Das Mikrobiom des Verdauungstraktes kommt direkt mit der aufgenommenen Nahrung in Kontakt, damit die eigentlich unverdaulichen Nährstoffe von den bakteriell kodierten Enzymen aufgespalten werden. In vorderster Linie handelt es sich um sogenannten pflanzliche Ballast- oder Faserstoffe, die mit diesem Prozess dem Organismus erst zugänglich gemacht werden. Zusätzlich hat das Darm-Mikrobiom den unverzichtbaren Auftrag die Stoffwechselfunktionen, die körpereigene Abwehr und damit die gesamte Physiologie des Menschen zu lenken und zu regulieren.
Wichtig für die Verdauungsvorgänge ist besonders die Firmicutes-Gattung, die wesentlich zur Aufspaltung pflanzlicher Kohlenhydrate beiträgt und fermentierbare Ballaststoffe zu kurzkettigen Fettsäuren umzuwandeln. Besteht ein Ungleichgewicht von Firmicutes zu Lasten von Bacteroites, geht dies überzufällig häufig mit erhöhtem Körpergewicht einher. Als ein Zeichen für einen sehr gesunden Darm gilt die Gattung Ruminococcus. So zeigen die Daten aus wissenschaftliche Studien, dass deren Vorkommen im Darm bei gesunden Menschen deutlich höher ist im Vergleich zu erwachsenen Personen mit Lebererkrankungen, Darmkrebs, oder bei Kindern mit Diabetes. Werden Lactobacillus-Spezies nachgewiesen, können Entzündungsreaktionen des Körpers, die durch Erreger ausgelöst sind, vermieden oder unterdrückt werden, weil Lactobacillus in der Lage ist Interleukin IL-10 zu produzieren. Auch ist Lactobacillus in den meisten Probiotika vorhanden, und das wichtige Vitamin B12 machen sie verfügbar. Der Nachweis von Lactobacillus im Darm wirkt der Ausbreitung und Ansiedlung verschiedener krankmachender Erreger entgegen.
Ebenso werden für die unterschiedlichen Faecalibakterien entzündungshemmende Eigenschaften beschrieben, die genutzt werden bei Patienten mit chronisch entzündlicher Darmerkrankung wie Morbus Crohn zur Besserung und Remissionsverlängerung.
Präventiv verabreicht, wird von einer geringeren Anfälligkeit für chronisch entzündliche Darmerkrankungen ausgegangen.
Auch die Gattung Roseburia beteiligt sich intensiv an der komplexen Verdauung von -Kohlenhydraten und der Produktion kurzkettiger Fettsäuren, insbesondere ist Butyrat in diesem Zusammenhang zu nennen. Butyrat ist die einfachste Fettsäure und entwickelt sich aus der Buttersäure zum wichtigsten Energielieferanten der Darmzellen. Auch stimuliert sie Reaktionen zur Entzündungshemmung und verbessert den Immunstatus. Ist die Menge und die Qualität der Reoseburia verändert, wird das Auftreten zahlreicher Erkrankungen, wie das metabolische Syndrom, Typ 2-Diabetes mellitus, Erkrankungen des Nervensystems und diverse Allergien häufiger registriert.
Die unterschiedlichen Gattungen von Bacteroides, die Prevotella und Alistipes, gehören zu den Haupvertretern. Des menschlichen Darmmikrobioms. Sie sind für der Verarbeitung der stärkehaltigen Nahrungsanteile bedeutsam und Prevotella spielt eine wesentliche Rolle bei der Synthese von Vitamin B1 (Thiamin) und Folsäure. Bei einer Gewichtsreduktion durch mediterrane Kost kann Prevotella den erwarteten Erfolg der Gewichtsreduktion determinieren.
Die beschriebene Diversität des Mikrobioms zeigt meist die gesunde Besiedlung des Darmes an. Entwickelt sich durch Fehlernährung oder Erkrankungen eine geringe Diversität, lässt die gesundheitsfördernde Eigenschaft des Mikrobioms nach. Es können akute oder chronische Erkrankungen auftreten.
Die konstant steigenden Zahlen an übergewichtigen und adipösen Menschen wurde jahrzehntelang als persönliches Fehlverhalten bei der Ernährung und Bewegung dieser Menschen determiniert. Inzwischen haben wissenschaftliche Studien einen Zusammenhang mit dem Mikrobiom nachgewiesen. Bedeutsam sind demnach nicht nur die Auswahl und die Mengen der aufgenommenen Nahrung, sondern die Wechselbeziehung zwischen der Ernährungsform und den Darmbakterien wesentlich beteiligt. Nachgewiesen wurde in Studien ein Einfluss auf die Insulinresistenz, auf die metabolische Entzündung und die Speicherung an viszeralem Fettgewebe, die regelmäßig an Übergewicht und Adipositas beteiligt sind. Wird das Körpergewicht reduziert, verbessert sich die Diversität des Mikrobioms und die systemische Inflammation von Fettgewebe, das Risiko für Typ 2-Diabetes und weitere Mikrobiom-modulierte Erkrankungen regulieren sich wieder hin zum Gesunden.