Fasten verändert das Darmmikrobiom und senkt den Blutdruck und das Körpergewicht bei Patienten mit metabolischem Syndrom

Titel der Studie: Fasting alters the gut microbiome reducing blood pressure and body weight in metabolic syndrome patients
von Maifeld A, Bartolomaeus H, Löber U, Avery EG, Steckhan N, Markó L, Wilck N, Hamad I, Šušnjar U, Mähler A, Hohmann C, Chen CY, Cramer H, Dobos G, Lesker TR, Strowig T, Dechend R, Bzdok D, Kleinewietfeld M, Michalsen A, Müller DN, Forslund SK (2021)
https://www.nature.com/articles/s41467-021-22097-0

Abstract
Periods of fasting and refeeding may reduce cardiometabolic risk elevated by Western diet. Here we show in the substudy of NCT02099968, investigating the clinical parameters, the immunome and gut microbiome exploratory endpoints, that in hypertensive metabolic syndrome patients, a 5-day fast followed by a modified Dietary Approach to Stop Hypertension diet reduces systolic blood pressure, need for antihypertensive medications, body-mass index at three months post intervention compared to a modified Dietary Approach to Stop Hypertension diet alone. Fasting alters the gut microbiome, impacting bacterial taxa and gene modules associated with short-chain fatty acid production. Cross-system analyses reveal a positive correlation of circulating mucosa-associated invariant T cells, non-classical monocytes and CD4+ effector T cells with systolic blood pressure. Furthermore, regulatory T cells positively correlate with body-mass index and weight. Machine learning analysis of baseline immunome or microbiome data predicts sustained systolic blood pressure response within the fasting group, identifying CD8+ effector T cells, Th17 cells and regulatory T cells or Desulfovibrionaceae, Hydrogenoanaerobacterium, Akkermansia, and Ruminococcaceae as important contributors to the model. Here we report that the high-resolution multi-omics data highlight fasting as a promising non-pharmacological intervention for the treatment of high blood pressure in metabolic syndrome patients.

Pressemeldung von www.carstens-stiftung.de/darmmikrobiom-veraendert-nach-fastenkur

Text:  Ursula Heim

Das metabolische Syndrom ist eine Kombination aus vier Zivilisationskrankheiten: Adipositas, Hypertonie, Fettstoffwechselstörung und Diabetes mellitus. Neben medikamentösen Behandlungen sind Ernährungsstilmodifikationen vielversprechende Therapieansätze, um Gewicht zu reduzieren und den Blutdruck zu senken. Während die positiven Effekte einer Ernährungsumstellung zu einer mediterranen Vollwertkost bereits bekannt sind, wurden in einer Studie an 71 Patienten die Auswirkungen einer Fastenkur, die der DASH-Diät (Dietary Approach to Stop Hypertension) vorangeht, auf Blutdruck und Gewichtsreduktion untersucht.

In dieser randomisiert-kontrollierten Interventionsstudie an Patienten mit metabolischem Syndrom wurden zwei Ernährungsstilmodifikationen gegenübergestellt: Eine Gruppe ernährte sich über 3 Monate nach der sogenannten DASH-Diät, die einer mediterrane Vollwertkost entspricht. Die zweite Gruppe begann mit einem Fastenintervall von 5 Tagen bevor die DASH-Diät ebenfalls über 3 Monate als Ernährungsweise befolgt wurde. In einer 3-monatigen Nachbeobachtungsphase war die kombinierte Intervention aus fünftägiger Fastenkur und Ernährungsumstellung sowohl bei der Gewichtsreduktion als auch bei der Senkung des Blutdrucks überlegen.

Darmmikrobiom und Immunparameter
Welche Auswirkungen hat eine Fastenkur auf die Zusammensetzung des Mikrobioms und auf bestimmte Immunparameter? Dieser Frage widmeten sich Forschende in einer Teilstudie mittels computergestützter Analysen.

Das Darmmikrobiom und die Artenvielfalt der Bakterienstämme veränderten sich in der Fastenkur deutlich, was sich anhand von Stuhlproben untersuchen ließ. Modifizierungen des Darmmikrobioms werden sowohl für die Senkung des Blutdrucks als auch im Rahmen der dauerhaften Gewichtsabnahme bei Patienten mit metabolischem Syndrom relevant. Besonders hervorzuheben ist laut der Forschenden, dass sich gesundheitsfördernde Bakterien vermehren und die Vielfalt der Bakterienstämme zunimmt. Insbesondere die Vermehrung von Bakterienstämmen, die kurzkettige Fettsäuren verstoffwechseln ist als positiver Effekt zu beurteilen, da diese bei der Behandlung von Stoffwechselkrankheiten eine Rolle spielen.

Durch Immunphänotypisierung wurde die Veränderung der Immunzellen der Patienten während der Ernährungsstilmodifikation untersucht, wobei eine Reduktion der entzündungsfördernden T-Zellen (u.a. IL-17+; TNFα) und eine Vermehrung der regulatorischen T-Zellen festzustellen war.

Die Veränderungen des gastrointestinalen Mikrobioms und bestimmter Immunparameter waren nur bei Probanden zu beobachten, die eine fünftägige Fastenkur der Ernährungsstilmodifikation vorangehen ließen. Positive Effekte des Fastens sind somit sowohl auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms als auch auf das adaptive Immunsystem bei Patienten mit metabolischem Syndrom in dieser Teilstudie herausgestellt worden.

Maifeld A, Bartolomaeus H, Löber U, Avery EG, Steckhan N, Markó L, Wilck N, Hamad I, Šušnjar U, Mähler A, Hohmann C, Chen CY, Cramer H, Dobos G, Lesker TR, Strowig T, Dechend R, Bzdok D, Kleinewietfeld M, Michalsen A, Müller DN, Forslund SK. Fasting alters the gut microbiome reducing blood pressure and body weight in metabolic syndrome patients. Nat Commun. 2021 Mar 30;12(1):1970.