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Der Einfluss von Sport auf die Darmflora und umgekehrt (24 Studien)

Der Einfluss von Sport auf die Darmflora und umgekehrt (24 Studien)

Die Darmflora ist aktuell ein heißes Thema, nicht nur in der Forschung. Mit Begriffen wie “probiotische Kulturen” und “präbiotische Ballaststoffe”, werben Hersteller von Lebensmitteln für ihre Produkte. Mittlerweile ist auch in der allgemeinen Bevölkerung angekommen, dass die Mikrobiota wohl ziemlich wichtig für unseren Körper ist. Doch welchen Einfluss hat Sport auf die Darmflora und welchen Einfluss haben die Mikroorganismen in unserem Darm umgekehrt auf unsere sportliche Leistung?

Jeder, der sich schon einmal etwas tiefer mit Themen rund um eine gesunde Ernährung beschäftigt hat, wird bereits über den Begriff der Darmflora gestolpert sein.

Während sie seit Beginn der Menschheit und darüber hinaus zu unserem Dasein gehört wie Herz, Leber und Nieren, ist die Mikrobiota bisher noch recht wenig erforscht. 

Genauer gesagt wurde sie schon recht intensiv erforscht, doch da sie sehr komplex ist, konnte man bisher erst vergleichsweise wenig darüber herausfinden, wie sie genau auf uns einwirkt und wie ihre Zusammensetzung genau bestimmt wird.

Mittlerweile scheint sich der Nebel der Forschung jedoch etwas zu lichten und immer mehr wird über die Symbiose aus Mensch und Flora bekannt.

In diesem Artikel soll es deshalb etwas spezifischer darum gehen, welchen Einfluss Sport auf unsere Darmflora hat und welchen Einfluss die Darmflora umgekehrt auf unsere körperliche Leistung nimmt.
Was ist die Darmflora?

Was ist die Darmflora?

Darmflora und Mikrobiota sind Begriffe, die sehr wissenschaftlich und professionell klingen. Dahinter verbirgt sich jedoch etwas, das in unserem allgemeinen Sprachgebrauch einen eher negativen Ruf besitzt - Bakterien, Viren, Pilze und Keime. 1

Sie besiedeln unseren Darm und bilden dort ein diverses Ökosystem, welches durch unsere Ernährung, Umwelt und Lebensstil beeinflusst wird, aber wiederum auch erheblichen Einfluss auf unseren Organismus nimmt.
Darmflora verbessern
Ohne Darmflora wären wir langfristig nicht in der Lage zu überleben. Damit bilden Mensch und seine Bewohner eine Art Symbiose. Eine ungünstige Zusammensetzung der Mikrobiota kann sich jedoch auch negativ auf uns auswirken.

Studien haben beobachtet, dass Menschen, die regelmäßig Sport treiben und einer spezifischen Ernährungsweise nachgehen, eine andere Zusammensetzung der Darmflora zu haben scheinen als inaktive Menschen. 2 3

Die Zusammensetzung der Darmflora von Athleten scheint zumindest teilweise durch die Anpassung an die veränderten Lebensstilfaktoren beeinflusst zu sein. Immerhin ist der Lebensstil von aktiven Menschen meist deutlich stärker strukturiert als von inaktiven Personen. 4
Was macht die Darmflora von Athleten besonders?

Was macht die Darmflora von Athleten besonders?

Eine wichtige Aufgabe der Darmflora generell ist die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs - short chain fatty acids) aus Ballaststoffen. Für Athleten scheint dieser Punkt besonders relevant zu sein. 

SCFAs, darunter zählen vor allem Acetat, Butyrat und Propionat, spielen eine wichtige Rolle in der Erhaltung des Gleichgewichts von Darm und Immunsystem, der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn sowie der Energieversorgung der Leber und anderer Organe. 5

Produziert werden die SCFAs von unserer Darmflora aus Nahrungsbestandteilen, die im Dünndarm nicht aufgenommen wurden und somit in den Dickdarm gelangen, wo die Darmflora sitzt. Besonders zu nennen sind hier natürlich die Ballaststoffe. 6

Studien haben beobachtet, dass Athleten im Vergleich zu inaktiven Personen einen höheren Gehalt an Metaboliten in ihrem Stuhl sowie eine insgesamt bessere Gesundheit aufweisen. Zumindest, solange sie sich nicht in einem hohen Kaloriendefizit oder im Übertraining befinden. 7

Forscher spekulieren ebenfalls, dass die Darmflora von Athleten besonders resilient ist und sich nach einschneidenden Vorkommnissen, wie extremen Diätphasen oder Phasen des besonders hohen Trainingspensums, schneller wieder erholen kann. 8

Es wird vermutet, dass diese Resilienz eine wichtige Eigenschaft einer gesunden und leistungsfähigen Mikrobiota darstellt. 8
Welchen Effekt hat körperliches Training auf die Darmflora

Welchen Effekt hat körperliches Training auf die Darmflora

In den letzten Jahren waren einige Forscherteams dazu in der Lage, die Auswirkungen von Sport auf die Darmflora nachzuweisen.

