Lange Zeit wurde der Darm lediglich als Verdauungsorgan betrachtet. Doch diese Ansicht hat sich grundlegend gewandelt. Die Forschung der letzten Jahre hat gezeigt, dass der Darm eine Schlüsselrolle in der Kommunikation mit dem Gehirn spielt - eine Verbindung, die als Darm-Hirn-Achse bekannt ist. Diese bidirektionale Kommunikationsstrecke beeinflusst nicht nur unsere Verdauung, sondern auch unsere Emotionen, unser Stresslevel und sogar die Entstehung verschiedener Erkrankungen.
Was ist die Darm-Hirn-Achse?
Die Darm-Hirn-Achse beschreibt die enge Verbindung und den intensiven Informationsaustausch zwischen Darm und Gehirn in beide Richtungen. Ein zentrales Element dieser Kommunikation ist das Nervensystem. Der Verdauungstrakt beherbergt etwa 100 Millionen Nervenzellen - vier- bis fünfmal so viele wie im Rückenmark. Dies erklärt, warum der Darm oft als unser zweites Gedächtnis oder Bauchhirn bezeichnet wird.
Das enterische Nervensystem (ENS)
Das enterische Nervensystem (ENS) ist ein komplexes Netzwerk von Neuronen im Darm, das in seiner Komplexität mit dem Gehirn selbst vergleichbar ist. Es steuert die Verdauung und kann viele Prozesse unabhängig vom Gehirn regeln. Dennoch tauscht es ständig Signale mit dem zentralen Nervensystem aus.
Das Darmmikrobiom
Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Darm-Hirn-Achse ist das Darmmikrobiom, die Gemeinschaft der im Darm lebenden Mikroorganismen. Diese Bakterien, Viren und Pilze sind für weit mehr zuständig als nur die Verdauung von Nahrung. Sie produzieren Vitamine, unterstützen das Immunsystem und bilden Botenstoffe, die direkt oder indirekt das Gehirn erreichen können.
Hormone und Neurotransmitter
Auch Hormone, also Nervenbotenstoffe, spielen eine wesentliche Rolle in der Darm-Hirn-Achse. Über 20 Hormone werden im Darm produziert, darunter der größte Teil von Serotonin, jenem Botenstoff, der für Glücksgefühle und gute Laune verantwortlich ist.
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Wie kommunizieren Darm und Gehirn?
Die Kommunikation zwischen Darm und Gehirn erfolgt über verschiedene Wege:
- Der Vagusnerv: Dieser Nerv ist die wichtigste direkte Verbindung zwischen Darm und Gehirn. Er übermittelt Signale über Darmbewegungen, Füllstände oder Schmerzempfindungen an das Gehirn und umgekehrt.
- Hormone: Bestimmte Darmzellen produzieren Botenstoffe wie Ghrelin oder Leptin, die dem Gehirn Rückmeldung über Hunger- oder Sättigungszustände geben. Gleichzeitig werden Stresshormone oder Botenstoffe wie Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) über das zentrale Nervensystem ausgeschüttet, was wiederum den Darm beeinflusst.
- Das Immunsystem: Darmbakterien können Teile des Immunsystems aktivieren oder hemmen. Gelangen bestimmte Stoffe über die Darmbarriere in den Blutkreislauf, können sie bis ins Gehirn vordringen.
Die Rolle der Darmflora
Einen zentralen Bestandteil dieser Achse bildet die Darmflora, genauer gesagt unterschiedliche Stoffwechselprodukte, die von den nützlichen Darmbakterien gebildet werden. Sie produzieren unter anderem wichtige Aminosäuren (wie Tryptophan, welches für die Bildung von Serotonin gebraucht wird) und kurzkettige Fettsäuren (z. B. Butyrat), die Emotionen, Konzentrationsfähigkeit und Stressresistenz beeinflussen. Gleichzeitig ist Butyrat auch ein wichtiger Energielieferant für bestimmte Zellen des Gehirns, nämlich für die Mikrogliazellen: Diese Aufräumtruppe verstoffwechselt unerwünschte Partikel und reinigt so das Gehirn.
