Kurzkettige Fettsäuren im Fokus

Der größte Teil der im Darm produzierten kurzkettigen Fettsäuren gelangt in die Zellen des Darmepithels, denen sie als Energielieferanten dienen. Butyrat spielt hier eine besondere Rolle, indem es die Proliferation und Differenzierung der Epithelzellen beeinflusst und so die Ausbildung von »tight junctions« reguliert. Dieses Netzwerk spezialisierter Proteine stellt die Verbindungen unter den Zellen her und bildet so eine stabile Barriere, die zwar Nährstoffe durchlässt, für Krankheitserreger und Fremdstoffe jedoch unpassierbar ist. Eine Störung der »tight junctions«, etwa durch eine unausgewogene Ernährung, Alkohol oder Darminfektionen kann dazu führen, dass die Darmbarriere durchlässig wird und ein »Leaky Gut« entsteht. Krankheitserreger, Giftstoffe oder Allergene dringen dann leicht in den Körper ein.

Indem kurzkettige Fettsäuren die Darmbarriere stabilisieren, wirken sie nicht nur lokalen Entzündungen entgegen. Studien zeigen, dass Butyrat auch die Entwicklung einer rheumatoiden Arthritis positiv beeinflussen kann. Durch Stabilisierung des Darmepithels verhindert die Fettsäure, dass Antikörper gegen die eingedrungenen Peptide oder Bakterienfragmente gebildet werden, die mitunter auch körpereigenes Gewebe angreifen können und so zu autoimmunbedingten Entzündungsreaktionen führen. Forschende der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) in Erlangen-Nürnberg konnten zudem zeigen, dass die Gabe von Butyrat bei Mäusen den Beginn einer Arthritis verzögerte. Auch die Autoimmunerkrankung Morbus Crohn wird mit einem Mangel an kurzkettigen Fettsäuren in Verbindung gebracht.

Die Wirkung der kurzkettigen Fettsäuren ist nicht allein auf das Darmepithel beschränkt. Ein Teil der SCFA gelangt über den Blutkreislauf zunächst in die Leber, ein weiterer Teil in andere Organe und Gewebe. Hier binden sie an Rezeptoren, über die sie die Ausschüttung proentzündlicher Zytokine wie TNF-alpha hemmen und die Produktion antientzündlicher Zytokine wie Interleukin-10 beeinflussen. Leberzellen benötigen kurzkettige Fettsäuren zudem, um zu wachsen und sich teilen zu können. Forschende der Technischen Universität München (TUM) konnten nachweisen, dass Darmbakterien durch die Produktion kurzkettiger Fettsäuren den Fettstoffwechsel in den Leberzellen und damit deren Fähigkeit zur Regeneration beeinflussen. Auch im Blutkreislauf direkt entfalten zirkulierende SCFA ihre Wirkung. Sie steigern die Insulinproduktion und fördern die Aufnahme von Glucose in die Zellen. Darüber hinaus tragen sie dazu bei, die Cholesterol- und Lipidkonzentration im Blut zu senken. Ein chronischer Mangel an SCFA wird mit Typ-2-Diabetes, Adipositas und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Zur Gewichtsregulation tragen kurzkettige Fettsäuren ebenfalls bei. Einerseits regen sie in der Darmschleimhaut die Ausschüttung von Neuropeptiden an, die über den Blutkreislauf in den Hypothalamus gelangen und das Sättigungsgefühl auslösen. Andererseits überwinden SCFA selbst die Blut-Hirn-Schranke und unterdrücken das Hungergefühl. Kurzkettige Fettsäuren sind somit als Teil der Darm-Hirn-Achse zu betrachten, die Botschaften aus dem Darm zum Gehirn vermitteln. Dabei beeinflussen sie nicht das Hungerzentrum. Forschende haben in den letzten Jahren den Einfluss von SCFA auf neurologische Erkrankungen genauer unter die Lupe genommen.