Beispielsweise fand man heraus, dass Teilnehmer des Boston Marathons nach dem Rennen einen höheren Gehalt des Bakterienstammes Veillonella aufwiesen als vor dem Rennen. 9

Als man diesen Stamm dann isoliert und Mäusen eingepflanzt hat, verbesserte sich ihre körperliche Leistungsfähigkeit deutlich. Man beobachtete, dass die Tiere vermehrt Laktat in SCFAs umgewandelt haben, um sie als Energiequelle zu nutzen. 9

Laktat ist ein Stoffwechselprodukt, das bei der anaeroben Energieproduktion in den Muskeln entsteht und maßgeblich für das bekannte Brennen der Muskulatur beim Sport verantwortlich ist.

Die Forscher spekulieren, dass der höhere Gehalt an Laktat im Darm der Athleten das Wachstum dieses Bakteriums begünstigte, was wiederum ihrer körperlichen Leistung zugute kam. Der genaue Mechanismus konnte bisher jedoch nicht aufgeklärt werden.

Auch bei anderen Extremsport-Events konnte eine Steigerung der Organismen in der Darmflora beobachtet werden, welche SCFAs produzieren und so die Energiebereitstellung unterstützen können. 10 11

Die Veränderungen scheinen sehr individuell zu sein

Verdauung verbessern
Eine aktuelle Studie untersuchte die Darmflora von 2 Männern  über einen Zeitraum von 6 Monaten, die zuvor keinen Sport gemacht hatten. Während sich der eine auf einen Marathon vorbereitete, trainierte der andere für einen Triathlon. 12

In beiden Athleten konnte eine Verbesserung einiger Gesundheitsparameter der Darmflora beobachtet werden, die die Diversität der Bakterien und Anzahl der Stämme, die SCFAs, produzieren. 12

Allerdings entwickelte sich die genaue Zusammensetzung der Bakterienstämme beider Teilnehmer sehr unterschiedlich, was auf eine sehr individuelle Reaktion hindeutet. 12

Da unsere Ernährung den größten Einfluss auf unsere Darmflora hat, ist es extrem schwierig zu unterscheiden, welche Veränderungen durch das Training, unabhängig von der Ernährung, in der Zusammensetzung der Darmflora bewirkt werden. 13
Magen-Darm-Trakt
Immerhin liefern wir durch unsere Ernährung, beziehungsweise das, was davon nach unserer eigenen Verdauung übrig bleibt, die Nahrungsgrundlage für die Mikroorganismen im Dickdarm und selektieren damit, welche Stämme am besten wachsen.

Außerdem ist nicht jede Art des trainingsinduzierten Stresses zwangsweise förderlich für unseren Darm. 

Beispielsweise führt Training bei hoher Intensität oder hohem Volumen zu einer temporären Unterversorgung der Darmzellen, wodurch es zu Schädigungen kommen kann. 14

Aus diesem Grund leiden Athleten sogar besonders häufig unter Verdauungsbeschwerden, wie Blähungen, Bauchschmerzen und Durchfällen. 14
Kann die Darmflora unsere sportliche Leistung fördern?

Kann die Darmflora unsere sportliche Leistung fördern?

Von der bisher noch limitierten Literatur, die wir haben, lässt sich sagen, dass Athleten verschiedene Mechanismen aufweisen, in denen Mikroorganismen den Stoffwechsel beim Training sowie die Gesundheit unterstützen könnten. 7  

Nicht nur die Produktion der SCFAs für eine verbesserte Energieversorgung spielt dabei eine Rolle.

Studien haben gezeigt, dass die Ausprägung bestimmter Stämme das Immunsystem, die Regeneration nach dem Training, die Verdauung und Absorption von Nährstoffen, wie Protein und die antioxidative Kapazität von Athleten verbessern kann. 15

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14 Athleten­meinungen

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    Wie kann Training unsere Darmflora verändern?

