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Ernährung, Mikrobiom und Gehirnerkrankungen – die Darm-Hirn-Achse
24.01.2024 - 14:58

Ernährung, Mikrobiom und Gehirnerkrankungen – die Darm-Hirn-Achse

Vieles deutet darauf hin, dass die Ernährung und damit assoziiert das Mikrobiom die Entstehung und den Verlauf von psychischen und neurodegenerativen Erkrankungen beeinflussen. Was weiß man über das Wechselspiel zwischen Verdauungstrakt und Denkorgan? Lässt sich das Wissen therapeutisch nutzen?

Lange wurde die Liaison zwischen Darm und Hirn als relativ einseitig angesehen. Das Gehirn moduliert und reguliert die Magen-Darm-Funktion, zum Beispiel über die Sekretion verschiedener Moleküle in den Verdauungstrakt. Dass die Einflussnahme offenbar keine Einbahnstraße ist, kristallisierte sich erst in den letzten 15 Jahren heraus. Erste Indizien dafür fand der Gastroenterologe Stephen Collins von der McMaster University in Hamilton in Kanada. Er zeigte bei Bewohnern der Stadt Hamilton von 2000 bis 2008, wie eine Magen-Darm-Infektion das Risiko für das chronische Reizdarmsyndrom erhöht. Die Auswertung der Daten offenbarte jedoch auch eine unerwartete Verbindung zwischen psychischen Störungen wie Depressionen oder Angst und dem Reizdarmsyndrom. Die Frage war fortan: Werden psychische Probleme möglicherweise durch Entzündungen oder sogar durch ein ungünstig zusammengesetztes Mikrobiom angetrieben?

Bei Experimenten mit Mäusen stießen Forschende in den 2010er Jahren dann auf einige kuriose Zusammenhänge: Übertrug man das Mikrobiom von einem Tier auf das andere, wurden auch Verhaltensweisen weitergegeben. So wandelten sich etwa schüchterne Mäuse plötzlich in abenteuerlustige und umgekehrt. Tatsächlich entdeckte man sogar Anhaltspunkte dafür, dass sich pathologisch verängstigte Mäuse wieder ‚normal’ verhalten, wenn man ihr Mikrobiom behandelt. Lassen sich solche Beobachtungen auf den Menschen übertragen? Wird womöglich sogar unsere Persönlichkeit durch die Darmbakterien bestimmt, wie manche inzwischen glauben?

Klar ist: Darm und Gehirn stehen in einem regen Austausch miteinander. Durch den Vagusnerv sind beide direkt miteinander verbunden, gleichzeitig produzieren die Darmbakterien Botenstoffe, die unsere Stimmung beeinflussen. Daneben bilden die Zellen des Immunsystems, die sowohl den Darm als auch das Gehirn bevölkern, einen weiteren Kommunikationskanal. Und vieles deutet mittlerweile darauf hin, dass diese gut ausgebaute Achse die emotionale Gesundheit maßgeblich beeinflusst. Ein verändertes Mikrobiom wurde etwa bei Menschen mit psychischen Störungen zuhauf festgestellt – darunter mit Schizophrenie, ADHS, Autismus, Essstörung, bipolarer Störung oder Depression. Bei Patientinnen und Patienten mit Depressionen tummeln sich zum Beispiel mehr Bakterien der Gattungen Enterobacteriaceae und Alistipes sowie weniger der Gattung Faecalibacterium im Verdauungstrakt. 

Forschende untersuchen nun beispielsweise, inwiefern antientzündliche Effekte die Wirksamkeit von Antidepressiva verstärken – und somit zur Behandlung von Depressionen beitragen könnte. Gezeigt hat sich in diesem Zusammenhang auch, dass einige Antibiotika antidepressive Eigenschaften aufweisen. Was weiß man über solche Phänomene und die dahinter liegenden Mechanismen? Lassen sich die Erkenntnisse bereits für die Therapie von affektiven Störungen nutzen? Diesen und anderen Fragen widmet sich PD Dr. med. Julian Hellmann-Regen, Leiter  des Neurobiologischen Labors, der Ambulanzen, Tageskliniken sowie der Gedächtnissprechstunde des Zentrums für Demenzprävention der Psychiatrie am Campus Benjamin Franklin der Charité Universitätsmedizin Berlin.

Darüber hinaus weisen Patientinnen und Patienten mit Parkinson- und Alzheimer-Krankheit ungewöhnlich häufig gastrointestinale Begleiterkrankungen auf. Auch hier wird zunehmend vermutet, dass das Management ihrer Darmflora die Symptome der chronischen Krankheiten lindern kann – vielleicht sogar verhindern. Gibt es bereits erste Erfahrungswerte? Was weiß die Wissenschaft generell über die Zusammenhänge von neurodegenerativen Krankheiten und dem Mikrobiom? Professor Dr. med. Dirk Woitalla, Chefarzt an der Klinik für Neurologie in Essen, klärt auf.

Aus den vorläufigen Erkenntnissen ergibt sich zwangsläufig folgende Frage: Lassen sich über die Ernährung und Nahrungsergänzungsmittel Gehirnerkrankungen positiv beeinflussen? Hierzu forscht Professor Gunter P. Eckert, Leiter der Arbeitsgruppe für Ernährung in Prävention und Therapie an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Er untersucht etwa, wie Metabolite, die das Mikrobiom aus der Nahrung herstellt, spezifisch die mitochondrialen Zellfunktionen so beeinflussen, dass sich die Alterung des Denkorgans und damit assoziierte Erkrankungen – darunter Morbus Alzheimer – hinauszögern lassen.

Ein Symposium zu einem schnell wachsenden Forschungsgebiet, das mit etlichen neuen Erkenntnissen, Hypothesen und therapeutischen Ansätzen überrascht.

 

Literatur:

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Bercik, P. et al.: The Intestinal Microbiota Affect Central Levels of Brain-Derived Neurotropic Factor and Behavior in Mice. Gastroenterology 141(2), p. 599-603 (2011). https://doi.org/10.1053/j.gastro.2011.04.052

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Jiang H. et al.: Altered fecal microbiota composition in patients with major depressive disorder. Brain, Behavior, and Immunity 48, p. 186-194 (2015). https://doi.org/10.1016/j.bbi.2015.03.016

Macedo D. et al.: Antidepressants, antimicrobials or both? Gut microbiota dysbiosis in depression and possible implications of the antimicrobial effects of antidepressant drugs for antidepressant effectiveness.  Journal of Affective Disorders 208, p. 22-32 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jad.2016.09.012.

Westfall S. et al: Microbiome, probiotics and neurodegenerative diseases: deciphering the gut brain axis. Cellular Molecular Life Science 74(20), p. 3769-3787 (2017). https://doi.org/10.1007/s00018-017-2550-9

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