Mischung aus drei Vitalpilzen erhöht dosisabhängig die Butyratproduktion durch das Darmmikrobiom
Originaltitel der Studie:
A blend of 3 mushrooms dose-dependently increases butyrate production by the gut microbiota
Datum: September 2021
Autorenteam: Verhoeven et.al.
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Kurz und bündig für den schnellen Leser:
Diese Studie untersucht die Auswirkungen einer Mischung aus drei Pilzen—Reishi (Ganoderma lucidum), Maitake (Grifola frondosa) und Austernpilz (Pleurotus ostreatus)—auf das Darmmikrobiom.
Die Pilzmischung erhöhte dosisabhängig die Produktion von Butyrat, einer wichtigen kurzkettigen Fettsäure (SCFA), die entzündungshemmende Eigenschaften besitzt und die Darmbarriere stärkt.
- Hauptergebnisse: Die Pilzmischung führte zu einer deutlichen Zunahme von Butyrat-produzierenden Bakteriengruppen wie Lachnospiraceae UCG-004, Lachnoclostridium, und Ruminococcaceae. Diese Bakterien sind für ihre positiven Effekte auf die Darmgesundheit bekannt.
- Wesentliche Zahlenwerte: Die Butyratproduktion stieg dosisabhängig. Die höchste getestete Dosis (1,5 g/Tag) führte zu einem Anstieg des Butyratanteils um 53,1 % im Vergleich zu 27 % in der Kontrollgruppe.
- Übertragbarkeit auf das Pferd: Auch bei Pferden kommen die relevanten Bakteriengruppen vor, insbesondere Ruminococcaceae und Lachnospiraceae, die eine wichtige Rolle bei der Fermentation von Faserstoffen und der Produktion von Butyrat spielen. Die Ergebnisse lassen sich daher potenziell auch auf die Verbesserung der Darmgesundheit von Pferden übertragen.
- Kombination der Pilze: Die getestete Mischung bestand aus reinem Vitalpilzpulver (kein Extrakt) von Reishi (Ganoderma lucidum), Maitake (Grifola frondosa) und Austernpilz (Pleurotus ostreatus). Diese Kombination zeigte eine synergetische Wirkung, die das Wachstum förderlicher Bakterien und die Produktion von gesundheitsförderndem Butyrat stimulierte.
Einführung
Die Studie mit dem Titel "A blend of 3 mushrooms dose-dependently increases butyrate production by the gut microbiota" untersucht die Auswirkungen einer Kombination aus drei Pilzen—Reishi, auch bekannt als Ganoderma lucidum (GL AM P-38, eine spezielle Kennzeichnung für den verwendeten Pilzstamm bzw. die genetische Herkunft der Sporen), Maitake (Grifola frondosa, GF AM P36) und Austernpilz (Pleurotus ostreatus, PO AM-GP37)—auf die Zusammensetzung und Aktivität des Darmmikrobioms.
Das Darmmikrobiom, das Billionen von Bakterien, Archaeen, Pilzen, Hefen, Bakteriophagen und Viren umfasst, spielt eine entscheidende Rolle für die Gesundheit. Diese Mikroorganismen beeinflussen unser Immunsystem und unseren Stoffwechsel, indem sie direkt mit Immunzellen interagieren, die Genexpression in verschiedenen Geweben verändern und Stoffwechselprodukte (Metaboliten) produzieren, die durch die Darmwand aufgenommen und zu anderen Organen transportiert werden.
Ein wichtiger Metabolit, der von diesen Mikroorganismen produziert wird, ist Butyrat. Butyrat ist eine kurzkettige Fettsäure (SCFA), die neben Acetat und Propionat durch die Fermentation von unverdauten Kohlenhydraten im Darm entsteht. Es bietet viele gesundheitliche Vorteile, wie zum Beispiel eine entzündungshemmende Wirkung und die Stärkung der Darmbarriere. Die Studie untersucht speziell, wie die Pilzmischung die Produktion von Butyrat im Darm fördern kann.
