Mikrobiom

​Die Darmbakterien haben einen extremen Einfluss auf unsere Leistungsfähigkeit. Ob es sich bei diesen Mikroorganismen um leistungsfördernde oder leistungsmindernde Populationen handelt, lässt sich durch Bewegung und die Nahrungszusammensetzung beeinflussen.

Sowohl auf unserer Körperoberfläche, im Urogenitaltrakt, auf unseren Schleimhäuten als auch in unserem Verdauungstrakt findet sich eine Vielzahl an Mikroorganismen, das sogenannte Mikrobiom. Hierzu zählen Archaebakterien, Bakterien, Viren, Pilze und verschiedene Einzeller.Die Anzahl dieser “Mitbewohner” ist deutlich höher als die Zahl unserer Körperzellen. Die Zahl der Bakterien nimmt vom Dünndarm zum Dickdarm hin zu und je nach Abschnitt im Verdauungstrakt finden sich unterschiedliche Bakterienpopulationen.

Störfaktoren, die zu einer Dysbiose, einem Ungleichgewicht bei den Darmbakterien hin zu pathogenen bzw. ungünstigen Populationen führen, sind Medikamente (Kortison und Antibiotika), Stress, Alkohol, Zuckeralkohole, Süßstoffe und eine ungünstige Ernährungsweise, die reich an verarbeiteten Lebensmitteln und Zucker ist, jedoch wenig Ballaststoffen enthält.

Man kann das Mikrobiom als eigenes Organ betrachten, das metabolische, endokrine, protektive und strukturelle Aufgaben hat. So unterstützen uns die Mikroben bei der Verdauung, bestimmen wie die Kalorien verwertet werden, bilden Neurotransmitter, liefern Vitamine und Energie und modulieren das Immunsystem.

Die Wirkung von Training auf das Mikrobiom

Neben der Ernährung hat auch Bewegung einen Einfluss auf die Zusammensetzung des Mikrobioms. Generell führt Bewegung dazu, dass sich das Mikrobiom aus einer größeren Anzahl unterschiedlicher Bakterienpopulationen (Biodiversität) zusammensetzt, die am Energie- und Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt sind. Allerdings sind hier zusätzliche Untersuchungen erforderlich, um weitere Einflussmöglichkeiten auszuschließen. Bei Bewegung sorgen Mikroben für eine verstärkte Bildung kurzkettiger Fettsäuren (SCFAs: short-chain fatty acids), von denen Butyrat das Immunsystem positiv moduliert.

Sind die Intensitäten allerdings hoch, kann es zu einer Minderdurchblutung im Darm kommen, mit der Folge von Symptomen wie Bauchschmerzen und -krämpfen, Übelkeit und Durchfall. Bei der Auswirkung des Trainings auf das Mikrobiom sind also die Intensitäten zu berücksichtigen.

Die Stressantwort und das Mikrobiom

Als Symptome für zu hohen Stress durch Training werden Abgeschlagenheit, Leistungseinbruch, Schlaflosigkeit, Appetitlosigkeit, Gewichtsverlust und erhöhte Infektanfälligkeit angesehen. Neuere Untersuchung zeigen, dass der Verdauungstrakt in Reaktion auf Stress, Hormone wie Gamma-Aminobuttersäure (GABA), Neuropeptid Y (NPY) und Dopamin freisetzt. Bei diesen Faktoren geht man davon aus, dass sie zu Verdauungsstörungen, Angstgefühlen, Depressionen, verringerter Stressresistenz und reduzierter Nahrungsaufnahme führen.

Durch physischen sowie psychischen Stress kann es zudem zur Freisetzung von Lipopolysacchariden (LPS) aus dem Darm kommen, die wiederum Immun- und Entzündungsreaktionen auslösen mit der häufigen Folge einer erhöhten Durchlässigkeit des Darms. Die erhöhte Durchlässigkeit wird auch durch die Verlagerung des Blutflusses vom Gastrointestinaltrakt weg und die erhöhte Körpertemperatur beim Sport gefördert. Als Folge kann man, abhängig von der Intensität und der Art der Bewegung, Verdauungsstörungen, wie zum Beispiel Übelkeit, Erbrechen und Durchfall beobachten.

Makronährstoffe und Mikrobiom

Man geht davon aus, dass unsere Vorfahren vor circa 15.000 Jahren wöchentlich an die 150 verschiedene Bestandteile aßen. Heute sind es oft weniger als 20 und diese dazu noch verarbeitet und veredelt. Diese Einschränkung der Nahrungsvielfalt hat wiederum Konsequenzen in der Mikrobendiversität mit dem Risiko einer Dysbiose.

