Darmmikrobiom und Mitochondrien für bessere Ausdauerleistung

Wenn Millisekunden über Silber oder Gold entscheiden können, optimieren Ausdauersportlerinnen und Ausdauersportler in Disziplinen wie Marathonlauf, Radsport, Rudern und Schwimmen jeden Teil ihrer Physiologie, um einen Wettbewerbsvorteil zu gewinnen.

Viele dieser Maßnahmen zielen darauf ab, die Leistung der Mitochondrien zu verbessern – jener winzigen, aber leistungsstarken Energiekraftwerke in den Zellen.

Präzise dosiertes Training, sinnvoller Stress durch Höhe, Kälte oder Hitze sowie eine optimierte Regeneration mit Ernährung, Meditation und Schlaf können Anzahl und Gesundheit der Mitochondrien in Muskel-, Herz- und Gehirnzellen positiv beeinflussen.

Doch ein weiterer Faktor des Ausdauertrainings könnte von Athletinnen, Athleten und Trainerteams bislang weitgehend übersehen worden sein: die Bedeutung des Darmmikrobioms für mitochondriale Gesundheit und Fitness.

Ich bin Arzt, Wissenschaftler und Gastroenterologe und erforsche seit mehr als 20 Jahren, wie Nahrung über das Darmmikrobiom Gesundheit und Krankheiten beeinflusst.

Studien zu den Auswirkungen der Ernährung auf Mikrobiom und Mitochondrien erweitern zwar das Verständnis von Erkrankungen wie Adipositas, Krebs, rheumatoider Arthritis und Alzheimer. Zugleich könnten sie Sportlerinnen und Sportlern mithilfe innovativer Ernährungskonzepte zu neuen Leistungsniveaus verhelfen.

Mikrobiom und Mitochondrien

Das Darmmikrobiom ist eine verborgene Produktionsstätte eng zusammenarbeitender Mikroorganismen im Darm. Es trägt dazu bei, dass Stoffwechsel, Immunsystem und Gehirn reibungslos funktionieren.

Einige Forschende vergleichen es mit einem weiteren Organ: Es nimmt Ernährungssignale wahr, erzeugt Signalmoleküle und bereitet den Körper darauf vor, angemessen zu reagieren.

Untersuchungen zeigen, dass Ausdauersportlerinnen und Ausdauersportler ein anderes Darmmikrobiom aufweisen als die Allgemeinbevölkerung.

Sowohl Zusammensetzung als auch Funktion ihres Mikrobioms – etwa eine erhöhte Produktion der kurzkettigen Fettsäure Butyrat – stehen mit einem höheren VO₂max-Wert in Zusammenhang. Dieser Fitnesskennwert erfasst, wie gut der Körper bei intensiver Belastung Sauerstoff aufnehmen kann.

Insbesondere Veillonella kommt bei einigen Spitzenläuferinnen und Spitzenläufern vor und könnte dazu beitragen, die Laktatschwelle anzuheben. Dieser Fitnesswert ist eng mit der Mitochondrienfunktion und der Dauer verbunden, über die eine Person eine hohe Belastung aufrechterhalten kann.

Ein gesundes Mikrobiom steht in Austausch mit den Mitochondrien, den kleinen Zellstrukturen, die Kalorien in die für Muskelkontraktionen und andere lebenswichtige Prozesse benötigte zelluläre Energie umwandeln.

Dabei verarbeitet es unverdaute Bestandteile einer gesunden Ernährung – darunter Ballaststoffe, mehrfach ungesättigte Fette und Polyphenole – zu Molekülen, welche die Zahl und Gesundheit der Mitochondrien steigern.

Für einige dieser Metaboliten, darunter Butyrat, konjugierte Linolsäure und Urolithin A, wurde gezielt eine Verbesserung von Muskelkraft und Ausdauer nachgewiesen.

Die Verbindung von Training mit einer Ernährung, die reich an Ballaststoffen, Polyphenolen – chemischen Verbindungen aus Pflanzen – und gesunden Fetten ist, könnte daher die mitochondriale Fitness fördern und die sportliche Leistung verbessern.

Ernährungsfehler und Versorgungslücken

Eine gesunde Ernährung ist für ein intaktes Mikrobiom und gesunde Mitochondrien entscheidend. Im Gegenzug werden stark verarbeitete Ernährungsweisen mit Erkrankungen von Adipositas und Krebs bis zu Autoimmunerkrankungen und Alzheimer in Verbindung gebracht.

Manche Menschen gehen davon aus, dass Sportlerinnen und Sportler durch die positiven Wirkungen des Trainings vor den gesundheitlichen Nachteilen einer stark verarbeiteten Ernährung geschützt sind. Das mag teilweise zutreffen, doch neben den verbrannten Kalorien müssen weitere Ernährungsaspekte berücksichtigt werden.

Zusatzstoffe, die Geschmack und Aussehen von Lebensmitteln verbessern sollen, etwa Emulgatoren, können das Darmmikrobiom beeinträchtigen. Dadurch kann die Darmbarriere geschwächt und eine systemische Entzündung ausgelöst werden – ein ungesunder Zustand, der mit Stoffwechselerkrankungen, Krebs, Autoimmunerkrankungen und neurodegenerativen Krankheiten verknüpft ist.