In lebenden Organismen ist es sehr schwer, die direkten Effekte der Pilze von den indirekten Wirkungen, die durch das Darmmikrobiom vermittelt werden, zu trennen. Deshalb werden solche Untersuchungen meist im Labor durchgeführt, um die Bedingungen im Dickdarm möglichst genau nachzustellen. Ein System, das dafür verwendet wird, ist das TNO-in-vitro-Modell des proximalen Kolons (TIM-2). Dieses TIM-2-System ist ein computergesteuertes Laborgerät, das die Bedingungen im menschlichen Dickdarm wie Temperatur, pH-Wert und die Entfernung von Stoffwechselprodukten nachahmt. Es wird häufig eingesetzt, um zu erforschen, wie Präbiotika oder andere Stoffe das Darmmikrobiom beeinflussen.
Methode und Studienmodell
1. Pilzmischung
Die getestete Mischung bestand aus den drei Pilzarten Reishi (Ganoderma lucidum), Maitake (Grifola frondosa) und Austernpilz (Pleurotus ostreatus). Diese Pilze sind bekannt für ihre bioaktiven Inhaltsstoffe, besonders Polysaccharide wie β-Glucane, die positive Effekte auf das Darmmikrobiom haben. In der Studie kam reines Pilzpulver zum Einsatz, kein Extrakt.
Die Mischung wurde vorverdaut, um die Bestandteile zu entfernen, die normalerweise im Dünndarm aufgenommen werden. Dadurch konnten vor allem die schwer verdaulichen Teile, wie die Polysaccharide, den Dickdarm erreichen und dort das Mikrobiom beeinflussen.
2. TIM-2 In-vitro-Modell des Kolons
Das TIM-2-Modell ist ein computergesteuertes System, das die Bedingungen im menschlichen Dickdarm nachahmt. Es simuliert realistische Bedingungen, darunter:
- Temperatur: Die Temperatur wird konstant bei 37 °C gehalten.
- pH-Wert: Der pH-Wert bleibt stabil bei 5,9, ähnlich wie im aufsteigenden Teil des Dickdarms.
- Peristaltik: Die Bewegung des Darminhalts wird durch spezielle Membranen im System simuliert.
- Absorption: Eine spezielle Membran simuliert die Aufnahme von Stoffwechselprodukten, wie es im menschlichen Darm geschieht.
- Darmmikrobiom: Das Modell enthält eine Mischung gesunder Darmbakterien, die von sechs gesunden Erwachsenen stammen.
3. Versuchsaufbau und Dosierung
- Dosen der Pilzmischung: Die Pilzmischung wurde in drei verschiedenen Mengen verabreicht: 0,5 g/Tag, 1,0 g/Tag und 1,5 g/Tag.
- Fermentationszeit: Das Modell lief über 72 Stunden. Während dieser Zeit wurden täglich Proben entnommen, um die Veränderungen zu analysieren.
- Analysemethoden: Die Zusammensetzung der Bakterien wurde mit einer speziellen Genanalyse untersucht. Außerdem wurde die Menge an kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) wie Acetat, Propionat und Butyrat gemessen.
Ergebnisse
1. Veränderungen in der Mikrobiota-Zusammensetzung
Relative Häufigkeit der Hauptbakteriengruppen: Die relative Häufigkeit der verschiedenen Hauptbakteriengruppen änderte sich je nach der Menge der verabreichten Pilzmischung. Bei den behandelten Proben stieg der Anteil der Firmicutes, einer Gruppe von Bakterien, die oft positive Effekte im Darm haben, während der Anteil der Bacteroidetes, einer anderen wichtigen Gruppe, sank. Auch der Anteil von Proteobacteria und Actinobacteria nahm dosisabhängig zu. Diese Veränderungen deuten darauf hin, dass die Pilzmischung die Zusammensetzung der Darmmikroben zugunsten von Bakteriengruppen verändert, die Butyrat produzieren, welches vorteilhaft für die Darmgesundheit ist.
