Wie Darmbakterien die Leistungsfähigkeit im Sport erhöhen

Das schreiben US-amerikanische Forscher um Aleksandar Kostic vom Joslin Diabetes Center in Boston (Massachusetts, USA) im Fachblatt «Nature Medicine», nachdem sie Stuhlproben von Marathonläufern analysiert haben.

Dabei fiel auf, dass sich Bakterien der Gattung Veillonella eine Woche nach dem Lauf stark vermehrt hatten. Die Forscher gehen davon aus, dass diese Mikroben Laktate, die bei grosser Anstrengung in den Muskeln entstehen, in kurzkettige Fettsäuren umwandeln. Dazu gehören sogenannte Propionate, die die Leistungsfähigkeit erhöhen, wie die Forscher schreiben.

Die Entdeckung begann mit Kotproben von 15 Teilnehmern des Boston-Marathons 2015, die eine Woche vor und eine Woche nach dem Ereignis nahezu täglich genommen wurden. Kostic und sein Team untersuchten die Proben auf die Zusammensetzung der Darmbakterien.

«Eines der Dinge, die sofort unsere Aufmerksamkeit auf sich zog, war dieser einzelne Organismus, Veillonella, der unmittelbar nach dem Marathon in den Läufern deutlich reichhaltiger vorhanden war», wird Kostic in einer Mitteilung des Joslin Diabetes Centers zitiert. Als Kontrollgruppe dienten zehn Personen mit überwiegend sitzender Tätigkeit.

Die Forscher konnten die Vermehrung von Veillonella-Bakterien nach anstrengender sportlicher Betätigung in Stuhlproben von 87 Ultramarathonläufern und Ruderern bestätigen. Ausserdem überprüften sie den Effekt von Veillonella, indem sie die Bakterien in den Darm von 16 Mäusen einbrachten.

Anschliessend liefen die Mäuse bis zur Erschöpfung in einem Hamsterrad. Die Mäuse, denen Veillonella-Mikroben verabreicht wurden, liefen im Schnitt 13 Prozent länger als die Mäuse einer Vergleichsgruppe.

Bekannt war, dass Veillonella-Bakterien Laktate als einzige Kohlenstoffquelle nutzen. Laktate entstehen bei längerer sportlicher Betätigung im Muskel. In einem Versuch mit Mäusen wies die Gruppe um Kostic nun nach, dass Laktate durch die Darmwand in den Darm gelangen können.

Dort werden sie von Veillonella in kurzkettige Fettsäuren, darunter Propionate, umgewandelt. Über deren Wirkung schreiben die Wissenschaftler in Bezug auf frühere Forschungsergebnisse: «Es wurde gezeigt, dass Propionate die Herzfrequenz und die maximale Rate des Sauerstoffverbrauchs erhöhen, den Blutdruck bei Mäusen beeinflussen sowie den Energieverbrauch im Ruhezustand und die Fettverbrennung bei nüchternen Menschen erhöhen.»

Ihre Erkenntnisse wollen die Forscher auch medizinisch nutzen: «Was wir uns vorstellen, ist eine probiotische Ergänzung, die die Menschen einnehmen können, um ihre Fähigkeit zu sinnvoller Bewegung zu verbessern und sie somit vor chronischen Krankheiten, einschliesslich Diabetes, zu schützen», sagte Kostic.