Der Darm, oft als ein einfacher Schlauch zur Nahrungsbeförderung abgetan, hat sich in der medizinischen Forschung zu einem neuen Star entwickelt. Er wird heute als eine Art zweites Gehirn betrachtet, ein komplexes Organ mit erstaunlichen Fähigkeiten.
Die verborgene Welt unter der Gürtellinie
Während der Darm fleißig seine Arbeit verrichtet, bleibt er für viele ein Tabuthema. Die Darmkrebsvorsorge wird oft vernachlässigt, obwohl sie die Hälfte aller Darmkrebsfälle verhindern könnte. Die medizinische Forschung hat den Darm jedoch in den letzten Jahren neu entdeckt und seine Bedeutung für die Gesundheit erkannt.
Ein begehbares Darm-Modell in einem Krankenhaus in Gera veranschaulicht die Komplexität dieses Organs.
Der Darm als zweites Gehirn: Mythos oder Wahrheit?
Der Darm ist ein acht Meter langer Muskelschlauch mit einer riesigen Oberfläche von 300 Quadratmetern, die durch zahllose Zotten und Ausstülpungen entsteht. Diese Fläche ist größer als ein Tennisplatz. Ein bemerkenswertes Merkmal des Darms ist seine Fähigkeit, seine Arbeit auch isoliert vom Gehirn fortzusetzen. Legt man den Darm von Mäusen oder Ratten in eine Petrischale, so schnürt er sich weiterhin rhythmisch ringförmig ein, um den Darminhalt zu transportieren. Dies deutet darauf hin, dass der Darm keine Steuerung durch das Gehirn benötigt, um seine grundlegenden Funktionen auszuführen.
Im Gehirn gibt es keine spezifische Region, die sich ausschließlich mit dem Darm beschäftigt, anders als bei Herz-Kreislauf- oder Atmungsfunktionen. Das Nervensystem des Darms ist evolutionär uralt und ähnelt dem Bauchnervenstrang des Regenwurms. Diese einfach strukturierten Tiere verlassen sich hauptsächlich auf die Nervenbahnen in ihrem Bauch. Die Evolution hat das ursprüngliche Darmnervensystem bis zum Homo sapiens beibehalten. Bei der Entwicklung des Embryos im Mutterleib entsteht das Nervenzentrum im Darm sogar aus demselben Gewebe wie das im Kopf.
Lesen Sie auch: Magen-Darm-Krämpfe natürlich lindern
Das Darm-Hirn: Ein komplexes Nervennetzwerk
Das Darm-Hirn ist von zahllosen millimeterkleinen Schaltkreisen durchzogen, die den Weitertransport der Nahrung koordinieren. Es ist ein zartes Nervennetz, das die Muskeln der Darmwand von der Speiseröhre bis zum Anus umschlingt und auf mehrere hundert Millionen Nervenzellen zurückgreifen kann. Das ist deutlich weniger als das Gehirn, aber immer noch die zweitgrößte Ansammlung von Nervenzellen im Körper.
Die Sensoren des Darm-Hirns ertasten jede Sekunde, welche Bakterien sich im Darminneren vermehren, welche Substanzen sie ausscheiden und was chemisch im Nahrungsbrei vor sich geht. Das Darm-Hirn trifft flexibel und autonom Entscheidungen, passt den Blutfluss an, hält Nachbarorgane auf dem Laufenden und legt fest, welche Stoffe in den Körper dürfen und welche abtransportiert werden.
Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Darm- und Kopf-Hirn
Darm- und Kopf-Hirn sind frappierend ähnlich aufgebaut. Es gibt dieselben Nervenzelltypen und sämtliche 30 Neurotransmitter des Gehirns strömen auch durch den Darm, darunter Dopamin, Gamma-Aminobuttersäure und Serotonin. Diese Mediatoren dienen als Kommunikationsmittel zwischen den beiden Hirnen.
Neuronen bringen Informationen aus dem Darm ins Gehirn und Mediatoren werden im Gewebe produziert, die das Gehirn erreichen. Diese komplexen Signalwege haben ein neues Forschungsgebiet ins Leben gerufen: die Neurogastroenterologie. Der Vagusnerv verschaltet Gehirn und Darm direkt miteinander. Früher dachte man, er sei eine Art Megaphon "Gehirn an Darm", aber heute ist klar, dass 90 Prozent der Informationen vom Darm nach oben gefunkt werden.
