Mikrobiom, Fermentation und Metaboliten: Pferd und Mensch im Vergleich

Was bei der Fermentation im Darm wirklich entsteht

Fermentation heisst hier: Bakterien bauen unter Sauerstoffabschluss Kohlenhydrate ab, die körpereigene Enzyme nicht spalten können. Die wichtigsten Endprodukte sind drei kurzkettige Fettsäuren, nämlich Acetat, Propionat und Butyrat. Sie sind gleichzeitig Stoffwechselabfall der Mikroben und Energiequelle für den Wirt. Eine Übersichtsarbeit von 1984 schätzte den Beitrag des menschlichen Dickdarms zur gesamten Energieversorgung auf 5 bis 10 Prozent und stellte dem die Pflanzenfresser gegenüber, bei denen dieser Weg einen erheblichen Teil des Bedarfs deckt. Die Zahl ist alt, aber sie ist bis heute die Bezugsgrösse, an der sich neuere Arbeiten orientieren.

Warum dreht sich fast alles um Butyrat?

Weil Butyrat als bevorzugter Brennstoff der Darmschleimhaut gilt und die klinische Forschung sich danach ausgerichtet hat. Eine methodische Übersichtsarbeit von 2019 hält dagegen fest, dass diese Fokussierung das Bild verzerrt. Kurzkettige Fettsäuren wirken je nach Dosis, Zeitpunkt nach der Exposition und Tageszeit unterschiedlich, teils sogar gegenläufig. Wer nur Butyrat misst und nur zu einem Zeitpunkt, erfasst einen Ausschnitt und hält ihn für das Ganze.

Caecum des Pferdes, Kolon des Menschen: gleiche Chemie, andere Anlage

Beim Pferd liegt der Gärraum hinter dem Dünndarm, in Blinddarm (Caecum) und Grimmdarm. Eine Passagestudie mit fünf caecumfistulierten Pferden von rund 562 Kilogramm, die täglich 6,81 Kilogramm Trockenmasse Grasheu erhielten, mass die Verweildauer im Hinterdarm: 22,2 Stunden für die flüssige Phase, bis 26,3 Stunden für grobe Partikel von 8 Millimetern. Zwischen den Partikelgrössen bestand kein bedeutsamer Unterschied. Das Pferd sortiert seinen Darminhalt also kaum, es hält ihn lange genug fest, damit die Mikroben arbeiten können.

Der Ort der Probenahme entscheidet über das Ergebnis. In einer Crossover-Studie mit sechs caecumfistulierten Pferden, bei denen über 24 Stunden alle drei Stunden Proben entnommen wurden, lagen die Gesamtkonzentrationen der flüchtigen Fettsäuren im Blinddarm höher als im Kot, während die Artenvielfalt im Kot höher war als im Blinddarm. Eine zweite Arbeit verglich Darminhalt aus Blinddarm, linkem ventralen Kolon, rechtem dorsalen Kolon und Rektum von acht Warmblütern: Gesamtfettsäuren, Butyrat, pH-Wert und Ammoniak unterschieden sich deutlich zwischen den Abschnitten. Wer Rektuminhalt als Ersatzprobe verwendet, überschätzt die Verdaulichkeit von Raufutter womöglich, so die Schlussfolgerung der Autoren.

Dass die Fermentation nicht überall gleich abläuft, zeigt eine Datensammlung zu 37 Pflanzenfresserarten. Equiden, Kängurus und Kaninchen produzieren im Verhältnis zu Körpergrösse, Futteraufnahme, Verweildauer und Darmvolumen auffallend wenig Methan. Die gängige Zweiteilung in Vormagen- und Dickdarmfermentierer erklärt diese Unterschiede nicht. Auch unter den Hinterdarmgärern ist das Pferd also kein Standardfall, und es taugt schlecht als Stellvertreter für andere Arten.

Wenn die Fermentation kippt: Stärke, pH-Wert und Hinterdarmazidose

Hinterdarmazidose bezeichnet die Übersäuerung des Gärraums, wenn Stärke den Dünndarm ungespalten passiert und im Blinddarm rasch zu Milchsäure vergoren wird. Ausschlaggebend ist nicht die Zutat, sondern die Menge pro Mahlzeit und deren zeitliche Verteilung. In einem Versuch mit vier caecumfistulierten Pferden, die jeden Versuchstag dieselbe im Protokoll festgelegte Menge Hafer und Heu erhielten, verschob allein die Fütterungsreihenfolge den Zeitpunkt des tiefsten Blinddarm-pH-Wertes von 170 auf 280 Minuten. Glukose und Insulin im Blut zeigten diesen Unterschied nicht: Das Milieu im Blinddarm reagierte, die Blutwerte schwiegen.

Ab welcher Menge wird es kritisch?

Eine allgemeingültige Schwelle ist nicht belegt, und Zahlen aus Einzelversuchen sind keine Fütterungsempfehlung. Belegt ist die Richtung: Als in einem lateinischen Quadrat mit sechs Pferden sechs Einzelfuttermittel, darunter Mais und Hafer, in einer für alle gleichen, im Versuch niedrig gehaltenen Tagesmenge ergänzt wurden, blieb der Blinddarm-pH-Wert durchweg im normalen Bereich, und die Behandlungen unterschieden sich im Mittel nicht.

