Darmgesundheit
Auf das Mikrobiom kommt's an
Wie dein Mikrobiom die Verstoffwechselung von Cholin beeinflusst und damit auch TMAO-Spiegel, Herzgesundheit und Stoffwechsel reguliert.
Darmgesundheit
Wie dein Mikrobiom die Verstoffwechselung von Cholin beeinflusst und damit auch TMAO-Spiegel, Herzgesundheit und Stoffwechsel reguliert.
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In der alten ayurvedischen Weisheit, „Du bist, was du verdaust", steckt tatsächlich viel Wahres drin. Denn wichtig ist neben der Frage, was wir essen, auch wie wir das Gegessene verstoffwechseln. Und das hängt im Fall vom so wichtigen Nährstoff Cholin gar nicht mal so sehr an uns selbst, sondern an unseren Darmbewohnern.
Die Zusammensetzung der Darmflora entscheidet massgeblich darüber, wie viel des aufgenommenen Cholins dem Körper zur Verfügung steht und wie viel böses TMAO daraus produziert wird.
Was ist überhaupt TMAO?
Um TMAO zu verstehen, müssen wir beim Cholin beginnen. Cholin ist reichlich in Eiern, Leber und Weizenkeimen enthalten und ein Mangel an Cholin kann zu erheblichen Problemen im Gehirn, im Muskel und in der Leber führen.
Gewisse Darmbakterien stellen nun aus Cholin und ähnlichen Verbindungen wie Betain und L-Carnitin die Zwischenstufe Trimethylamin (TMA) her, das dann in der Leber zu Trimethylaminoxid (TMAO) umgewandelt wird.
TMAO wird als neuer Risikomarker für Herz-Kreislauf-Erkrankungen betrachtet.
Denn: TMAO korreliert in vielen Studien mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und steht im Verdacht, durch verschiedene Mechanismen, wie z. B. Hemmung des reversen Cholesterintransports und Erhöhung von oxidativem Stress in Gefässen die Entstehung von Arteriosklerose, und damit Herzinfarkten, zu fördern (1–4).
Es gibt aber auch Studien, die zeigen, dass TMAO in niedrigen Dosen sogar vorteilhaft sein könnte (5). Ob TMAO nun Ursache oder Folge von Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist, ist noch unklar.
Stoffwechselkrank durch falsche Bakterien
Die cholinreichen Eier und das rote Fleisch, welches viel Carnitin enthält, sind unter anderem auch wegen der damit vermutlich verbundenen Erhöhung des TMAO-Spiegels in Verruf geraten.
Dabei wurden zwei Kernaspekte ignoriert:
Einige Vertreter der Firmicutes, Proteobakterien und Actinobakterien wie Desulfovibrio desulfuricans, Escherichia coli, Citrobacter, Klebsiella pneumoniae oder Shigella schnabulieren gerne vom Cholin, das im Darm ankommt.
Bacteroidetes hingegen, zu denen die Gattungen Prevotella und Bacteroides gehören, können kein Cholin verstoffwechseln.
Eine äusserst spannende Studie an Mäusen zeigt, was passiert, wenn die falschen Bakterien überhandnehmen (6).
Mäuse mit einem cholin-konsumierenden E. coli-Stamm im Darm hatten unter einer cholinreichen Ernährung massiv erhöhte TMAO-Spiegel im Vergleich zu den Kontrollmäusen, deren Bakterien kein Cholin verstoffwechseln können.
Doch nicht nur das: Sie wiesen nur ein Drittel des Cholins im Blut auf, was laut den Forschern zu epigenetischen Veränderungen und zu erwartenden Stoffwechselstörungen führte.
Die Mäuse wurden nämlich durch die Besiedelung mit dem cholinliebenden E. coli-Stamm regelrecht stoffwechselkrank, was sich u.a. an erhöhtem Körperfett sowie hohen Spiegeln an freien Fettsäuren, Leptin und Triglyceriden zeigte.
Auch an Menschen wurde in Abhängigkeit des Mikrobioms ein unterschiedlicher Anstieg von TMAO beobachtet. Die Probanden, die nach einer Mahlzeit mehr TMAO produzierten, wiesen eine höhere Firmicutes zu Bacteroidetes Ratio sowie eine geringere Bakteriendiversität auf (7).
Du bist, was dein Mikrobiom isst
Halten wir fest: Das Mikrobiom hat einen enormen Einfluss auf die Verstoffwechselung von Nährstoffen und deren Verfügbarkeit.
Eine Dysbiose im Darm könnte so beispielsweise wertvolles Cholin rauben und daraus TMAO entstehen lassen, der neu als Risikofaktor etabliert wurde.
Fleisch und Eier können aber weiterhin freigesprochen werden, denn sie erhöhen, wie dargelegt, nicht per se den TMAO-Spiegel (8–10). Verantwortlich ist vielmehr das Mikrobiom: Gibt man Veganern nämlich eine Ladung Carnitin, bilden sie im Gegensatz zu Omnivoren nahezu kein TMAO daraus (11).
