkholderiales und Lactobacillales sowohl in menschlichen als auch in pflanzlichen Metagenomen gefunden. Die Aufnahme von Bakterien durch den Verzehr von Obst und Gemüse wirke sich möglicherweise positiv auf die funktionelle Vielfalt der Darmmikrobiota aus, insbesondere aufgrund von mutmaßlich gesundheitsfördernden Genen für die Produktion von Vitaminen und kurzkettigen Fettsäuren, die die Mikroorganismen beisteuern, folgern die Forschenden.

Im menschlichen Darm waren diese Mikroben durchweg vorhanden, wenn auch in geringer Häufigkeit (etwa 2,2 Prozent). Das Alter des Wirtes, die Häufigkeit des Gemüseverzehrs und die Vielfalt der verzehrten Pflanzen waren Faktoren, die einen höheren Anteil der pflanzenassoziierten Mikroorganismen begünstigten. Insgesamt stellen diese Ergebnisse eine der wichtigsten Verbindungen zwischen dem menschlichen Mikrobiom und dem Mikrobiom der Umwelt dar.

»Der Nachweis, dass Mikroorganismen von Früchten und Gemüse den menschlichen Darm besiedeln können, ist jetzt erstmalig gelungen«, erklärt Erstautor Dr. Wisnu Adi Wicaksono in einer Mitteilung der TU Graz. Damit liege die Vermutung nahe, dass der Verzehr von Obst und Gemüse besonders im Babyalter einen positiven Einfluss auf die Entwicklung des Immunsystems in den ersten rund drei Lebensjahren hat, da sich in dieser Zeit das Darmmikrobiom entwickelt.

Um den entdeckten Zusammenhang noch weiter zu erforschen, arbeitet Berg am Institut für Umweltbiotechnologie im Rahmen des von der EU geförderten Projekts HEDIMED gemeinsam mit internationalen Fachleuten bereits an einer Interventionsstudie, bei der Menschen auf drei Kontinenten für einen gewissen Zeitraum das Gleiche essen und danach deren Ausscheidungen analysiert werden, heißt es in der Mitteilung.

Auch der Einfluss der Lebensmittelerzeugung sollte genauer untersucht werden, da Erde, Dünger und Pflanzenschutzmittel sich auf das pflanzliche Mikrobiom auswirkten. »Frisches Obst und Gemüse wird immer das beste Mikrobiom haben, die Landwirtschaft oder weiterverarbeitende Betriebe haben hier schon einen großen Einfluss. Und auch die Lagerung und Verarbeitung der Nahrung muss kritisch überdacht werden«, sagt Berg. Abhängig von den Erkenntnissen der geplanten Studie könnte es auch für einzelne Personen spannende Anwendungen geben. »Jedes Obst und Gemüse hat ein einzigartiges Mikrobiom. Also vielleicht lässt sich auf Basis dessen irgendwann eine personalisierte Ernährung zusammenstellen.«