Bei anhaltend hoher Stärkezufuhr sieht das anders aus. In einer Studie an 19 rund 14 Monate alten Bardigiano-Pferden über 129 Tage war die Artenvielfalt in Blinddarm, Beckenflexur und rechtem dorsalen Kolon unter stärkereicher Ration niedriger als unter faserreicher, und stärkeabbauende Gattungen, die mit Azidose in Verbindung gebracht werden, traten anteilig häufiger auf. Die Erholung braucht Wochen: Nach einem abrupten Wechsel auf eine stärkereiche Ration über fünf Tage sank bei zwölf Pferden die faserabbauende Aktivität und die stärkeabbauende stieg; erst drei bis vier Wochen nach der Rückkehr zur Faserration erreichten die Kotparameter wieder das Ausgangsniveau.

Wie ein Vollbild aussieht, zeigt das experimentelle Oligofruktose-Modell, mit dem Hufrehe absichtlich ausgelöst wird. Der Kot-pH-Wert fiel, während Milchsäure, Histamin und Lipopolysaccharid im Blut anstiegen; Lactobacillus und Megasphaera nahmen anteilig zu, und insgesamt 137 Stoffwechselprodukte veränderten sich messbar. Das Modell beschreibt eine gezielt herbeigeführte Überlastung, nicht den Alltag.

Was beim Menschen belegt ist: von der Faser zum Metaboliten zum Endpunkt

Auf der Ebene der Ernährungsgewohnheiten ist die Datenlage stark. Eine Serie systematischer Übersichtsarbeiten wertete 185 prospektive Studien und 58 kontrollierte Versuche aus, zusammen knapp 135 Millionen Personenjahre. Beim Vergleich der höchsten mit den niedrigsten Ballaststoffzufuhren zeigte sich eine um 15 bis 30 Prozent niedrigere Gesamt- und Herz-Kreislauf-Sterblichkeit sowie ein geringeres Auftreten von koronarer Herzkrankheit, Schlaganfall, Typ-2-Diabetes und Dickdarmkrebs. Der günstigste Bereich lag bei 25 bis 29 Gramm Ballaststoffen pro Tag. Die Autoren stuften die Sicherheit dieser Evidenz als moderat ein.

Auf der Ebene der Metaboliten wird es dünner. Eine Metaanalyse von 14 Interventionsgruppen mit 205 Erwachsenen fand, dass Getreidefasern Acetat, Propionat, Butyrat und die Summe der kurzkettigen Fettsäuren erhöhen, wobei der Effekt bei einem Körpermassenindex über 29 grösser ausfiel. Eine zweite Metaanalyse zu neun randomisierten Studien bei Typ-2-Diabetes fand einen Anstieg der Gesamtsumme, aber keinen belastbaren Effekt auf die einzelnen Säuren; das Langzeitzuckergedächtnis HbA1c sank um 0,18 Prozentpunkte.

Was sich messen lässt, hängt zudem stark vom Präparat ab. Bei 80 gesunden Erwachsenen erhöhte der Ersatz von herkömmlichem Weissmehl durch amylosereiches Weizenmehl die Butyratausscheidung im Kot um rund 38 Prozent gegenüber der Vergleichsgruppe, während sich die Gesamtmenge der Fettsäuren und das Stuhlgewicht nicht änderten. Eine Auswertung von 61 Studien zu Übergewicht wiederum fand, dass Präbiotika beim Menschen zwei Entzündungswerte im Blut senkten, während ein dritter nur im Tierversuch zurückging: ein Beispiel dafür, dass sich Ergebnisse selbst innerhalb einer Fragestellung nicht zwischen den Arten spiegeln.

Auf der Ebene der zugeführten Fettsäure selbst kippt das Bild. Eine systematische Übersicht von 46 Studien mit insgesamt 913 Teilnehmenden fand für Acetat, Propionat, Butyrat und Mischungen keinen Effekt auf Blutzucker und Insulin. Nur Essig senkte den akuten Blutzuckeranstieg, und die Autoren stuften die Gesamtsicherheit der Evidenz als sehr gering ein. In elf randomisierten Studien mit 729 Personen mit Reizdarmsyndrom besserten Präbiotika weder Beschwerden noch Lebensqualität; sie erhöhten zwar die Bifidobakterien, doch Inulin-Fruktane verschlechterten die Blähungen.

Einzelne gut kontrollierte Versuche zeigen dagegen Wirkungen. Ein Ester, der Propionat gezielt im Dickdarm freisetzt, verringerte über 24 Wochen bei 60 übergewichtigen Erwachsenen die Gewichtszunahme und die Zunahme des Bauchfetts. In einer 21-tägigen Crossover-Studie mit 20 gesunden Erwachsenen lag das Butyrat im Blutplasma unter faserreicher Kost höher als unter faserarmer (2,85 gegenüber 2,02 Mikromol pro Liter), und die Zahl bestimmter B- und T-Zellen im Blut war tiefer. Bei 54 Kindern mit Adipositas erreichten unter Natriumbutyrat über sechs Monate 96 Prozent das vordefinierte Ziel einer Abnahme des Körpermassenindex gegenüber 56 Prozent unter Placebo, und bei 36 Erwachsenen mit aktiver Colitis ulcerosa sanken unter Natriumbutyrat Calprotectin im Stuhl und der Entzündungswert im Blut.