Es konnte zum Beispiel gezeigt werden, dass die Mikrobiomvielfalt wichtig für die Bildung von Muskelglykogen ist, da sie unter anderem die Expression des Natrium-Glukose-Cotransporter 1 und Signalmoleküle wie die G-Protein-gekoppelten Rezeptoren beeinflusst.

Der Hauptbestandteil der Nahrung, der die Darmbakterien im Dickdarm erreicht, sind unverdauliche Kohlenhydrate (Vielfachzucker). Daneben werden aber auch Einfachzucker verwertet, die im Dünndarm nicht vollständig absorbiert wurden. Einzelne Bakterienformen verwerten auch Aminosäuren, zum Teil in Kombination mit Kohlenhydraten, zur Energiegewinnung. Auch verschiedene Fettsäuren haben einen Einfluss auf das Mikrobiom. Hier sind die Auswirkungen aber noch wenig bekannt.

Proteine, Kohlenhydrate und Co.

Bezüglich der Wirkung von Hoch-Protein-Diäten auf das Mikrobiom sind die Untersuchungsergebnisse noch sehr widersprüchlich. Es gibt einige Untersuchungen, die aufzeigen, dass die bakterielle Verstoffwechslung von Aminosäuren zu Ammioniak, biogenen Aminen, indolischen und weiteren chemischen Verbindungen führt. Dies verstärkt wiederum die Entzündungsreaktion sowie die Durchlässigkeit von Gewebe und kann weitere Erkrankungen bis hin zu Krebs fördern. Man weiß aber auch, dass die gleichzeitige Aufnahme und Verstoffwechlsung unverdaulicher Kohlenhydrate (Ballaststoffe) durch die Darmbakterien die soeben geschilderten Effekte abschwächen. Hier zeigt sich, dass man die Effekte im Gesamtkontext betrachten muss.

Verdauliche Kohlenhydrate selbst spielen für Sportler in der Energiebereitstellung und Regeneration eine große Rolle. Sie dämpfen das Stresshormonlevel, haben aber keinen großen Einfluss auf das Mikrobiom. Bei den Fetten geht es vor allem um eine optimale Menge der essenziellen mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren, da diese eine anti-entzündliche Wirkung haben und bei der Integrität des Darms ein wichtige Rolle einnehmen.

Der Schlüssel: die Ballaststoffe

Der entscheidende Faktor für eine hohe Diversität des Mikrobioms sind Ballaststoffe. Die DGE empfiehlt hier eine Mindestmenge von 30 Gramm pro Tag. Eine eingeschränkte Ballaststoffzufuhr führt zu einer geringeren Anzahl an verschiedenen Bakterienpopulationen im Dickdarm und damit verbunden zu einer geringeren Bildung von antimikrobiellen Substanzen und kurzkettigen Fettsäuren. Als Folge kann es vermehrt zu Entzündungen und einer schlechteren Aktivierung des sympathischen Nervensystems kommen. Für Athleten ist es empfehlenswert, die Ballaststoffzufuhr an intensiven Trainings- und Wettkampftagen anzupassen, da es ansonsten zu einem aufgeblähten Bauch, Magenverstimmungen und damit verbunden Leistungseinschränkungen kommen kann. Ballaststoffe finden sich vor allem in Vollkornprodukten, Gemüse, Hülsenfrüchten, Obst und Nüssen. Angeraten ist also eine Ernährungsweise, die viele pflanzliche Lebensmittel enthält.

Sportler sollten nicht nur auf die für ihre jeweilige Disziplin erforderliche Energiezufuhr und Makronährstoffverteilung achten, sondern in der Basisernährung unbedingt auch auf eine ausreichende Ballaststoffzufuhr. Dadurch werden eine hohe Diversität des Mikrobioms und eine größere Anzahl an gesundheitsförderlichen Bakterienpopulationen gewährleistet und eine höhere Leistungsfähigkeit gefördert. Dabei ist es aber unbedingt erforderlich, bei der Menge an Ballaststoffen die Trainingsintensitäten und geplanten Wettkampftage zu berücksichtigen, da es sonst zu Beeinträchtigungen durch Verdauungsbeschwerden kommen kann.

Quelle: shape UP 2/21
Abbildung: sdecoret / shutterstock.com

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