    Wie kann Training unsere Darmflora verändern?

    Die Veränderung der Darmflora durch das Training ist abhängig von der Dauer, Intensität und Art der Belastung. Zwar haben wir nur wenig Daten darüber am Menschen, aber können uns Studien an Nagetieren bereits einen guten Hinweis geben. 7

    Beispielsweise veränderte sich der Kern der Mikrobiota von Mäusen parallel zu ihrer körperlichen Leistung, wenn man sie für einige Monate auf einem Laufband trainieren ließ. 16

    Im Stuhl der Mäuse fand man einen erhöhten Gehalt an Bifidobakterien, die auch oft in Probiotika eingesetzt werden. Interessanterweise korrelierte der Gehalt der Bifidobakterien mit der körperlichen Leistung der Tiere. 16

    Um besser untersuchen zu können, wie wichtig die Darmflora ist, haben einige Untersuchungen mit Antibiotika gearbeitet. Diese Gruppe von Arzneimitteln tötet Bakterien ab und so auch die in unserem Darm

    Anschließend ließ man die Tiere Sport treiben und stellte fest, dass die Mäuse nach der Behandlung mit Antibiotika eine deutlich geringere Laufkapazität und muskuläre Funktion aufwiesen als vor der Behandlung. 17 18

    Arbeiten wie diese deuten auf ein neues Konzept in der Wissenschaft hin, welches wir als Darm-Muskel-Achse bezeichnen und eine gegenseitige Beziehung zwischen dem Muskelgewebe und der Darmflora beschreibt. 19
    Darmflora verbessern
    Eine der Forschergruppen ging deshalb noch einen Schritt weiter und stellte bei den Mäusen die Darmflora wieder her, nachdem man sie vorher mit Antibiotika zerstört hatte. Und siehe da, die körperliche Leistung der Tiere stellte sich ebenfalls wieder her. 17  

    Damit scheint der synergistische Zusammenhang zwischen Darmflora und körperlicher Leistung bewiesen zu sein. 

    Jeder, der schon einmal Antibiotika einnehmen musste, wird bestätigen können, dass man sich in dieser Zeit nicht besonders leistungsfähig fühlt und es einige Zeit dauert, bis die körperliche Leistung wieder das Ausgangsniveau erreicht.

    Viele Mediziner raten daher zur Einnahme von probiotischen Kulturen aus fermentierten Lebensmitteln, wie rohes Sauerkraut, Joghurt oder Kefir sowie präbiotischen Ballaststoffen, wie Nutriose und Akazienfasern, um die Darmflora bei ihrer Regeneration zu unterstützen.
    Die Rolle der Ernährung auf die Darmflora

    Die Rolle der Ernährung auf die Darmflora

    Den weitaus größeren Hebel auf unsere Darmflora hat unsere Ernährung. Die Lebensmittel, die wir essen, werden in Mund, Magen und vor allem im Dünndarm, in ihre Einzelteile zerlegt.

    Proteine werden in Aminosäuren gespalten, Kohlenhydrate in Zucker und Fette in Fettsäuren. Zusammen mit den Mikronährstoffen werden diese Bruchstücke dann im Dünndarm absorbiert.

    Aber nicht alle Nährstoffe können gespalten und aufgenommen werden. Für manche Stoffe hat unsere hauseigene Verdauung einfach nicht die richtigen oder nicht ausreichend Enzyme parat, um sie vollständig zu spalten.

    Alles, was spätestens im Dünndarm nicht aufgenommen wurde, gelangt in den Dickdarm, wo die Darmflora sitzt. Je nachdem, wie die Masse zusammengesetzt ist, die dorthin gelangt, können manche Bakterien besser wachsen als andere.

    Du kannst Dir das so vorstellen, wie in der Natur. Boden und Klima bestimmen, an welchen Orten welche Pflanzen wachsen können. So finden wir in den Tropen Palmen und in Skandinavien Nadelbäume.
    Präbiotische Ballaststoffe für die Darmflora

    Präbiotische Ballaststoffe für die Darmflora

    Das wichtigste Beispiel dafür sind die Ballaststoffe. Dabei handelt es sich um komplexe Kohlenhydrate, die jedoch nicht von den Enzymen im Dünndarm gespalten werden können und so nicht wie die verdaubaren Kohlenhydrate verstoffwechselt werden.