Und dann gibt es die Befunde, die zur Vorsicht mahnen. Eine Metaanalyse von elf Studien fand bei Colitis ulcerosa insgesamt niedrigere Werte für Gesamtfettsäuren, Acetat, Propionat und Valerat als bei Gesunden; bei aktiver Erkrankung war zusätzlich das Butyrat erniedrigt, in Remission dagegen höher als bei Gesunden. Bei intensivmedizinisch behandelten Patientinnen und Patienten verbesserten Ballaststoffe in 21 Studien mit 2'084 Personen die Durchlässigkeit der Darmbarriere und den Entzündungswert, ohne dass sich die Fettsäurespiegel messbar unterschieden. Der Metabolit erklärt den Effekt also nicht zwingend, und ein tiefer Wert ist nicht automatisch ein Mangel.

Wo sich Pferd und Mensch treffen und wo nicht

Geteilt ist der Mechanismus: anaerobe bakterielle Vergärung unverdaulicher Kohlenhydrate zu denselben drei Fettsäuren, dieselbe grundsätzliche Abhängigkeit davon, welche Kohlenhydrate den Gärraum überhaupt erreichen, und von der Zeit, die sie dort verbringen. Verschieden sind Anteil, Ort und Konsequenz. Wie empfindlich das Milieu auf rasch verfügbare Stärke reagiert, ist beim Pferd experimentell beschrieben; ein Gegenstück beim Menschen ist nicht belegt.

Daraus folgt vor allem, was nicht folgt. Ein Befund beim Pferd rechtfertigt keine Empfehlung für Menschen, und umgekehrt gilt dasselbe. Die Milchsäurebildung im Pferdeblinddarm nach einer Getreidemahlzeit hat kein direktes Gegenstück im menschlichen Kolon. Die 25 bis 29 Gramm Ballaststoffe pro Tag aus der Humanforschung sind eine Populationsgrösse und keine Zahl, die sich auf Körpergewicht umrechnen liesse. Und eine bei einer Art wirksame Substanz bleibt bei der anderen ungeprüft, solange sie dort nicht geprüft wurde.

Selbst innerhalb einer Art bleiben Effekte oft aus. In einer randomisierten Studie mit 20 vierjährigen Warmbluthengsten über neun Wochen unterschieden sich die Plasmametaboliten zwischen einer stärkereichen und einer fettreichen Ration nicht; lediglich das Erkundungsverhalten tendierte auseinander. Eine veränderte Mikrobiota übersetzt sich also nicht automatisch in messbare Stoffwechselwerte, und ein ausbleibender Bluteffekt bedeutet nicht, dass im Darm nichts geschehen ist.

Metagenomik und Metabolomik: was gemessen wird und was nicht

Die meisten Aussagen über das Mikrobiom stammen aus der Sequenzierung eines einzigen Gens, der 16S-rRNA. Das Verfahren liefert relative Anteile: Es sagt, welcher Anteil der gefundenen Sequenzen zu welcher Gattung gehört, nicht wie viele Bakterien insgesamt vorhanden sind. Eine Arbeit, die Sequenzierung mit einer Zellzählung im Durchflusszytometer kombinierte, fand zwischen gesunden Personen bis zu zehnfach unterschiedliche Bakterienlasten. Der vielzitierte Gegensatz zwischen Bacteroides und Prevotella erwies sich dabei als rechnerisches Artefakt der Anteilsdarstellung und verschwand, sobald mit Zellzahlen statt mit Prozentwerten gerechnet wurde.

Sagt die Sequenz, was die Bakterien tun?

Nein. Aus 16S-Daten lassen sich Funktionen nur schätzen. Ein Vergleich an über 5'000 menschlichen Proben aus vier Körperregionen zeigte, dass die so vorhergesagten Funktionsprofile systematisch von der Referenz aus vollständiger Genomsequenzierung abweichen; die Abweichung liess sich erst durch Kalibrierung mit parallel gemessenen Probenpaaren ausgleichen. Und selbst vollständig sequenzierte Gene sagen nur, was möglich wäre, nicht was gerade abgelesen wird.

Auf der Metabolitenseite ist der Fehlschluss noch verbreiteter. Eine methodische Übersichtsarbeit hält fest, dass die Konzentration kurzkettiger Fettsäuren im Darminhalt oder im Kot kein Mass für ihre Produktionsrate ist. Die Säuren werden rasch aufgenommen, der Schleimfilm an der Darmwand bildet eine eigene Zone mit eigenen Bedingungen, und die Werte schwanken über den Tag. Ein tiefer Butyratwert im Kot kann deshalb ebenso gut für wenig Produktion wie für sehr gute Aufnahme stehen. Ohne Zeitverlauf und Dosis-Wirkungs-Kurve sind solche Einzelwerte, so die Übersicht, im schlimmsten Fall irreführend.

• Ein Sequenzierbefund ohne Angabe der Gesamtkeimzahl beschreibt Verhältnisse, nicht Mengen.
• Ein Metabolitenwert ohne Zeitverlauf beschreibt einen Moment, nicht einen Prozess.
• Eine Kotprobe beschreibt das Ende der Strecke, nicht den Ort der Fermentation.
• Ein Unterschied zwischen Gruppen beschreibt eine Assoziation, nicht deren Richtung.

Was aus dem heutigen Stand vernünftigerweise folgt

Der belastbarste Teil des Feldes ist zugleich der unspektakulärste: Eine faserreiche Ernährung beim Menschen und eine raufutterbetonte Ration beim Pferd sind gut untersucht und stehen nicht ernsthaft in Frage. Alles, was darüber hinausgeht, also einzelne Fettsäuren, einzelne Bakterienstämme, einzelne Kennzahlen aus einer Kotprobe, ist deutlich schwächer belegt, als die Berichterstattung nahelegt.