Auswirkungen einer gestörten Darm-Hirn-Achse
Eine gestörte Darm-Hirn-Achse kann sich auf vielfältige Art äußern. Veränderungen in der Funktion eines dieser Organe können erhebliche Auswirkungen auf das andere haben, da sowohl der Darm als auch das Gehirn lebenswichtige Organe sind, die über die Darm-Hirn-Achse intensiv kommunizieren und miteinander verbunden sind. Manche Menschen bemerken mehr Verdauungsprobleme wie Blähungen, Völlegefühl oder Durchfall, andere klagen über Gereiztheit, Unruhe und Stimmungsschwankungen. Auch Symptome wie Abgeschlagenheit oder Konzentrationsstörungen werden häufig berichtet.
Stress und die Darm-Hirn-Achse
In Stresssituationen setzt das Gehirn Botenstoffe und Stresshormone frei, die den gesamten Organismus in Alarmbereitschaft versetzen. Langanhaltender Stress verursacht über verschiedene „Stress-Effektormoleküle“ (z.B. freie Radikale) die Auflösung der Verbindungen (Tight Junctions) zwischen den Darmzellen, wodurch ein löchriger Darm (Leaky Gut) entsteht. Über welche Mechanismen die Durchlässigkeit der Darmschleimhaut bei chronischem Stress steigt, ist nach wie vor nicht im Detail bekannt. Die erhöhte Durchlässigkeit bringt aber viele Probleme für den Darm mit sich, denn plötzlich kommen Toxine und Krankheitserreger in die Darmwand, die dort eigentlich nichts zu suchen haben. Man weiß heute, dass alle Signalwege im Körper durch die Darmflora beeinflusst werden. Chronischer Stress wirkt auf bestimmte Hirnregionen in einer Weise, die das emotionale Gleichgewicht stört. Im Extremfall können sich daraus Angsterkrankungen und Depressionen entwickeln, deshalb zählen Depressionen zu den stressassoziierten Erkrankungen. Viele Hirnregionen und Überträgerstoffe sind bei Depression betroffen: Serotonin, Noradrenalin, Glutamat und wahrscheinlich ein Dutzend anderer Botenstoffe. Melatonin ist entscheidend am Tag- und Nachtrhythmus beteiligt, ein Rhythmus, der bei Depression gestört ist, der aber genauso bei Stress und emotionalem Ungleichgewicht durcheinanderkommt. An der Universität Innsbruck wurde gezeigt, dass permanenter Stress zu großflächigen Entzündungen im Darm führt, was enorme Auswirkungen auf die Darmbarriere hat. Die Darmbakterien sterben ab, die Membranproteine der „Tight Junctions“ lösen sich auf, Giftstoffe und Allergene können bis ins Blut gelangen.
Psychische Erkrankungen und die Darm-Hirn-Achse
Studien legen nahe, dass Patient*innen mit Depressionen Veränderungen in der Darmflora aufweisen. Viele psychische Krankheiten lassen sich nur schwer effektiv behandeln, da noch nicht alle relevanten Ursachen und Faktoren erforscht sind. Da nicht alle Patienten auf die konventionellen Behandlungsmethoden ansprechen, setzten viele Wissenschaftler auf die Erforschung der Darmflora.
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Bereits mehrere Studien zeigen, dass sich die Darmflora von Menschen mit psychischen Erkrankungen deutliche von gesunden Menschen unterscheidet. Durch die Gabe von hochqualitativen Probiotika wird die bakterielle Besiedelung des Darms positiv beeinflusst, sodass sich die guten Bakterien vermehren und ihren Aufgaben wieder nachgehen können. Zudem ist auch ein Zusammenhang zwischen der Ernährung und der Stimmungslage nachweislich erkennbar. Aktuelle Studien zeigen, dass Jugendliche, die häufig zu Fastfood und Süßigkeiten greifen, häufiger an depressiven Verstimmungen leiden. Die Qualität unserer Ernährung spielt also eine große Rolle für unser körperliches und seelisches Wohlbefinden. Eine falsche Ernährung ist nicht zwangsläufig die Ursache von psychischen Erkrankungen, jedoch ein bislang unterschätzter Faktor.