Stark verarbeitete Lebensmittel enthalten zudem häufig nicht mehr jene wichtigen Faktoren, die in unverarbeiteten Lebensmitteln vorkommen: Ballaststoffe, Polyphenole und gesunde Fette. Sie unterstützen die Darmgesundheit und signalisieren den Mitochondrien, dass Kalorien für den Stoffwechsel verfügbar sind.

Getränke, Shakes, Riegel und Gels für Ausdauersport sind verarbeitete Produkte, die bei intensiver Belastung konzentrierte und schnell verfügbare Energie liefern sollen.

In anderen Zusammenhängen mögen sie gesundheitlich ungünstig sein. Bei langen Ausdauerwettkämpfen können sie jedoch die Leistung entscheidend unterstützen, wenn der Körper seine eigenen leicht zugänglichen Kohlenhydratspeicher, das Glykogen, aufbraucht.

Wichtig ist allerdings, diese Energiesupplemente in den Stunden nach dem Training durch eine gesunde Ernährung zu ergänzen.

Eine ungünstige Grundernährung in Kombination mit hochintensivem Training könnte die Darmbarriere beeinträchtigen und Entzündungen verstärken. Dies wird mit verschiedenen trainingsbedingten Problemen in Verbindung gebracht, darunter Magen-Darm-Beschwerden, Verletzungen des Bewegungsapparats und Atemwegserkrankungen.

Leistungsfördernde Mikroben für Ausdauersportler

Wenn in der Erholungsphase wieder verstärkt Lebensmittel verzehrt werden, die das Mikrobiom günstig beeinflussen – Bohnen, Nüsse, Samen, Vollkornprodukte, Obst und Gemüse –, kann dies den meisten Menschen helfen, negative Folgen hochintensiver Belastung zu vermeiden und ihre Leistung zu optimieren.

Durch den unangemessenen Einsatz von Antibiotika und eine stark verarbeitete Ernährung fehlen manchen Menschen jedoch wichtige Mikroben und Stoffwechselmechanismen. Diese wären erforderlich, um Ballaststoffe und Polyphenole in nutzbare Moleküle umzuwandeln. Dieser Mangel könnte erklären, weshalb manche gesunden Lebensmittel und Ernährungsformen nicht allen Menschen nützen oder von ihnen vertragen werden.

Gesunde Ernährungsweisen könnten deshalb davon profitieren, wichtige Mikroben erneut in den Magen-Darm-Trakt einzubringen.

Forschungen belegen, dass bestimmte Stämme probiotischer Bakterien die Barrierefunktion verbessern, systemische Entzündungen verringern und möglicherweise die sportliche Leistung steigern können, indem sie Nebenwirkungen hochintensiver Belastung abschwächen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, mehr fermentierte Lebensmittel wie Joghurt und eingelegtes Gemüse zu essen. Sie können die Vielfalt des Mikrobioms erhöhen und systemische Entzündungen senken.

In manchen Fällen lassen sich gesunde Lebensmittel auch dadurch ergänzen, dass dem Körper die zentralen Metaboliten, die Mikroben herstellen, direkt zugeführt werden. Studien zeigen, dass diese Metaboliten – auch Postbiotika oder Trainingsmimetika genannt – Muskelkraft und Belastungsleistung verbessern.

Einige Postbiotika wirken zudem als Präbiotika: Sie fördern das Wachstum gesunder Mikroben und können helfen, ein geschädigtes Mikrobiom wiederherzustellen.

Vom Forschungsstand aufs Siegerpodest

Während die Vorteile einer Ernährung, die Mikrobiom und Mitochondrien gezielt unterstützt, für die allgemeine Gesundheit immer deutlicher werden, steht dieser Ansatz im Ausdauersport noch am Anfang seiner Erforschung.

Für gelegentlich Trainierende und Wochenendsportlerinnen oder Wochenendsportler könnten ganzheitliche Ernährungsstrategien zur Unterstützung von Mikrobiom und Mitochondrien sehr hilfreich sein. Sie könnten die Leistung verbessern, vor unerwünschten Trainingsfolgen schützen und chronischen Erkrankungen wie Adipositas, Krebs und Alzheimer vorbeugen.

Für Spitzensportlerinnen und Spitzensportler, die selbst in einem bereits sorgfältig abgestimmten Trainingsprogramm nach kleinsten Fortschritten suchen, könnte weitere Forschung zum Einfluss des Darmmikrobioms auf die Leistung von unschätzbarem Wert sein.

In einem hochkompetitiven Umfeld, in dem nichts außer Acht gelassen werden darf – weder auf dem Tisch noch im Schrank –, könnten solche Maßnahmen letztlich darüber entscheiden, ob jemand auf dem Podium steht oder nicht.

Christopher Damman, außerordentlicher Professor für Gastroenterologie, Medizinische Fakultät, University of Washington

Dieser Artikel wird unter einer Creative-Commons-Lizenz erneut aus The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.