• Bei jeder Studienmeldung zuerst prüfen: Welche Art wurde untersucht, und an welcher Stelle des Darms wurde die Probe entnommen?
• Zwischen der Aussage „die Zusammensetzung hat sich verändert“ und der Aussage „der Gesundheitszustand hat sich verändert“ unterscheiden. Die erste ist häufig, die zweite selten.
• Bei Fütterungs- und Ernährungsfragen zählen Menge pro Mahlzeit, Verteilung über den Tag und Umstellungsdauer, nicht die Zutat allein.
• Kommerzielle Mikrobiom-Auswertungen aus einer einzelnen Kotprobe beantworten weniger, als ihre Darstellung suggeriert.
• Verdauungsprobleme beim Pferd gehören in die Tierarztpraxis, anhaltende Verdauungsbeschwerden beim Menschen in die ärztliche Abklärung.

ForschungPferd bewertet diesen Themenbereich mit Evidenzgrad B und Übertragbarkeit T1: Der Mechanismus ist in beiden Arten belegt, die Übertragung eines klinischen Effekts von einer Art auf die andere ist es nicht.

Messebenen der Fermentationsforschung und ihre dokumentierten blinden Flecken

Eigene Auswertung

Grenzen und Unsicherheiten

• Die equine Literatur enthält kaum systematische Übersichtsarbeiten oder Metaanalysen zu diesem Thema. Belastbare Aussagen stützen sich auf kontrollierte Fütterungsversuche mit häufig weniger als zwanzig, teils nur vier bis sechs Tieren, oft aus einzelnen Beständen und wenigen Rassen.
• Fistulierte Pferde erlauben zwar direkte Proben aus Blinddarm und Kolon, sind aber wenige, meist erwachsen, gesund und unter standardisierter Fütterung. Wie repräsentativ sie für Freizeit-, Sport- oder Weidepferde sind, ist offen.
• Beim Menschen misst kaum eine Studie im Kolon selbst. Fast alle Aussagen beruhen auf Kotproben und Blutwerten, also auf indirekten Grössen, deren Verhältnis zur tatsächlichen Produktion nicht bekannt ist.
• Die Metaanalysen zu Ballaststoffen und kurzkettigen Fettsäuren weisen durchgehend hohe Heterogenität aus. Präparate, Dosen, Studiendauern und Messmethoden unterscheiden sich so stark, dass gepoolte Effektschätzer nur begrenzt aussagekräftig sind.
• Das Oligofruktose-Modell der Hufrehe ist ein absichtlich herbeigeführter Extremzustand. Es beschreibt einen Grenzfall und nicht die schleichenden Verläufe, die in der Praxis häufiger sein dürften.
• Zwei zentrale Referenzen dieses Beitrags stammen von 1984 und 2017. Sie wurden beibehalten, weil sie die bis heute massgeblichen Bezugswerte für den Energieanteil der Fermentation und für die Mengenmessung im Mikrobiom liefern.

Offene Fragen

• Wie hoch ist die tatsächliche Produktionsrate kurzkettiger Fettsäuren im Kolon lebender Menschen, und wie verhält sie sich zu den Werten, die in Kotproben gemessen werden?
• Gibt es beim Pferd einen messbaren Schwellenwert für Stärke pro Mahlzeit, ab dem das Milieu im Blinddarm reproduzierbar kippt, oder ist die Schwelle individuell und von der bestehenden Mikrobiota abhängig?
• Erklären Unterschiede in der Bakterienlast, also in der absoluten Menge statt in den Anteilen, einen Teil der widersprüchlichen Befunde zu kurzkettigen Fettsäuren beim Menschen?
• Weshalb produzieren Equiden im Artenvergleich auffallend wenig Methan, und hat dieser Unterschied Folgen für die Ausbeute an kurzkettigen Fettsäuren?

Häufige Fragen

Kann ich an einer Kotprobe ablesen, wie es dem Blinddarm meines Pferdes geht?

Nur eingeschränkt. In einer Studie mit caecumfistulierten Pferden lagen die Fettsäurekonzentrationen im Blinddarm höher als im Kot, während die Artenvielfalt im Kot höher war. Eine zweite Arbeit verglich Darminhalt aus vier Abschnitten und fand deutliche Unterschiede in Fettsäuren, Butyrat, pH-Wert und Ammoniak; mit Rektuminhalt als Ersatzprobe dürfte die Verdaulichkeit von Raufutter überschätzt werden. Kot bildet also eher die Richtung einer Veränderung ab als den Zustand des Gärraums. Für die Beurteilung eines konkreten Pferdes ist die tierärztliche Untersuchung massgeblich.

Bringen kurzkettige Fettsäuren als Nahrungsergänzung etwas?

Die Datenlage ist widersprüchlich und insgesamt schwach. Eine systematische Übersicht von 46 Studien mit 913 Teilnehmenden fand für Acetat, Propionat, Butyrat und Mischungen keinen Effekt auf Blutzucker und Insulin und stufte die Sicherheit der Evidenz als sehr gering ein. Einzelne gut kontrollierte Versuche zeigen dagegen Wirkungen, etwa bei Kindern mit Adipositas oder bei aktiver Colitis ulcerosa. Diese Seite gibt keine Empfehlung und nennt bewusst keine Mengen; solche Fragen gehören in die ärztliche Beratung.

