CoFFIe Studie

WIRKUNG VON BALLASTSTOFFEN BEIM FASTEN

Sollten wir während längerer Fastenperioden mehr Ballaststoffe zu uns nehmen?

Fasten verändert grundlegend, wie unser Körper Energie gewinnt. Während der Körper zunehmend auf gespeichertes Fett und Ketonkörper als Energiequellen zurückgreift, verlieren die Darmmikroben einen Großteil ihrer Nahrung – insbesondere fermentierbare Ballaststoffe.

Das wirft eine wichtige Frage auf: Könnten wir die metabolischen Effekte des Fastens erhalten und dem Darmmikrobiom gleichzeitig weiterhin ausgewählte Ballaststoffe zuführen? Könnte dies eine natürlichere Art des Fastens sein? Unsere bevorstehende CoFFIe-Studie untersucht diese Möglichkeit.

Fasten verändert die Darmmikrobiota

Unser wissenschaftliches Team konnte zeigen, dass Fasten jene Bakterien reduziert, die Nahrungskohlenhydrate, insbesondere Ballaststoffe, verarbeiten, und zugleich Mikroben vermehrt, die sich von körpereigenen Sekreten wie Schleim ernähren (LINK). Diese mikrobiellen Veränderungen tragen zur Umstellung des Energiestoffwechsels bei und könnten mit Verbesserungen von Blutdruck und Körpergewicht zusammenhängen.

Dabei geht es nicht nur um Bakterien. In einer im Fachjournal npj Biofilms and Microbiomes veröffentlichten klinischen Studie (LINK) untersuchten wir das Darmvirom von 89 Menschen während zehn Tagen des Fastens. Das Virom besteht überwiegend aus Bakteriophagen: Viren, die Bakterien infizieren und die mikrobielle Konkurrenz sowie die Organisation des Ökosystems beeinflussen können.

Das Fasten verringerte vorübergehend die virale Vielfalt und ordnete die Verbindungen zwischen Viren und Bakterien neu. Bemerkenswert ist, dass viele der mit diesen Viren assoziierten bakteriellen Wirte zu Gattungen wie Faecalibacterium, Roseburia, Eubacterium und Clostridium gehörten. Diese Bakterien spielen eine wichtige Rolle bei der Fermentation von Ballaststoffen und produzieren dabei Verbindungen mit bekannten gesundheitlichen Vorteilen, etwa kurzkettige Fettsäuren wie Butyrat.

Dieser Zusammenhang ist biologisch plausibel. Die Ballaststofffermentation ist während des Fastens drastisch reduziert, weil kaum noch Ballaststoffe den Dickdarm erreichen.

Die viralen Veränderungen könnten daher die Umstrukturierung ballaststofffermentierender Bakteriengemeinschaften widerspiegeln – und möglicherweise sogar dazu beitragen. Das war ein weiterer Grund, diese Ballaststoffe genauer zu untersuchen.

Warum Ballaststoffe so wichtig sind

Ballaststoffe unterstützen nicht nur die Darmpassage. Viele erreichen den Dickdarm, wo sie von Mikroorganismen fermentiert werden. Dabei entstehen Metaboliten wie Acetat, Propionat und Butyrat, die zur Ernährung der Dickdarmzellen und zum Erhalt der Darmbarrierefunktion beitragen.

Mehrere wegweisende Studien verdeutlichen ihre Bedeutung.

• Eine umfangreiche, im Fachjournal The Lancet veröffentlichte Analyse (LINK), die 185 prospektive Studien und 58 klinische Studien zusammenführte, ergab, dass ein höherer Ballaststoffkonsum mit einem um 15–30 % geringeren Risiko für mehrere schwerwiegende Erkrankungen und Ereignisse verbunden war – darunter kardiovaskuläre Sterblichkeit, koronare Herzkrankheit, Schlaganfall, Typ-2-Diabetes und Darmkrebs. Die Vorteile zeigten sich bereits bei einer Zufuhr von etwa 25–29 Gramm pro Tag und könnten bei höherer Zufuhr weiter zunehmen.
• In einer im Fachjournal Science veröffentlichten klinischen Studie (LINK) förderte eine an vielfältigen Ballaststoffen reiche Ernährung bei Menschen mit Typ-2-Diabetes gezielt eine Gruppe von Bakterien, die kurzkettige Fettsäuren produzieren. Teilnehmende, bei denen diese Bakterien am stärksten zunahmen, zeigten auch deutlichere Verbesserungen ihrer Gesundheit.
• Eine im American Journal of Clinical Nutrition veröffentlichte Metaanalyse (LINK) fasste 64 Studien mit 2.099 Teilnehmenden zusammen. Ballaststoffinterventionen erhöhten Bifidobacterium, Lactobacillus und fäkales Butyrat. Dies ist eine wichtige Nuance: Unterschiedliche Ballaststoffe nähren unterschiedliche Mikroorganismen, und ihre Wirkung lässt sich nicht auf einen einzigen Mikrobiom-Wert reduzieren.

Ist die Aufnahme von Ballaststoffen während des Fastens natürlicher, als wir annehmen?