Wie können wir also unser Mikrobiom umprogrammieren, damit es weniger TMAO produziert? Da gibt es einige simple Ansätze:
Die mediterrane Ernährung liefert nämlich Stoffe, die direkt die Bildung von TMA durch die Darmbakterien hemmen können.
Da wären das Di-Methyl-Butanol, kurz DMB, aus Olivenöl und Traubenkernöl (13), das Resveratrol aus Trauben und Balsamico (14) oder auch das Allicin aus dem Knoblauch (15).
Wenn du also deine Eier in Olivenöl und Knoblauch kochst, solltest du, was TMAO angeht, auf der sicheren Seite sein ;)
Quellen
Qi J, You T, Li J, Pan T, Xiang L, Han Y, u. a. Circulating trimethylamine N‐oxide and the risk of cardiovascular diseases: a systematic review and meta‐analysis of 11 prospective cohort studies. J Cell Mol Med. Januar 2018;22(1):185–94.
Heianza Y, Ma W, Manson JE, Rexrode KM, Qi L. Gut Microbiota Metabolites and Risk of Major Adverse Cardiovascular Disease Events and Death: A Systematic Review and Meta‐Analysis of Prospective Studies. J Am Heart Assoc Cardiovasc Cerebrovasc Dis. 29. Juni 2017;6(7):e004947.
Sanchez-Gimenez R, Ahmed-Khodja W, Molina Y, Peiró OM, Bonet G, Carrasquer A, u. a. Gut Microbiota-Derived Metabolites and Cardiovascular Disease Risk: A Systematic Review of Prospective Cohort Studies. Nutrients. 27. Juni 2022;14(13):2654.
Zheng Y, He JQ. Pathogenic Mechanisms of Trimethylamine N-Oxide-induced Atherosclerosis and Cardiomyopathy. Curr Vasc Pharmacol. 2022;20(1):29–36.
Huc T, Drapala A, Gawrys M, Konop M, Bielinska K, Zaorska E, u. a. Chronic, low-dose TMAO treatment reduces diastolic dysfunction and heart fibrosis in hypertensive rats. Am J Physiol-Heart Circ Physiol. Dezember 2018;315(6):H1805–20.
Romano KA, Campo AM del, Kasahara K, Chittim CL, Vivas EI, Amador-Noguez D, u. a. Metabolic, Epigenetic, and Transgenerational Effects of Gut Bacterial Choline Consumption. Cell Host Microbe. 13. September 2017;22(3):279-290.e7.
Cho CE, Taesuwan S, Malysheva OV, Bender E, Tulchinsky NF, Yan J, u. a. Trimethylamine-N-oxide (TMAO) response to animal source foods varies among healthy young men and is influenced by their gut microbiota composition: A randomized controlled trial. Mol Nutr Food Res. Januar 2017;61(1).
Zhu C, Sawrey-Kubicek L, Bardagjy AS, Houts H, Tang X, Sacchi R, u. a. Whole egg consumption increases plasma choline and betaine without affecting TMAO levels or gut microbiome in overweight postmenopausal women. Nutr Res N Y N. Juni 2020;78:36–41.
Wilcox J, Skye SM, Graham B, Zabell A, Li XS, Li L, u. a. Dietary Choline Supplements, but Not Eggs, Raise Fasting TMAO Levels in Participants with Normal Renal Function: A Randomized Clinical Trial. Am J Med. September 2021;134(9):1160-1169.e3.
Lemos BS, Medina-Vera I, Malysheva OV, Caudill MA, Fernandez ML. Effects of Egg Consumption and Choline Supplementation on Plasma Choline and Trimethylamine-N-Oxide in a Young Population. J Am Coll Nutr. 2018;37(8):716–23.
Koeth RA, Wang Z, Levison BS, Buffa JA, Org E, Sheehy BT, u. a. Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. Nat Med. Mai 2013;19(5):576–85.
Beam A, Clinger E, Hao L. Effect of Diet and Dietary Components on the Composition of the Gut Microbiota. Nutrients. 15. August 2021;13(8):2795.
Wang Z, Roberts AB, Buffa JA, Levison BS, Zhu W, Org E, u. a. Non-lethal inhibition of gut microbial trimethylamine production for the treatment of atherosclerosis. Cell. 17. Dezember 2015;163(7):1585–95.
Chen M liang, Yi L, Zhang Y, Zhou X, Ran L, Yang J, u. a. Resveratrol Attenuates Trimethylamine-N-Oxide (TMAO)-Induced Atherosclerosis by Regulating TMAO Synthesis and Bile Acid Metabolism via Remodeling of the Gut Microbiota. mBio. 5. April 2016;7(2):e02210-15.
Wu WK, Panyod S, Ho CT, Kuo CH, Wu MS, Sheen LY. Dietary allicin reduces transformation of L-carnitine to TMAO through impact on gut microbiota. J Funct Foods. 1. Mai 2015;15:408–17.