Was ist Hinterdarmazidose eigentlich genau?

Eine Übersäuerung des Gärraums beim Pferd, ausgelöst dadurch, dass Stärke den Dünndarm ungespalten passiert und im Blinddarm rasch zu Milchsäure vergoren wird. Studien zeigen, dass sich schon die Fütterungsreihenfolge auf den Zeitpunkt des tiefsten pH-Wertes auswirkt und dass eine dauerhaft stärkereiche Ration die Artenvielfalt im Blinddarm senkt sowie stärkeabbauende Bakterien fördert. Im experimentellen Extremfall steigen Milchsäure, Histamin und Lipopolysaccharid im Blut. Verdacht auf ein solches Geschehen ist ein Fall für die Tierarztpraxis, nicht für Selbstversuche.

Wenn Ballaststoffe so gut sind, warum wirken Präbiotika in Studien oft nicht?

Weil eine Ernährungsweise und ein isoliertes Präparat nicht dasselbe sind. Die Belege für Ballaststoffe stammen aus 185 prospektiven Studien mit knapp 135 Millionen Personenjahren und beziehen sich auf das gesamte Essverhalten. Präbiotika liefern dagegen eine einzelne Substanz: In elf randomisierten Studien mit 729 Personen mit Reizdarmsyndrom besserten sie weder Beschwerden noch Lebensqualität, und Inulin-Fruktane verschlechterten sogar die Blähungen. Sie erhöhten zwar die Bifidobakterien, doch dieser mikrobielle Effekt übersetzte sich nicht in einen klinischen.

Warum darf man ein Ergebnis vom Pferd nicht auf den Menschen übertragen?

Weil derselbe Mechanismus in unterschiedlichem Massstab und an unterschiedlichem Ort abläuft. Beim Menschen wurde der Beitrag der Dickdarmfermentation zur Energieversorgung auf 5 bis 10 Prozent geschätzt, beim Pferd ist der Hinterdarm das zentrale Verdauungsorgan mit einer Verweildauer von rund 22 bis 26 Stunden. Eine Übersäuerung des Pferdeblinddarms nach einer Getreidemahlzeit hat im menschlichen Kolon kein Gegenstück. ForschungPferd stuft diesen Themenbereich deshalb als T1 ein: geteilter Mechanismus, keine belegte Übertragung eines klinischen Effekts.

Was ist der Unterschied zwischen 16S-Sequenzierung und Shotgun-Metagenomik?

Die 16S-Sequenzierung liest ein einziges Markergen und beantwortet, welche Gattungen anteilig vorhanden sind. Die Shotgun-Metagenomik liest die gesamte vorhandene DNA und beantwortet, welche Gene vorliegen. Funktionen aus 16S-Daten zu schätzen ist möglich, aber ungenau: An über 5'000 menschlichen Proben wichen die vorhergesagten Funktionsprofile systematisch von der Genomreferenz ab. Beide Verfahren liefern zudem Anteile, keine Mengen. Ohne parallele Zellzählung bleibt unklar, ob eine Gattung tatsächlich zugenommen hat oder ob nur andere abgenommen haben.