Die Bedeutung der Darm-Hirn-Achse
Der intime Kontakt zwischen Darm-Hirn und Kopf-Hirn ist überlebenswichtig, da die Nervensysteme nur im Team den Energiehaushalt des Körpers optimal steuern können. Wenn Giftstoffe in den Darm gelangen, muss das Gehirn blitzschnell Durchfall und Übelkeit auslösen. Die vielen Informationen aus dem Darm sickern ständig in das limbische System des Gehirns ein, dem Ort der Gefühle. Dies könnte der Ursprung des berühmten Bauchgefühls sein.
Lesen Sie auch: Symptome und Therapie bei Magen-Darm-Problemen
Das Mikrobiom: Ein weiterer wichtiger Mitspieler
Die Bakterien im menschlichen Dickdarm, das sogenannte Mikrobiom, sind ein weiterer mächtiger Mitspieler im Darm. In jedem Gramm Darminhalt leben mehr Mikroben als Menschen auf der Erde. Das Mikrobiom besteht aus insgesamt 100 Billionen Einzellern, mehr als der Körper selbst an Zellen besitzt. DNA-Analysen lassen über 1000 unterschiedliche Arten erkennen, pro Mensch sind es zwei- bis fünfhundert in einer höchst individuellen Mischung.
Das Mikroben-Organ im Darm spaltet unverdauliche Nahrung auf, liefert Vitamine, regt den Darm zu mehr Bewegung an, hilft der Darmschleimhaut zu regenerieren, hält Krankheitskeime fern und baut Giftstoffe ab. Jede Bakterienart hat ihren eigenen Fortpflanzungszyklus, ihren eigenen Stoffwechsel und tritt mit den bakteriellen Mitbewohnern des Darms, dem Nervengeflecht des Darms oder dem Immunsystem in Wechselwirkung.
Die Stabilität dieser Interaktion ist entscheidend, wobei es sich um ein dynamisches Gleichgewicht handelt. Die Bakterien können sogar die Gehirnleistungen ihres Wirtes beeinflussen.
Der Darm als Immunorgan und Kommunikationsgigant
Der Darm ist das mächtigste Immunorgan des Körpers. 70 Prozent der Immunabwehr werden im Darm organisiert. Die Darmschleimhaut stellt die größte Kontaktfläche des Körpers zur Außenwelt dar und ist mit bakterientötenden Eiweißen imprägniert. In der Darmwand sitzen Millionen Abwehrzellen des Immunsystems.
Die Immunzellen im Bauch kommunizieren nicht nur mit Billionen Bakterien, sondern auch mit den Nervenzellen. Die Abwehrzellen des Immunsystems in der Darmwand produzieren bis zu 70 verschiedene Botenstoffe, auf die die Nervenzellen mit elektrischen Signalen reagieren. Umgekehrt können Darm-Nervenzellen auch das Immunsystem beeinflussen und Entzündungen unterbinden.
Lesen Sie auch: Magen-Darm-Infekt und krampfartige Schmerzen – Wie lange dauert es?
Der Darm muss giftige Nahrungseiweiße und feindliche Bakterien abwehren, gleichzeitig aber nahrhafte Eiweiße aufschließen und symbiontische Bakterien tolerieren. Das Immunsystem kann wenige hoch pathogene Keime wie Salmonellen leicht von befreundeten Kommensalen unterscheiden. Ansonsten erkennt das Darm-Immunsystem Freund und Feind möglicherweise nicht anhand des Aussehens, sondern anhand des Standorts.
Entzündungen im Darm: Nicht immer schädlich
Entzündungen im Darm gelten heute nicht mehr per se als krank. Schwere chronische Entzündungen sind immer hochgradig gefährlich, aber einzelne entzündliche Prozesse oder Abwehrfunktionen spielen eine große Rolle in der initialen Fähigkeit des Darms, sich gegen Eindringlinge zu wehren und den Darm dicht zu halten.
Wissenschaftler bezeichnen das permanente, niedrige Level an Entzündungsreaktionen im Darm heute als "Homöostase", ein fließendes Gleichgewicht zwischen ruhig und alarmiert. Dieses Wechselspiel unterschiedlicher Immunzellen im Darm reguliert entzündliche Signalprozesse. Ohne Entzündungen würde unser Immunsystem überhaupt nicht erkennen, dass eine gewisse Infektion vorliegt.
Stuhltransplantation: Eine uralte Therapie im neuen Fokus
Die immense Bedeutung der Darmbakterien rückt die Stuhltransplantation, die in der chinesischen Medizin schon vor über 1000 Jahren praktiziert wurde, neu in den Fokus. Die mit dem Kot verpflanzten Bakterien bauen ein gesundes neues Ökosystem im Empfänger auf.