Zeiten der Nahrungsknappheit bedeuteten in der Natur nicht immer ein vollständiges Fehlen von Nahrung. Menschen und andere Tiere wichen häufig auf sogenannte „Ausweichnahrung“ (fallback foods) aus: weniger bevorzugte, aber verlässlichere Ressourcen, zu denen häufig zähe, ballaststoffreiche Pflanzen gehörten.

Besonders gut dokumentiert ist dies bei afrikanischen Menschenaffen (LINK). Westliche Flachlandgorillas fühlen sich stark zu reifen Früchten hingezogen, die – wenn reichlich vorhanden – bis zu 70 % ihrer Fresszeit ausmachen können. Werden Früchte knapp, steigern sie ihre Aufnahme von Blättern, Kräutern, Rinde und faserreicheren Früchten erheblich. Blätter können dann bis zu 70 % der Fresszeit bei Männchen und 50 % bei Weibchen ausmachen. Auch Schimpansen greifen auf faseriges Pflanzenmark und Blätter zurück, wenn bevorzugte Früchte weniger verfügbar sind.

Auch Jäger-und-Sammler-Gesellschaften griffen in Zeiten, in denen bevorzugte Nahrung nicht verfügbar war, auf Knollen, Beeren, Samen und andere wilde pflanzliche Nahrungsmittel zurück. Ihre Ernährung konnte trotz erheblicher jahreszeitlicher Schwankungen ballaststoffreich bleiben.

Dies brachte uns dazu, eine neue Hypothese in Betracht zu ziehen. Vielleicht ist das vollständige Verschwinden von Ballaststoffen während des Fastens nicht das einzige biologisch relevante Modell. Ein energiearmes Fastenprogramm mit einer angemessenen Menge ausgewählter Ballaststoffe könnte die metabolische Umstellung aufrechterhalten und dem Darmökosystem zugleich ein begrenztes Substrat bereitstellen.

Die CoFFIe-Studie: Ballaststoffe während des Fastens im Fokus

Die CoFFIe-Studie – Combining Fasting and Fibre Interventions to Optimise Their Gut Microbiome-mediated Health Benefits – wird diese Hypothese direkt überprüfen.

Fünfundsiebzig Teilnehmende werden ein Buchinger-Fastenprogramm mit einer Dauer von 10 ± 4 Tagen durchlaufen. Fünfzig erhalten täglich resistente Stärke Typ IV aus Mais, während 25 ein Kontrollpräparat auf Maisstärkebasis erhalten. Resistente Stärke entgeht weitgehend der Verdauung im Dünndarm und erreicht den Dickdarm, wo sie von ausgewählten Mikroorganismen genutzt werden kann.

Wir werden untersuchen, ob die Ballaststoffergänzung butyratproduzierende Bakterien unterstützt und die mikrobielle Funktion, die Butyratproduktion, die Blutzuckerkontrolle, die Insulinsensitivität und die Ketose beeinflusst. Metagenomische und metabolomische Analysen werden es uns ermöglichen, nicht nur zu untersuchen, welche Mikroorganismen vorhanden sind, sondern auch, was sie tun.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt zudem auf den Auswirkungen über den Darm hinaus: Um die systemische Wirkung des Fastens besser zu verstehen, analysieren wir extrazelluläre Vesikel im Blut. Diese mikroskopisch kleinen, von Zellen abgegebenen Partikel fungieren als biologische Botenstoffe und transportieren wichtige molekulare Signale und Proteine zwischen den Organen. Als innovative Biomarker der modernen Medizin verraten sie uns, wie Fasten die Zellkommunikation im gesamten Körper reguliert. Für diese hochspezialisierte Untersuchung freuen wir uns über den Besuch einer Gastdoktorandin der Universität Mailand, die diese Analysen durchführen wird.

Wir sind stolz, für diese Studie mit zwei führenden Forschungseinrichtungen zusammenzuarbeiten: dem Leiden University Medical Center (LUMC), der Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO) und der Universität Mailand.

Was das für den Alltag bedeutet: Ballaststoffe stecken nicht nur in faserreichem Gemüse

Mehr Ballaststoffe zu essen bedeutet nicht, sich ausschließlich auf faserreiches Gemüse zu verlassen. Obst kann erhebliche Mengen an Ballaststoffen liefern, insbesondere wenn es ganz und nicht als Saft verzehrt wird. Auch Hülsenfrüchte, Vollkornbrot und -nudeln, Hafer, Gerste, Vollkorngetreide, Nüsse und Samen sind wichtige Quellen.

Hier einige einfache Alternativen, um Ihren Ballaststoffkonsum zu erhöhen:

Unsere Ernährungsempfehlungen betonen daher Vollkornprodukte und Hülsenfrüchte als ballaststoffreiche Kohlenhydratquellen, die die Blutzuckerkontrolle unterstützen können. Eine abwechslungsreiche Ernährung ist besser, als sich auf ein einzelnes „Superfood“ oder ein isoliertes Nahrungsergänzungsmittel zu verlassen: Verschiedene Pflanzen liefern unterschiedliche Ballaststoffstrukturen für unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften.

Nach dem Fasten sollten diese Lebensmittel je nach individueller Verträglichkeit schrittweise wieder eingeführt werden. Ziel ist nicht, möglichst viele Ballaststoffe zu konsumieren, sondern eine vielfältige und nachhaltige Versorgung des Darmökosystems mit Substraten wiederherzustellen.