Quellen

1. Reynolds A, Mann J, Cummings J, Winter N, Mete E, Te Morenga L. Carbohydrate quality and human health: a series of systematic reviews and meta-analyses. The Lancet, 2019 (Systematische Übersichtsarbeit | Mensch)DOI 10.1016/S0140-6736(18)31809-9
   Aus 185 prospektiven Studien und 58 Versuchen (knapp 135 Millionen Personenjahre) ergab sich bei hoher gegenüber niedriger Ballaststoffzufuhr eine um 15 bis 30 Prozent geringere Sterblichkeit und Krankheitsinzidenz, mit dem grössten Nutzen bei 25 bis 29 Gramm pro Tag; Evidenzsicherheit moderat.
2. Cherta-Murillo A, Pugh JE, Alaraj-Alshehhi S, Hajjar D, Chambers ES, Frost GS. The effects of SCFAs on glycemic control in humans: a systematic review and meta-analysis. The American Journal of Clinical Nutrition, 2022 (Meta-Analyse | Mensch)DOI 10.1093/ajcn/nqac085
   Über 46 Studien mit 913 Teilnehmenden hatten Acetat, Propionat, Butyrat und Mischungen keinen Effekt auf Blutzucker oder Insulin; lediglich Essig senkte den akuten Glukoseanstieg, und die Autoren stufen die Gesamtevidenz als sehr unsicher ein.
3. Bai J, Li Y, Zhang W, Fan M, Qian H, Zhang H, Qi X, Wang L. Effects of cereal fibers on short-chain fatty acids in healthy subjects and patients: a meta-analysis of randomized clinical trials. Food & Function, 2021 (Meta-Analyse | Mensch)DOI 10.1039/d1fo00858g
   In 14 Interventionsgruppen mit 205 Erwachsenen erhöhten Getreidefasern Acetat, Propionat, Butyrat und die Gesamtsumme der kurzkettigen Fettsäuren; der Effekt war bei einem Körpermassenindex über 29 ausgeprägter, und nicht alle Faserarten wirkten gleich.
4. Ojo O, Feng QQ, Ojo OO, Wang XH. The Role of Dietary Fibre in Modulating Gut Microbiota Dysbiosis in Patients with Type 2 Diabetes: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomised Controlled Trials. Nutrients, 2020 (Meta-Analyse | Mensch)DOI 10.3390/nu12113239
   Über neun randomisierte Studien erhöhten Ballaststoffe Bifidobakterien und die Summe der kurzkettigen Fettsäuren und senkten HbA1c um 0,18 Prozentpunkte, während Acetat, Propionat und Butyrat einzeln sowie Nüchternglukose und Insulinresistenz unverändert blieben.
5. Eslick S, Thompson C, Berthon B, Wood L. Short-chain fatty acids as anti-inflammatory agents in overweight and obesity: a systematic review and meta-analysis. Nutrition Reviews, 2022 (Meta-Analyse | Mehrere Arten)DOI 10.1093/nutrit/nuab059
   Aus 61 Studien (29 an Menschen, 32 an Tieren) senkten Präbiotika beim Menschen C-reaktives Protein und Lipopolysaccharid, während der Tumornekrosefaktor nur im Tierversuch sank; die Heterogenität zwischen Präparaten, Dosen und Dauern war sehr hoch.
6. Liu T, Wang C, Wang YY, Wang LL, Ojo O, Feng QQ, Jiang XS, Wang XH. Effect of dietary fiber on gut barrier function, gut microbiota, short-chain fatty acids, inflammation, and clinical outcomes in critically ill patients: A systematic review and meta-analysis. JPEN. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition, 2022 (Meta-Analyse | Mensch)DOI 10.1002/jpen.2319
   In 21 Studien mit 2'084 intensivmedizinisch behandelten Personen verbesserten Ballaststoffe die Durchlässigkeit der Darmbarriere, den Entzündungswert und die Aufenthaltsdauer, ohne dass sich die Konzentrationen kurzkettiger Fettsäuren signifikant unterschieden.
7. Wilson B, Rossi M, Dimidi E, Whelan K. Prebiotics in irritable bowel syndrome and other functional bowel disorders in adults: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. The American Journal of Clinical Nutrition, 2019 (Meta-Analyse | Mensch)DOI 10.1093/ajcn/nqy376
   In elf randomisierten Studien mit 729 Personen verbesserten Präbiotika weder Gesamtansprechen noch Bauchschmerzen, Blähungen oder Lebensqualität; sie erhöhten Bifidobakterien, und Inulin-Fruktane verschlechterten die Blähungen sogar.
8. Xu HM, Zhao HL, Guo GJ, Xu J, Zhou YL, Huang HL, Nie YQ. Characterization of short-chain fatty acids in patients with ulcerative colitis: a meta-analysis. BMC Gastroenterology, 2022 (Meta-Analyse | Mensch)DOI 10.1186/s12876-022-02191-3
   Über elf Studien lagen Gesamtfettsäuren, Acetat, Propionat und Valerat bei Colitis ulcerosa niedriger als bei Gesunden; Butyrat war bei aktiver Erkrankung erniedrigt, in Remission dagegen höher als bei Gesunden, was eine einfache Mangelhypothese schwächt.
9. Chambers ES, Viardot A, Psichas A, Morrison DJ, Murphy KG, Zac-Varghese SEK, MacDougall K, Preston T, Tedford C, Finlayson GS, Blundell JE, Bell JD, Thomas EL, Mt-Isa S, Ashby D, Gibson GR, Kolida S, Dhillo WS, Bloom SR, Morley W, Clegg S, Frost G. Effects of targeted delivery of propionate to the human colon on appetite regulation, body weight maintenance and adiposity in overweight adults. Gut, 2015 (Randomisierte Studie | Mensch)DOI 10.1136/gutjnl-2014-307913
   Ein Ester, der Propionat gezielt im Dickdarm freisetzt, erhöhte akut die Sättigungshormone und verringerte über 24 Wochen bei 60 übergewichtigen Erwachsenen Gewichtszunahme, Bauchfett und Leberfett gegenüber der Inulin-Kontrolle.