Von dieser Therapie profitieren Patienten mit schweren Clostridium-difficile-Infektionen, einem der häufigsten Krankenhauskeime. Über 90 Prozent können mit einer Stuhltransplantation rasch und nachhaltig geheilt werden, während die antibakteriellen Standardmedikamente kaum Besserung bringen.
Die Darm-Hirn-Achse und ihre Auswirkungen auf Psyche und Wohlbefinden
Der Darm und die darin angesiedelten Darmbakterien beeinflussen unser Gehirn und sollen sogar an der Ablesung und Transkription unserer Gene beteiligt sein. Interessanterweise befindet sich in unserem Bauchbereich die zweitgrößte Ansammlung an Nervenzellen unseres Körpers.
Der Darm arbeitet selbstständig und steuert alle Verdauungsvorgänge, die Bauchdurchblutung, die Darmbewegung und sogar einen Teil des Immunsystems. Er nimmt Informationen auf, verarbeitet sie und leitet sie über den Vagus-Nerv, den Hauptnerv unseres vegetativen Nervensystems, ans Gehirn weiter. 90 % der Kommunikation wird vom Bauch gesteuert und nur 10 % der Signale stammen aus dem Gehirn.
Forscher geben zu, dass wir heute weit mehr über die Funktion des Gehirns und der Nervenzellen wissen, als über den Darm und sein Mikrobiom.
Die Rolle des Mikrobioms bei der Neurotransmitterproduktion
Unser Körper nutzt einen Teil der Darm-Metaboliten für die Produktion von Neurotransmittern, und das bereits vor Ort - direkt im Darm. Die produzierten Neurotransmitter können somit direkt und indirekt über die Darm-Hirn-Achse auf unser Gehirn und unsere Psyche wirken.
Unsere Darmbakterien haben einen Einfluss auf unsere Emotionen, unser Gedächtnis und unsere Motivation. Serotonin, unser körpereigenes Glückshormon, wird zu großen Teilen im Darm produziert. Das Darmbakterium Bifido infantis wird mit der Produktion von L-Tryptophan in Verbindung gebracht, dem Grundbaustein für unser Serotonin. 95 % des Serotonins entsteht im Darm und nicht im Gehirn.
GABA (Gamma-Amino-Buttersäure) ist einer unserer beruhigenden Neurotransmitter. Unser Körper nutzt GABA, um sich selbst zu beruhigen, Stress zu reduzieren und unseren Schlaf zu verbessern.
Ist ein Mikrobiom aus der Balance, kann dies die Produktion der Neurotransmittervorstufen maßgeblich beeinflussen und Auswirkungen auf die Emotionen, die Stimmungen und unsere Handlungsimpulse haben.
Stress und seine Auswirkungen auf das Mikrobiom
Dauerbelastungen und Stress können sich negativ auf unsere Darmbakterien auswirken und das Bakteriengleichgewicht aus dem Takt bringen. Dies bewirkt, dass unser Körper vermehrt Cortisol ausschüttet, was zu anhaltender Anspannung führt. Auch unsere Schnellstresshormone Adrenalin und Noradrenalin haben zahlreiche Effekte auf unser Darm-Mikrobiom.
Die "gestressten" Darmbakterien produzieren weniger oder gar kein L-Tryptophan mehr und können das vorhandene L-Tryptophan auch schlechter in Serotonin umwandeln. Dies beeinflusst die Stimmungslage.
Neuro-Inflammation und Depressionen
Durch Entzündung kommt es zu einer Fehlverstoffwechselung von L-Tryptophan. L-Tryptophan wird nicht über 5-HTP zu Serotonin und Melatonin verstoffwechselt, sondern nimmt einen parallelen Stoffwechselpfad und wird über Kynurenin zu Quinolinsäure umgebaut. Quinolinsäure wirkt proentzündlich im Körper und im Gehirn.
Nahrungsmittelunverträglichkeiten können die Entzündungsneigung fördern und zur Ausschüttung von proentzündlichen Botenstoffen, sogenannten Zytokinen, führen.
Neuro-Inflammation spielt eine große Rolle bei Depressionen.
Die Bedeutung eines gesunden Darms für die psychische Gesundheit
Neben der optimalen Versorgung mit Vitalstoffen gehört zur Behandlung von psychischen Erkrankungen auch immer eine Sanierung des Darmes dazu. Sanierung bedeutet Bestandsaufnahme, ursachenorientiert aufarbeiten und reorganisieren.
Langfristig ist es nötig, sich um den Darm zu kümmern, um wieder auf den eigenen Körper vertrauen zu können und die körpereigenen Regulationsmechanismen zu nutzen.