Zeitliche Entwicklung spezifischer Bakteriengruppen: Die Bakteriengruppen Lachnoclostridium, Lachnospiraceae, Ruminococcaceae NK4A214-Gruppe und Ruminococcaceae UCG-002 nahmen bei der Fütterung mit der Pilzmischung dosisabhängig zu. Im Gegensatz dazu blieb die relative Häufigkeit in den Kontrollproben entweder konstant oder nahm ab (siehe Abbildung S4 im Zusatzmaterial der Studie). Dies zeigt eine deutliche Stimulation dieser Butyrat-produzierenden Bakteriengruppen durch die Pilzmischung.
Butyratproduzierende Bakterien: Die Pilzmischung führte zu einer dosisabhängigen Zunahme bestimmter Bakterien, die Butyrat produzieren, darunter:
Lachnospiraceae UCG-004
Lachnoclostridium
Zwei Gruppen von Ruminococcaceae (UCG-002 und NK4A214-Gruppe)
Bei der höchsten Dosis (1,5 g/Tag) war der Anstieg der Butyrat-produzierenden Bakterien am stärksten.
2. Produktion von Butyrat
Zeitliche Entwicklung der Produktion: Die Produktion von Butyrat stieg nicht nur dosisabhängig, sondern zeigte auch einen zeitlichen Verlauf über die 72 Stunden. Die Konzentrationen nahmen in den ersten 24 Stunden am deutlichsten zu und stabilisierten sich danach. Dies weist darauf hin, dass die Pilzmischung die Butyratproduktion nicht nur steigert, sondern auch eine längerfristige Unterstützung der mikrobiellen Aktivität im Darm bietet.
Dosisabhängige Zunahme: Die Produktion von Butyrat nahm mit höherer Dosis der Pilzmischung deutlich zu:
- Kontrolle (ohne Pilzmischung): Butyrat machte 27 % der gesamten SCFAs aus.
- 0,5 g/Tag: Der Butyratanteil stieg auf 42,4 %.
- 1,0 g/Tag: Der Butyratanteil stieg auf 45,1 %.
- 1,5 g/Tag: Der Butyratanteil stieg auf 53,1 %.
Die höchste Dosis führte zu einer fast doppelten Menge an Butyrat im Vergleich zur Kontrolle, was die potenziellen gesundheitlichen Vorteile der Pilzmischung verdeutlicht.
3. Produktion anderer kurzkettiger Fettsäuren (SCFAs)
Acetat und Propionat: Während die Produktion von Butyrat stieg, nahm die Menge von Acetat ab, da Butyrat mehr Kohlenstoffatome enthält. Die Produktion von Propionat stieg leicht an, jedoch nicht dosisabhängig.
Gesamtmenge an SCFAs: Die Gesamtmenge der SCFAs (kurzkettige Fettsäuren, die als wichtige Energiequelle für die Zellen im Dickdarm dienen und zahlreiche gesundheitliche Vorteile bieten) nahm leicht ab, aber der Kohlenstoffgehalt insgesamt stieg, was auf die erhöhte Bildung von Butyrat hinweist.
Anmerkung des Verfassers zu diesem Punkt: Es erscheint plausibel, dass in diesem Versuchsaufbau Butyrat-produzierende Bakterien einen Vorteil hatten, möglicherweise aufgrund ihrer Effizienz im Umgang mit den spezifisch vorhandenen Substraten. Daher ist es wahrscheinlich, dass die beobachtete Verschiebung zu Lasten anderer SCFAs durch die limitierte Verfügbarkeit an Kohlenstoff verursacht wurde. Allerdings bleibt diese Vermutung spekulativ, bis weitere dynamische Experimente durchgeführt werden.
Diskussion der Ergebnisse
Gesundheitliche Bedeutung von Butyrat: Butyrat besitzt entzündungshemmende Eigenschaften und stärkt die Darmbarriere. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass die Pilzmischung die Produktion von Butyrat im Darm fördern könnte, was die Darmgesundheit unterstützt.
Mechanismen: Die erhöhte Anzahl an Butyrat-produzierenden Bakterien ist wahrscheinlich auf die Wirkung der β-Glucane und anderen Polysaccharide in der Pilzmischung zurückzuführen. Diese Substanzen fördern das Wachstum bestimmter Mikroorganismen, die Butyrat produzieren.