    Präbiotische Ballaststoffe dienen dagegen der Darmflora als Nährstoffgrundlage, welche daraus Stoffe wie SCFAs produzieren können. SCFAs sind dagegen eine wichtige Energiequelle für unseren Darm, die Leber und auch andere Gewebe und Organe in unserem Körper.

    Eine Ernährung, die arm an präbiotische Ballaststoffen ist, kann eine Darmflora fördern, welche die Schleimschicht angreift, die unsere Darmbarriere umgibt und schützt. 20

    Eine gestörte Darmbarriere hingegen kann zahlreiche Probleme, wie Verdauungsbeschwerden, wie Blähungen und Völlegefühl verursachen, aber auch zur Durchlässigkeit gegenüber giftigen Stoffen fördern. 21

    In diesem Fall solltest Du die Zufuhr an präbiotischen Ballaststoffen langsam steigern und darauf achten, sie möglichst nicht vor oder direkt nach dem Training zu Dir zu nehmen.
    Der Einfluss von Protein auf die Darmflora

    Der Einfluss von Protein auf die Darmflora

    Gerade in Phasen des Fettverlustes, ist es notwendig, die Anzahl der aufgenommenen Kalorien zu senken und gleichzeitig die Proteinzufuhr konstant zu halten oder sogar zu steigern. Somit steigt unweigerlich der Anteil an Protein an der Gesamtkalorienaufnahme.

    In einer Studie an diätenden Bodybuildern mit hoher Protein- und niedriger Ballaststoffzufuhr, zeigten Jang et al. einen signifikanten Rückgang einer Reihe förderlicher Mikroorganismen in der Darmflora. 22

    In einer anderen Untersuchung an männlichen Rugby-Spielern, die im Vergleich zu inaktiven Personen mit gleichem Körpergewicht im Durchschnitt ganze 140 g mehr Protein und ca. 1500 kcal mehr zu sich nahmen, konnte dagegen eine gesteigerte Diversität der Darmflora beobachtet werden. 23

    Eine gesteigerte Diversität ist eigentlich etwas, was in Bezug auf die Darmflora als positiv gilt. Wo liegt also der Unterschied zwischen diesen beiden Untersuchungen? 

    Nun, die Rugbyspieler deckten aufgrund ihrer hohen Kalorienzufuhr den Bedarf aller Nährstoffe, wohingegen dies bei den Bodybuildern im Kaloriendefizit nicht der Fall war. 22 23

    Sie nahmen im Vergleich zu einer normalen Ernährung deutlich weniger Ballaststoffe auf, was daran lag, dass sie deutlich weniger kohlenhydrathaltige Lebensmittel, vor allem Getreide, aufnahmen und die Zufuhr nicht durch andere Quellen ausgeglichen wurde.

    Es ist sehr wahrscheinlich, dass sie von einer Steigerung der Zufuhr anderer ballaststoffhaltiger Lebensmittel, wie Gemüse, Hülsenfrüchte und Obst oder entsprechende Nahrungsergänzungsmittel, profitiert hätten.

    Aktuell gibt es Hinweise darauf, dass auch Proteine als effektive Nahrungsgrundlage für die Darmflora dienen können, weshalb es eine Rolle spielen könnte, wie gut verdaulich die Proteinquellen aus unserer Nahrung sind. 24

    Je weniger gut verdaulich die Proteine sind, desto mehr gelangt in den Dickdarm und steht dann als Nahrungsgrundlage für die Darmflora zur Verfügung. Zu nennen sind hier hauptsächlich pflanzliche Proteinquellen, wie Hülsenfrüchte und Getreide.

    Was jedoch positiv für die Diversität unserer Darmflora sein könnte, ist ebenfalls häufig Grund für unangenehme Blähungen durch Protein.
    Fazit

    Fazit

    Fassen wir am Ende noch einmal zusammen, was wir in diesem Artikel gelernt haben.

    • Die Darmflora besteht aus unzähligen Mikroorganismen, die in Symbiose mit unserem Körper leben.
    • Eine gesunde Darmflora ist essenziell für unsere eigene Gesundheit und Leistungsfähigkeit.
    • Körperliche Aktivität kann die Zusammensetzung der Darmflora positiv beeinflussen.
    • Sie produziert dann mehr Energie, welche von unserem Körper genutzt werden kann.
    • Einen deutlich größeren Einfluss hat jedoch die Ernährung.
    • Präbiotische Ballaststoffe dienen als wichtige Nahrungsgrundlage für die Mikroorganismen.
    • Besonders in Phasen einer geringen Kalorienzufuhr sollte deshalb darauf geachtet werden, ausreichend präbiotische Ballaststoffe zuzuführen.