Der Darm als Grenze zwischen Innen und Außen
In der integrativen Physiologie betrachtet man den Dünndarm als Grenze zwischen außerhalb vom Körper (im Darm) und innerhalb des Körpers. Der Darm erfüllt dort die vergleichbare Funktion (z.B. Abwehr von Krankheitserregern) wie die Haut an der sichtbaren Außengrenze.
Im Dünndarm wird entschieden, welche Stoffe im Darm verbleiben müssen, um im weiteren Verlauf z.B. ausgeschieden zu werden und welche Stoffe über die Darmschleimhaut aufgenommen werden, um dem Körper als Energieträger, Baustoffe und Schutzstoffe zur Verfügung zu stehen.
Die gesamte Oberfläche des Dünndarms beträgt 250-400m². Damit der Dünndarm seine wichtige Funktion - die Aufnahme der Nahrungsbestandteile - erfüllen kann, muss der Nahrungsbrei vom Mund beginnend bis zum Dünndarm entsprechend durch Enzyme, Salzsäure des Magens u.a. Stoffe vorverdaut werden. Schutz für Vitalität und Gesundheit hängen von der Enzymreserve ab, die nur eine natürliche Ernährung sichern kann.
Das Enterische Nervensystem (ENS)
Die Verdauungsfunktionen werden vom enterischen Nervensystem (ENS) reguliert. Das ENS ist nach dem Gehirn das zweitgrößte neurologische Organ unseres Körpers und spielt eine zentrale Rolle bei der Kontrolle verschiedener Funktionen, von der Verdauungsmotorik (Magen-Darmentleerung, Kolontransit) über die Darmbarriere bis hin zur Nährstoffaufnahme.
Das ENS ist ein komplexes Kommunikationssystem zwischen Nervenzellen, Darm und anderen Organen im Körper. Es besteht aus zwei Nervengeflechten, die in die Darmwand eingebettet sind und unabhängig vom Zentral-Nerven-System arbeiten. Je nachdem, was die äußeren oder inneren Einflüsse erfordern, stellen sie Energiereserven in Phasen von Kampf oder Flucht (körperlicher oder seelischer Stress) bereit oder sorgen für ein Auffüllen der Energiespeicher und Wachstum. Im Enterischen Nervensystem selbst werden mehr als 25 verschiedene Neurotransmitter (z.B. Serotonin) gebildet.
Dieses System stellt das Immunsystem im Verdauungstrakt dar. Bei Überlastung oder Fehlinterpretation von Gefahren, kann es hier zu Entzündungen, allergischen Reaktionen und Unverträglichkeiten kommen.
Die Mikrobiota und ihre Bedeutung für die Gesundheit
Die Mikrobiota beschreibt die Gesamtheit der Wirkung der lebenden Organismen (Bakterien, Viren, Pilze, Parasiten) im Menschen. Dieses mikrobielle Ökosystem besteht aus ca. 100 Billionen Mikroorganismen, die sich in ihrer Zusammensetzung von Mensch zu Mensch unterscheiden. Zusätzlich findet man in der menschlichen Darmflora Gene, die als Mikrobiome bezeichnet werden. Diese wirken sich beim Menschen auf das unbewusste emotionale und soziale Verhalten und kognitive Funktionen wie z.B. Gedächtnis, Lernen und Kreativität aus.
Beim Durchtritt durch den Geburtskanal wird das Neugeborene mit der Mikrobiota der Mutter konfrontiert, einer gesunden Auswahl an Bakterienstämmen, die idealerweise mit dem Stillen fortgesetzt wird. Bei mit Kaiserschnitt geborenen Kindern werden diese stärker mit Bakterienstämmen aus der Umwelt, statt mit denen der Mutter konfrontiert.
Die Mikrobiota kann in jedem Alter durch äußere Einflüsse wie z.B. Stress, Ernährung, pathogene Mikroorganismen und Medikamente wie z.B. Antibiotika verändert werden.
Die Rolle der Ernährung für das ENS und die Entstehung von Adipositas
Eine zucker- und fettreiche Diät kann den Verlust an ENS-Neuronen vorbeugen, während diese Nervenzellen bei den Kontrolltieren im Laufe der Zeit verschwinden. Diese Diät verhindert die natürliche Entwicklung des ENS und hindert den Verdauungstrakt daran, sich an eine entsprechende Diät im Erwachsenenalter anzupassen.
Bei den Tieren, die eine zucker- und fettreiche Diät erhalten, verläuft die Magenentleerung zu schnell im Vergleich zu den Kontrolltieren. Dadurch nehmen die Sättigungssignale ab und die Nahrungsaufnahme wird erhöht, was die Adipositas-Entwicklung begünstigen könnte.
tags: #darm #zweitgrobtes #nervensystem