Limitierungen der Studie: Da diese Untersuchung im Labor (in vitro) durchgeführt wurde, sind weitere Studien am Menschen oder an Tieren erforderlich, um die Ergebnisse zu bestätigen. Die Auswirkungen auf Menschen und Tiere mit einer gestörten Darmflora wurden ebenfalls nicht untersucht, aber die Grundrichtung einer Verbesserung der mikrobiellen Gesundheit wurde im Versuchsaufbau bestätigt.
Take Home Message
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen deutlich, dass eine Mischung aus drei Vitalpilzen Reishi, Maitake und PLeurotus die Produktion von Butyrat im Darm dosisabhängig und vergleichsweise rasch innerhalb von 72 Stunden um bis auf das doppelte steigern kann.
Diese Steigerung hat das Potenzial, die Darmgesundheit durch entzündungshemmende Effekte und die Stärkung der Darmbarriere positiv zu beeinflussen. Die Butyratproduktion hängt eng mit dem Wachstum bestimmter förderlicher Bakterien zusammen, die durch die Pilzmischung stimuliert werden.
Insgesamt zeigt die Studie, dass die Verwendung dieser Pilze als präbiotische Ergänzung eine vielversprechende Möglichkeit zur Förderung der Darmgesundheit sowohl bei Menschen als auch bei Tieren darstellen könnte.
Weitere klinische Studien sind zwar notwendig, um die Wirkung in lebenden Organismen zu bestätigen und die Anwendbarkeit der Ergebnisse auf verschiedene Bevölkerungsgruppen und Spezies zu untersuchen.
Die "Take-Home-Message" aber ist klar: Vitalpilze - insb. die Kombination aus Reishi, Maitake und Pleurotus - haben das Potenzial, durch ihre Wirkung auf das Darmmikrobiom die Gesundheit maßgeblich zu fördern, und stellen somit eine vielversprechende Ergänzung in der Prävention und Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen dar.
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Übertragbarkeit der Ergebnisse auf das Mikrobiom von Pferden
Auch im Darm von Pferden kommen die Bakteriengruppen Ruminococcaceae und Lachnospiraceae vor, die eine wesentliche Rolle bei der Fermentation von Faserstoffen spielen. Diese Bakterien produzieren kurzkettige Fettsäuren wie Butyrat, das als wichtige Energiequelle für Pferde dient.
Studien zeigen, dass Ruminococcaceae und Lachnospiraceae häufig im Dickdarm von Pferden vorkommen und eine ähnliche Funktion erfüllen wie beim Menschen, insbesondere in Bezug auf die Faserverdauung und die Produktion von Butyrat.
Zudem sinkt bei Pferden, die eine sehr stärkereiche Fütterung erhalten, das Vorkommen dieser wichtigen Mikroorganismen, während eine rohfaserreiche Ernährung das Vorkommen und somit die Gesundheit und Widerstandsfähigkeit des Pferdedarms steigert.
Weiterführende Studien zur Darmflora von Pferden:
- Characterization of the fecal microbiota of healthy horses, Stewart et al., 2017;
- Characterization and comparison of the bacterial microbiota in different gastrointestinal tract compartments of Mongolian horses, Shaofeng et al., 2020;
- Microbiota characterization throughout the digestive tract of horses fed a high-fiber vs. a high-starch diet, Raspa et al., 2024).
Hinweis des Autors
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Die Inhalte dieser Webseite ersetzen keine (tier-)ärztliche Beratung, Diagnose oder Behandlung, keinen Vor-Ort Besuch des Therapeuten und sind auch nicht damit zu verwechseln.
Vitalpilze können eine hervorragende Flankierung laufender Therapien sein und sind potente Mykotherapeutika!
Aber: das Befolgen von Empfehlungen erfolgt auf eigene Gefahr und in eigener Verantwortung.
Gerade deshalb: Informiere Deinen Therapeuten bitte unbedingt über die geplante Einnahme von Vitalpilzen.
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