Neurologische Erkrankungen und die Darm-Hirn-Achse
Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und Multiple Sklerose betreffen zwar Gehirn und zentrales Nervensystem, sie haben aber nicht nur eine neurologische Seite. Mittlerweile gibt es Befunde, die zeigen, dass auch Darmbakterien und das Darmimmunsystem chronische neurologische Erkrankungen mitbedingen oder verschlimmern können. Über welche Wege nun neurologische Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer und Multiple Sklerose durch das Darmmikrobiom und eine gastrointestinale Funktionsstörung beeinflusst werden, untersuchen zwei der sechs Clinician Scientists innerhalb des Forschungskollegs. Bei einer Untergruppe von Parkinsonpatientinnen und -patienten beginnen die neurodegenerativen Veränderungen im Darm und breiten sich von dort in das Gehirn aus, wie Untersuchungen gezeigt haben.
Forschungskolleg Kiel untersucht die Darm-Hirn-Achse
Über welche Wege das geschehen kann, erforscht das Clinician Scientist-Programm Darm-Gehirn-Achse des Else Kröner-Forschungskollegs (EKFK) Kiel. Der Schwerpunkt liegt auf der wechselseitigen Beziehung von Darm und Gehirn vermittelt durch Mikrobiom und Entzündung. 2019 startete das Ausbildungsprogramm an der Medizinischen Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) mit einer Förderung durch die Else Kröner-Fresenius-Stiftung für zunächst drei Jahre. Jetzt sagte die Stiftung auch die Finanzierung für weitere drei Jahre mit insgesamt 1,2 Millionen Euro zu.Professorin Daniela Berg, Direktorin der Klinik für Neurologie am UKSH, Campus Kiel, betont: „Die Forschung über systemweite Zusammenhänge bei neurodegenerativen und neuroimmunologischen Erkrankungen ist wesentlich, um zu einem tieferen Verständnis der Krankheitsmechanismen zu gelangen.“
Zusammenhang zwischen Entzündung, Adipositas und Darmmikrobiom
Ein weiteres Projekt der Inneren Medizin untersucht den Zusammenhang zwischen Entzündung eines spezifischen Gehirnareals (Hypothalamus), der Adipositas und des Darmmikrobioms.
Neue Bildgebungstechniken
In anderen Projekten kommen zum Beispiel neue bildgebende Techniken zum Einsatz. „Die zwei Kollegen aus der Radiologie wenden neue Bildgebungs- und Softwaretechniken an, um sowohl Gehirnvorgänge abzubilden als auch die gestörte Funktion und veränderte Motilität des Darmes zu untersuchen“, betont Berg. Eine veränderte Motilität (Bewegungsfähigkeit) des Darmes kann Ausdruck einer Vorläuferphase der Parkinsonerkrankung sein bevor klinische Beschwerden einsetzen.
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Wie kann man die Darm-Hirn-Achse positiv beeinflussen?
Glücklicherweise hat man es zu einem großen Teil selbst in der Hand, ob Darm und Gehirn harmonisch miteinander kooperieren.
Ernährung
Eine bewährte Strategie ist der regelmäßige Verzehr von probiotischen und präbiotischen Lebensmitteln:
- Probiotika: Lebensmittel, die lebende Mikroorganismen (meist Bakterien) enthalten, die die Darmflora unterstützen. Dazu gehören fermentierte Produkte wie Joghurt, Kefir, Sauerkraut oder Kombucha.
- Präbiotika: Ballaststoffe, die als „Nahrung“ für die Darmbakterien dienen. Zu finden sind sie unter anderem in Haferflocken, Leinsamen, Zwiebeln, Lauch, Knoblauch oder Chicorée.