10. Gill PA, Muir JG, Gibson PR, van Zelm MC. A randomized dietary intervention to increase colonic and peripheral blood SCFAs modulates the blood B- and T-cell compartments in healthy humans. The American Journal of Clinical Nutrition, 2022 (Randomisierte Studie | Mensch)DOI 10.1093/ajcn/nqac246
    In einer 21-tägigen Crossover-Studie mit 20 gesunden Erwachsenen stieg unter faserreicher Kost das Plasmabutyrat von 2,02 auf 2,85 Mikromol pro Liter, und die Zahl der B-Zellen sowie bestimmter T-Zellen im Blut sank; klinische Bedeutung unklar.
11. Gondalia SV, Wymond B, Benassi-Evans B, Berbezy P, Bird AR, Belobrajdic DP. Substitution of Refined Conventional Wheat Flour with Wheat High in Resistant Starch Modulates the Intestinal Microbiota and Fecal Metabolites in Healthy Adults: A Randomized, Controlled Trial. The Journal of Nutrition, 2022 (Randomisierte Studie | Mensch)DOI 10.1093/jn/nxac021
    Bei 80 gesunden Erwachsenen erhöhte der Ersatz von Weissmehl durch amylosereiches Weizenmehl die Butyratausscheidung im Kot um 38 Prozent gegenüber der Kontrolle, während Gesamtfettsäuren und Stuhlgewicht unverändert blieben.
12. Coppola S, Nocerino R, Paparo L, Bedogni G, Calignano A, Di Scala C, de Giovanni di Santa Severina AF, De Filippis F, Ercolini D, Berni Canani R. Therapeutic Effects of Butyrate on Pediatric Obesity: A Randomized Clinical Trial. JAMA Network Open, 2022 (Randomisierte Studie | Mensch)DOI 10.1001/jamanetworkopen.2022.44912
    Bei 54 Kindern mit Adipositas erreichten unter Natriumbutyrat über sechs Monate 96 Prozent das vordefinierte Ziel einer Abnahme des Körpermassenindex gegenüber 56 Prozent unter Placebo, bei zusätzlich niedrigerem Bauchumfang, Insulin und Interleukin-6.
13. Firoozi D, Masoumi SJ, Mohammad-Kazem Hosseini Asl S, Labbe A, Razeghian-Jahromi I, Fararouei M, Lankarani KB, Dara M. Effects of short-chain fatty acid-butyrate supplementation on expression of circadian-clock genes, sleep quality, and inflammation in patients with active ulcerative colitis: a double-blind randomized controlled trial. Lipids in Health and Disease, 2024 (Randomisierte Studie | Mensch)DOI 10.1186/s12944-024-02203-z
    Bei 36 Personen mit aktiver Colitis ulcerosa senkte Natriumbutyrat über zwölf Wochen Calprotectin im Stuhl und den hochsensitiven Entzündungswert im Blut und verbesserte Schlaf- und Lebensqualitätswerte; kleine Fallzahl, Einzelzentrum.
14. Lashkari S, Beblein C, Christensen JW, Jensen SK. The effect of the fat to starch ratio in young horses' diet on plasma metabolites, muscle endurance and fear responses. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2025 (Randomisierte Studie | Pferd)DOI 10.1111/jpn.14037
    Bei 20 vierjährigen Warmbluthengsten über neun Wochen unterschieden sich die Plasmametaboliten zwischen stärkereicher und fettreicher Ration nicht; lediglich das Erkundungsverhalten tendierte zwischen den Gruppen auseinander.
15. Schwarm A, Clauss M, Ortmann S, Jensen RB. No size-dependent net particle retention in the hindgut of horses. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2022 (Kontrollierte Studie | Pferd)DOI 10.1111/jpn.13757
    Bei fünf caecumfistulierten Pferden von rund 562 Kilogramm mit 6,81 Kilogramm Trockenmasse Grasheu täglich lag die Verweildauer im Hinterdarm zwischen 22,2 Stunden für die flüssige und 26,3 Stunden für die grobpartikuläre Phase, ohne Selektion nach Partikelgrösse.
16. Sorensen RJ, Drouillard JS, Douthit TL, Ran Q, Marthaler DG, Kang Q, Vahl CI, Lattimer JM. Effect of hay type on cecal and fecal microbiome and fermentation parameters in horses. Journal of Animal Science, 2021 (Kontrollierte Studie | Pferd)DOI 10.1093/jas/skaa407
    Bei sechs caecumfistulierten Pferden im Crossover lagen die Gesamtkonzentrationen flüchtiger Fettsäuren im Blinddarm höher als im Kot und unter Luzerne höher als unter Rispengras, während die Artenvielfalt im Kot höher war als im Blinddarm.
17. Kujawa TJ, van Doorn DA, Wambacq WA, Hesta M, Pellikaan WF. Evaluation of equine rectal inoculum as representative of the microbial activities within the horse hindgut using a fully automated in vitro gas production technique system. Journal of Animal Science, 2020 (Laborstudie | Pferd)DOI 10.1093/jas/skaa050
    Darminhalt aus Blinddarm, ventralem und dorsalem Kolon sowie Rektum von acht Warmblütern unterschied sich signifikant in Gesamtfettsäuren, Butyrat, pH-Wert und Ammoniak; mit Rektuminhalt als Inokulum wird die Verdaulichkeit von Raufutter überschätzt.
18. Jensen RB, Walslag IH, Marcussen C, Thorringer NW, Junghans P, Nyquist NF. The effect of feeding order of forage and oats on metabolic and digestive responses related to gastric emptying in horses. Journal of Animal Science, 2025 (Kontrollierte Studie | Pferd)DOI 10.1093/jas/skae368
    Bei vier caecumfistulierten Pferden mit gleichbleibender Hafer- und Heumenge verschob allein die Fütterungsreihenfolge den Zeitpunkt des tiefsten Blinddarm-pH-Wertes von 170 auf 280 Minuten und die Magenentleerung, während Glukose und Insulin im Blut unverändert blieben.