    Wie hoch ist Deine Ballaststoffzufuhr? Schreib es mir gern in die Kommentare und lass mir ein Feedback zu diesem Artikel da.
    Nachweise
    1. Curtis, H., et al. "Human Microbiome Project Consortium: Structure, Function and Diversity of the Healthy Human Microbiome." Nature 486.7402 (2012): 207-14.
    2. Clarke, Siobhan F., et al. "Exercise and associated dietary extremes impact on gut microbial diversity." Gut 63.12 (2014): 1913-1920.
    3. Barton, Wiley, et al. "The microbiome of professional athletes differs from that of more sedentary subjects in composition and particularly at the functional metabolic level." Gut 67.4 (2018): 625-633.
    4. O’Donovan, Ciara M., et al. "Distinct microbiome composition and metabolome exists across subgroups of elite Irish athletes." Journal of science and medicine in sport 23.1 (2020): 63-68.
    5. Tan, Jian, et al. "The role of short-chain fatty acids in health and disease." Advances in immunology 121 (2014): 91-119.
    6. Blaak, E. E., et al. "Short chain fatty acids in human gut and metabolic health." Beneficial microbes (2020).
    7. Mohr, Alex E., et al. "The athletic gut microbiota." Journal of the International Society of Sports Nutrition 17.1 (2020): 1-33.
    8. Bäckhed, Fredrik, et al. "Defining a healthy human gut microbiome: current concepts, future directions, and clinical applications." Cell host & microbe 12.5 (2012): 611-622.
    9. Scheiman, Jonathan, et al. "Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism." Nature medicine 25.7 (2019): 1104-1109.
    10. Grosicki, Gregory J., Ryan P. Durk, and James R. Bagley. "Rapid gut microbiome changes in a world‐class ultramarathon runner." Physiological reports 7.24 (2019): e14313.
    11. Keohane, David M., et al. "Four men in a boat: Ultra-endurance exercise alters the gut microbiome." Journal of science and medicine in sport 22.9 (2019): 1059-1064.
    12. Barton, Wiley, et al. "The effects of sustained fitness improvement on the gut microbiome: A longitudinal, repeated measures case‐study approach." Translational sports medicine 4.2 (2021): 174-192.
    13. Hughes, Riley L. "A review of the role of the gut microbiome in personalized sports nutrition." Frontiers in nutrition 6 (2020): 191.
    14. Pugh, Jamie N., et al. "Prevalence, severity and potential nutritional causes of gastrointestinal symptoms during a marathon in recreational runners." Nutrients 10.7 (2018): 811.
    15. Jäger, Ralf, et al. "International society of sports nutrition position stand: probiotics." Journal of the International Society of Sports Nutrition 16.1 (2019): 62.
    16. Yang, Wenqian, et al. "Moderate-intensity physical exercise affects the exercise performance and gut microbiota of mice." Frontiers in cellular and infection microbiology (2021): 917.
    17. Nay, Kevin, et al. "Gut bacteria are critical for optimal muscle function: a potential link with glucose homeostasis." American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism (2019).
    18. Okamoto, Takuya, et al. "Microbiome potentiates endurance exercise through intestinal acetate production." American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism (2019).
    19. Przewłócka, Katarzyna, et al. "Gut-muscle axis exists and may affect skeletal muscle adaptation to training." Nutrients 12.5 (2020): 1451.
    20. Daïen, Claire Immediato, et al. "Detrimental impact of microbiota-accessible carbohydrate-deprived diet on gut and immune homeostasis: an overview." Frontiers in immunology 8 (2017): 548.
    21. de Oliveira, Erick Prado, Roberto Carlos Burini, and Asker Jeukendrup. "Gastrointestinal complaints during exercise: prevalence, etiology, and nutritional recommendations." Sports Medicine 44.1 (2014): 79-85.
    22. Jang, Lae-Guen, et al. "The combination of sport and sport-specific diet is associated with characteristics of gut microbiota: an observational study." Journal of the International Society of Sports Nutrition 16.1 (2019): 21.
    23. Clarke, Siobhan F., et al. "Exercise and associated dietary extremes impact on gut microbial diversity." Gut 63.12 (2014): 1913-1920.
    24. Butteiger, Dustie N., et al. "Soy protein compared with milk protein in a western diet increases gut microbial diversity and reduces serum lipids in golden syrian hamsters." The Journal of nutrition 146.4 (2015): 697-705.
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