Versuche, diese Produkte regelmäßig in den Speiseplan zu integrieren. Zusätzlich kann ein hochwertiges Innobioticum zum Darmflora-Aufbau, wie Innovall (R) DAILY biotic+, einen wichtigen Beitrag leisten.
Auch wertvolle Fettsäuren leisten einen wichtigen Beitrag für den Kommunikationskanal, denn Omega-3-Fettsäuren unterstützen maßgeblich die kognitive Funktion. Die Nährstoffe sorgen dafür, dass sich neurologische Prozesse aufbauen, reifen und physiologisch normal ablaufen.
Eine darmgesunde Ernährung ist auch empfehlenswert, um den Kreislauf von Stress und Darmbeschwerden zu durchbrechen.
Stressmanagement
Da Stress eine der Hauptursachen für eine gestörte Darm-Hirn-Achse ist, lohnt es sich, Entspannungstechniken in den Alltag einzubauen. Meditation, Yoga, autogenes Training oder einfach ein ausgedehnter Spaziergang in der Natur wirken oft Wunder. Schon wenige Minuten pro Tag können helfen, den Stresslevel zu senken und damit auch den Darm zu entlasten. Der Vagusnerv lässt sich durch Atemübungen und Achtsamkeitspraktiken aktivieren, was die Herzfrequenzvariabilität erhöht und einen insgesamt resilienter gegenüber Stress macht.
Schlaf
Schlaf ist weit mehr als „Nichtstun“. In der Nacht finden zahlreiche Reparatur- und Regenerationsprozesse im Körper statt, die auch dem Verdauungstrakt nutzen. Versuche, jede Nacht auf sieben bis acht Stunden Schlaf zu kommen. Eine regelmäßige Schlafroutine - also möglichst immer zur gleichen Zeit ins Bett zu gehen und aufzustehen - kann dabei helfen, den Biorhythmus zu stabilisieren.
Bewegung
Zu einer gesunden Lebensführung gehört neben ausgewogener Ernährung und Entspannung auch ausreichend Bewegung. Bereits 30 Minuten moderate Aktivität am Tag (wie zügiges Spazierengehen, Radfahren oder Schwimmen) können die Darmaktivität und damit die Mikrobiom-Gesundheit fördern.
Vermeidung von Schadstoffen
Wenn man raucht, sollte man bedenken, dass Nikotin und andere Schadstoffe den Darm reizen und das Milieu negativ beeinflussen können.
Neurotransmitter und die Darm-Hirn-Achse
Manche Darmbakterien sind in der Lage, Neurotransmitter wie Serotonin, Dopamin oder GABA herzustellen.
- Serotonin: Etwa 90 Prozent des Serotonins im Körper werden im Darm gebildet. Ein Mangel an Serotonin kann zu depressiver Verstimmung, Schlafproblemen und einem generellen Ungleichgewicht führen.
- Dopamin: Der Neurotransmitter, der für Antrieb, Motivation und Belohnungsempfinden zuständig ist. Bestimmte Darmbakterien können auch an der Dopaminproduktion beteiligt sein.
- GABA (Gamma-Aminobuttersäure): Ein hemmender Neurotransmitter, der uns hilft, Stress und innere Unruhe zu dämpfen. Ein Mangel an GABA wird mit Angstzuständen und Schlafproblemen in Verbindung gebracht. Einige Studien deuten darauf hin, dass bestimmte probiotische Stämme die GABA-Konzentration beeinflussen können.
Die Darm-Hirn-Achse als Therapieansatz
Die Erkenntnisse zur Darm-Hirn-Achse bieten erste Ansätze für Therapien. Zum Beispiel könnten mit Probiotika entsprechende Störungen behandelt werden. Auch inwiefern eine Transplantation von dem Stuhl gesunder Menschen in den Darm erkrankter Probanden helfen könnte, wird erforscht.
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