19. Ochonski P, Drouillard JS, Douthit TL, Vahl C, Lattimer JM. Caecal fermentation characteristics of commonly used feed ingredients. Equine Veterinary Journal, 2021 (Kontrollierte Studie | Pferd)DOI 10.1111/evj.13390
    In einem lateinischen Quadrat mit sechs caecumfistulierten Pferden ergaben sechs Einzelfuttermittel in gleicher, niedriger Ergänzungsmenge keine Hauptwirkung auf pH-Wert oder flüchtige Fettsäuren; Wechselwirkungen mit der Stunde nach der Fütterung traten auf, und der Blinddarm-pH blieb durchweg im normalen Bereich.
20. Raspa F, Chessa S, Bergero D, Sacchi P, Ferrocino I, Cocolin L, Corvaglia MR, Moretti R, Cavallini D, Valle E. Microbiota characterization throughout the digestive tract of horses fed a high-fiber vs. a high-starch diet. Frontiers in Veterinary Science, 2024 (Kontrollierte Studie | Pferd)DOI 10.3389/fvets.2024.1386135
    Bei 19 rund 14 Monate alten Bardigiano-Pferden über 129 Tage senkte die stärkereiche Ration die Artenvielfalt in Blinddarm, Beckenflexur und rechtem dorsalen Kolon und erhöhte den Anteil stärkeabbauender, mit Azidose assoziierter Gattungen.
21. Collinet A, Grimm P, Julliand S, Julliand V. Sequential Modulation of the Equine Fecal Microbiota and Fibrolytic Capacity Following Two Consecutive Abrupt Dietary Changes and Bacterial Supplementation. Animals, 2021 (Kontrollierte Studie | Pferd)DOI 10.3390/ani11051278
    Bei zwölf Pferden sank zwei Tage nach abruptem Wechsel auf eine stärkereiche Ration die faserabbauende Aktivität, während die stärkeabbauende stieg; die Kotparameter erreichten erst drei bis vier Wochen nach Rückkehr zur Faserration das Ausgangsniveau.
22. Tuniyazi M, He J, Guo J, Li S, Zhang N, Hu X, Fu Y. Changes of microbial and metabolome of the equine hindgut during oligofructose-induced laminitis. BMC Veterinary Research, 2021 (Kontrollierte Studie | Pferd)DOI 10.1186/s12917-020-02686-9
    Im experimentell mit Oligofruktose ausgelösten Hufrehe-Modell sank der Kot-pH-Wert, während Milchsäure, Histamin und Lipopolysaccharid im Blut stiegen; Lactobacillus und Megasphaera nahmen zu, und 137 Stoffwechselprodukte veränderten sich.
23. Clauss M, Dittmann MT, Vendl C, Hagen KB, Frei S, Ortmann S, Müller DWH, Hammer S, Munn AJ, Schwarm A, Kreuzer M. Review: Comparative methane production in mammalian herbivores. Animal, 2020 (Andere | Mehrere Arten)DOI 10.1017/S1751731119003161
    Eine Datenzusammenstellung zu 37 Pflanzenfresserarten zeigt, dass Equiden, Kängurus und Kaninchen im Verhältnis zu Körpergrösse, Aufnahme und Verweildauer wenig Methan bilden und die Zweiteilung in Vormagen- und Dickdarmfermentierer die Unterschiede nicht erklärt.
24. Vandeputte D, Kathagen G, D'hoe K, Vieira-Silva S, Valles-Colomer M, Sabino J, Wang J, Tito RY, De Commer L, Darzi Y, Vermeire S, Falony G, Raes J. Quantitative microbiome profiling links gut community variation to microbial load. Nature, 2017 (Kohortenstudie | Mensch)DOI 10.1038/nature24460
    Die Kombination von Sequenzierung und Zellzählung ergab zwischen gesunden Personen bis zu zehnfach unterschiedliche Bakterienlasten; der bekannte Gegensatz zwischen Bacteroides und Prevotella erwies sich als Artefakt der Anteilsdarstellung.
25. Sakata T. Pitfalls in short-chain fatty acid research: A methodological review. Animal Science Journal, 2019 (Andere | Mehrere Arten)DOI 10.1111/asj.13118
    Die Übersicht hält fest, dass Konzentrationen kurzkettiger Fettsäuren im Darminhalt oder Kot kein Mass für ihre Produktions- oder Absorptionsrate sind und dass Ergebnisse ohne Dosis-Wirkungs- und Zeitverlaufsversuche irreführend sein können.
26. Jing G, Zhang Y, Cui W, Liu L, Xu J, Su X. Meta-Apo improves accuracy of 16S-amplicon-based prediction of microbiome function. BMC Genomics, 2021 (Laborstudie | Mensch)DOI 10.1186/s12864-020-07307-1
    An über 5'000 menschlichen Proben aus vier Körperregionen wichen die aus 16S-Daten vorhergesagten Funktionsprofile systematisch von der Genomsequenzierung ab; erst eine Kalibrierung mit wenigen parallelen Probenpaaren glich die Abweichung aus.
27. McNeil NI. The contribution of the large intestine to energy supplies in man. The American Journal of Clinical Nutrition, 1984 (Andere | Mensch)DOI 10.1093/ajcn/39.2.338
    Die Übersichtsarbeit schätzt den Beitrag der Dickdarmfermentation zur menschlichen Energieversorgung auf 5 bis 10 Prozent und grenzt ihn ausdrücklich vom deutlich höheren Anteil bei Pflanzenfressern ab; bis heute die massgebliche Bezugsgrösse.
28. Wunderlich G, Bull M, McGilchrist N, Zhao C, Ross T, Rose M, Chapman B. The horse gut bacteriome and anaerobic mycobiome are influenced by seasonal forages and small intestinal starch digestibility. Journal of Applied Microbiology, 2025 (Querschnittstudie | Pferd)DOI 10.1093/jambio/lxaf203
    Bei 48 Pferden unterschieden sich bakterielle Vielfalt und Zusammensetzung im Kot deutlich nach Jahreszeit und zwischen Rennpferden und weidenden Tieren, während die anaeroben Pilzgemeinschaften über Futter- und Saisonwechsel hinweg vergleichsweise stabil blieben.