13.07.09

Lösliche Ballaststoffe machen Mäuse dick

Potsdam-Rehbrücke – Wie Wissenschaftler des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung (DIfE) in einer Langzeitstudie an Mäusen zeigen, führen zusätzlich zu einer fettreichen Diät verzehrte, lösliche Ballaststoffe zu einer Zunahme des Körperfetts, zu Übergewicht und zu einer Insulinresistenz - die Vorstufe der Zuckerkrankheit. Dagegen wirkt eine zusätzliche Aufnahme unlöslicher Ballaststoffe dieser ungünstigen Entwicklung entgegen. Die neuen Daten tragen dazu bei, noch unbekannte Mechanismen aufzuklären, die der Langzeitwirkung von Ballaststoffen zugrunde liegen. Zudem liefern sie wichtige Informationen für die Entwicklung funktioneller Lebensmittel.

Die Forschergruppe publizierte ihre Ergebnisse kürzlich in der Fachzeitschrift Journal of Nutritional Biochemistry (Isken et al., 2009, doi:10.1016/j.jnutbio.2008.12.012).

Übergewicht und Alterszucker stellen in unserer heutigen Gesellschaft ein zunehmendes Gesundheitsproblem dar. Daher arbeiten DIfE-Forscher unter anderem daran, wissenschaftliche Grundlagen für funktionelle Lebensmittel zu entwickeln, die Menschen dabei helfen können normalgewichtig und damit gesünder zu bleiben.

Verschiedene wissenschaftliche Untersuchungen weisen darauf hin, dass ein hoher Ballaststoffverzehr Übergewicht und Alterszucker entgegenwirken könnte. Dies brachte die Studienleiter Frank Isken und Martin O. Weickert auf die Idee, die langfristigen Stoffwechseleffekte und Wirkmechanismen von Ballaststoffen am Tiermodell genauer zu untersuchen. „Der Vorteil des Tiermodells ist, dass sich hier die Versuchsbedingungen besser kontrollieren lassen als in Humanstudien“, sagt Isken. Bei ihren Versuchen differenzierten die Forscher zwischen löslichen und unlöslichen Ballaststoffen, da diesen beiden Gruppen unterschiedliche Eigenschaften zugesprochen werden.

Die Forscher fütterten zu Übergewicht neigende Mäuse mit einer fettreichen Diät (Western-Style-Diät). Zusätzlich erhielten die Mäuse entweder lösliche oder unlösliche Ballaststoffe. Über einen Zeitraum von 45 Wochen maßen die Forscher in regelmäßigen Abständen die Gewichtszunahme sowie die Körperfettverteilung der Tiere.

Am Ende wogen die mit den löslichen Ballaststoffen gefütterten Tiere 8,2 Gramm mehr als ihre Artgenossen. „Würde man diese Gewichtszunahme in Relation zu einer 60 Kilogramm schweren Person setzen, so hätte diese am Ende stattliche 16 Kilogramm mehr auf die Waage gebracht“, erklärt Weickert.

Darüber hinaus untersuchten die Wissenschaftler auch den Zucker- und Insulinstoffwechsel der Mäuse und analysierten verschiedene molekulare Faktoren. Die Insulinempfindlichkeit der mit den löslichen Ballaststoffen gefütterten Mäuse nahm mit steigendem Körpergewicht ab – ein Anzeichen für eine entstehende Zuckererkrankung. Zudem stieg durch die bakterielle Umwandlung der löslichen Ballaststoffe die Konzentration der kurzkettigen Fettsäuren im Darm stark an. „Obwohl diesen Fettsäuren in der Regel günstige Eigenschaften zugeschrieben werden, tragen sie aber auch deutlich zur Gesamtenergiezufuhr bei, was die beobachtete Körperfettzunahme erklären könnte“, erläutert Weickert. Zudem sei bekannt, dass kurzkettige Fettsäuren auch am Fettaufbau beteiligt sind. Ein Effekt, den die Forscher auch in der aktuellen Studie beobachten konnten.

Die mit den unlöslichen Ballaststoffen gefütterten Tiere waren dagegen insulinempfindlicher und wiesen eine geringere Leberverfettung auf. Ebenso produzierten diese Tiere geringere Mengen der molekularen Faktoren, die den Fettaufbau fördern.

„Besonders die von uns beobachtete Körperfettzunahme und die Insulinunempfindlichkeit könnten die aus anderen Studien bekannten, positiven Effekte einer Kurzzeiteinnahme löslicher Ballaststoffe wieder aufheben“, sagt Weickert. „Die Langzeiteinnahme unlöslicher, nicht fermentierbarer Getreideballaststoffe könnte sich dagegen günstig auf das Körpergewicht und das Diabetesrisiko auswirken“. Langzeit-Stoffwechselstudien am Menschen seien nun dringend notwendig, um diese ersten Ergebnisse zu untermauern, sagt Andreas F. H. Pfeiffer, Leiter der DIfE-Abteilung Klinische Ernährung. Sollten sich die Ergebnisse bestätigen, könne man dieses Wissen einsetzen, um funktionelle Lebensmittel zu entwickeln.

Hintergrundinformation:

Der Oberbegriff Ballaststoffe umfasst eine relativ große Gruppe verschiedener Substanzen, die sich sowohl in lösliche als auch unlösliche Ballaststoffe aufteilen lässt.

Zu den löslichen Ballaststoffen gehören beispielsweise Pektine. Lösliche Ballaststoffe bilden einen viskösen Schleim, der sowohl die Magenentleerung als auch die Aufnahme von Zuckern verlangsamen kann. Zudem kann er Fette binden und dadurch den Fettstoffwechsel positiv beeinflussen. Darmbakterien wandeln die für Menschen unverdaulichen Ballaststoffe in kurzkettige Fettsäuren um. Diese Fettsäuren tragen vermutlich dazu bei, das Darmkrebsrisiko zu senken, dienen aber auch als Nahrungsgrundlage für Darmbakterien, vor allem Milchsäurebakterien.

Zu den unlöslichen Ballaststoffen zählen vor allem pflanzliche Gerüst- und Stützsubstanzen. Sie gelangen als Partikel in den Dickdarm, wo sie zum Teil von Bakterien fermentiert werden. Zum Teil verlassen sie den Körper aber auch unverdaut. Sie binden im Dickdarm Wasser, wodurch der Speisebrei quillt und weicher wird. Die Darmbewegung wird hierdurch gefördert und die Transitzeit des Stuhls verkürzt.

Das Deutsche Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es erforscht die Ursachen ernährungsbedingter Erkrankungen, um neue Strategien für Prävention, Therapie und Ernährungsempfehlungen zu entwickeln. Forschungsschwerpunkte sind dabei Adipositas, Diabetes und Krebs.
Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören zurzeit 86 Forschungsinstitute und Serviceeinrichtungen für die Forschung sowie drei assoziierte Mitglieder. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute arbeiten strategisch und themenorientiert an Fragestellungen von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung. Bund und Länder fördern die Institute der Leibniz-Gemeinschaft daher gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen etwa 14.200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon sind ca. 6.500 Wissenschaftler, davon wiederum 2.500 Nachwuchswissenschaftler.
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Dr. Frank Isken, MD
Abteilung Klinische Ernährung
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Tel.: +49(0)33 200-88 775
Tel.: +49(0)30-450550 583
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