Darmbakterien erhöhen Ausdauer beim Marathon

Boston (USA) - Das Mikrobiom des Darms, auch Darmflora genannt, hat einen großen Einfluss auf ganz unterschiedliche Aspekte der Gesundheit und auf das seelische Wohlbefinden. Jetzt haben amerikanische Mediziner sogar spezielle Darmbakterien identifiziert, die offenbar die Ausdauer von Spitzensportlern steigern. In Stuhlproben von Marathonläufern und Ruderern konnten sie einen erhöhten Gehalt an Bakterien der Gattung Veillonella nachweisen, deren Zahl nach sportlichem Wettkampf noch weiter zunahm. Wie Experimente mit Mäusen zeigten, verwerten diese Mikroben die bei starker Muskelaktivität gebildete Milchsäure und setzen dabei ein Produkt frei, das die Ausdauer beim Sport verbessert. Möglicherweise begünstigt der bei Sportlern häufig erhöhte Milchsäurespiegel die Ansiedlung und Vermehrung von Veillonella-Bakterien im Darm, was mit der Zeit zur Steigerung der sportlichen Leistung beiträgt, schreiben die Forscher im Fachjournal „Nature Medicine“.

„Das ist ein wichtiges Beispiel dafür, wie sich das Mikrobiom zum Symbionten des menschlichen Wirtes entwickelt hat“, sagt Aleksandar Kostic von der Harvard Medical School in Boston. „Es kommt zu einer positiven Rückkopplung: Der Wirt produziert etwas, was dieses spezielle Bakterium bevorzugt. Im Gegenzug bildet das Bakterium etwas, das dem Wirt nutzt.“ Kostic und seine Kollegen hatten Stuhlproben von 15 Teilnehmern des Boston-Marathon mikrobiologisch analysiert. Im Vergleich zu zehn Kontrollpersonen, die nicht sportlich aktiv waren, hatten die Läufer unter anderem eine erhöhte Keimzahl von Veillonella-Bakterien. Diese Zahl stieg einige Tage nach dem Marathonlauf noch weiter an. Der Befund bestätigte sich durch Untersuchungen bei 87 anderen Marathonläufern und Ruderern.

Aus dem Stuhl eines Läufers isolierten die Forscher einen Stamm von Veillonella atypica, den sie im Labor in Nährlösungen vermehrten. Über eine Sonde übertrugen sie diese Bakterien in den Darm von Mäusen. Als Kontrolle diente die Übertragung einer entsprechenden Zahl eines anderen Bakteriums (Lactobacillus bulgaricus). Die so behandelten Mäuse mussten dann bis zur Erschöpfung in einem Laufrad rennen. Es stellte sich heraus, dass die Behandlung mit den Veillonella-Bakterien die Laufleistung der Tiere um 13 Prozent erhöhte. Experimente mit intravenös injizierter C-13-markierter Milchsäure zeigten, dass Milchsäure aus dem Blut in den Darm gelangen kann. Davon würden Bakterien wie Veillonella profitieren, die Milchsäure als Nährstoff nutzen und dabei Essigsäure (Acetat) und Propionsäure (Propionat) freisetzen. Aus anderen Studien ist bekannt, dass Propionsäure den Stoffwechsel anregt und eine leistungssteigernde Wirkung hat. Tatsächlich vergrößerte die Zufuhr von Propionsäure in den Enddarm von Mäusen die Ausdauer der Tiere im Laufrad.

Der positive Effekt von Veillonella-Bakterien auf die Leistung von Sportlern beruhe nicht auf dem Absenken des Milchsäurespiegels, sondern auf der Produktion von Propionsäure, sagt Kostic. Ein Forscherteam will nun den Mechanismus erforschen, durch den diese Wirkung erzielt wird. Der Einsatz von Präparaten probiotischer Veillonella-Bakterien könnte helfen, sportliche Aktivitäten und deren gesundheitsfördernde Effekte zu steigern. Eine Propionsäure-Pille dagegen wäre wirkungslos, da die Substanz durch Verdauungsenzyme schnell zerstört würde.