Einführung
Lange Zeit wurde der Darm lediglich als Organ für die Verdauung betrachtet. Doch die Wissenschaft hat in den letzten Jahren erstaunliche Entdeckungen gemacht, die das Verständnis des Darms revolutioniert haben. Forscher haben herausgefunden, dass sich in der Darmwand rund 200 Millionen Nervenzellen befinden, was ihn zu einem komplexen Nervensystem macht, das oft als "Bauchhirn" bezeichnet wird. Dieses enterische Nervensystem (ENS) kommuniziert ständig mit dem Gehirn im Kopf und beeinflusst nicht nur die Verdauung, sondern auch unsere Emotionen, unser Verhalten und sogar unsere Entscheidungen. Der Dialog zwischen Bauch und Kopf eröffnet ungeahnte therapeutische Möglichkeiten und wirft ein neues Licht auf neurologische Erkrankungen und psychische Gesundheit.
Das enterische Nervensystem: Ein komplexes Netzwerk
Vor einigen Jahren entdeckten Forscher, dass sich ca. 200 Millionen Nervenzellen auf der Innenseite unserer Darmwand befinden. Das sind an einem Ort so viele Nervenzellen, wie sie ein gewöhnliches Haustier besitzt. Das Netz der Nervenzellen in unserem Magen-Darm-Trakt nennt sich das enterische Nervensystem, das in unserem Kopf das zentrale Nervensystem. Die Meinungen darüber, welches das erste und welches das zweite Gehirn sei, gehen bei dieser Diskussion weit auseinander. Eine These ist, dass unser enterisches Nervensystem, also unser Bauch, unser erstes Gehirn sei.
Was evolutionär mit einem Verdauungskanal oder -schlauch begann, entwickelte sich zu einem komplexen Kommunikationssystem, welches bis heute noch immer nicht ganz erforscht ist.
Das ENS ist zentral für alle Aspekte der Verdauung und Darmbeweglichkeit. Mit seinen mehr als 100 Millionen Neuronen ist das ENS sogar größer als das Nervensystem im Rückenmark.
Die Darm-Hirn-Achse: Eine bidirektionale Kommunikation
Beide Nervensysteme kommunizieren über den Nervus Vagus (dem größten parasympathischen Nerv) und über den Blutkreislauf. Sie „sprechen“ dieselbe Sprache. Diese Kommunikation nennt man Neurotransmission. Einer der Übermittler (Transmitter) ist das bekannte Serotonin. Es wird zu 95 % im Magen-Darmbereich produziert, ist im Bauch für den Rhythmus der Darmtätigkeit und die Regulation des Immunsystems zuständig und steuert im Kopf das Wohlbefinden und unsere Gefühle.
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Der Vagusnerv ist das wichtigste Glasfaserkabel der Darm-Hirn-Autobahn. Er leitet sowohl sensorische Informationen aus dem Darm zum Gehirn als auch beruhigende „entzündungshemmende“ Signale zurück. Bei der Huntington-Krankheit scheint ein niedriger Vagustonus, ein Zeichen für eine verminderte Nervenaktivität, bereits 20 Jahre vor den motorischen Symptomen vorhanden zu sein. Ein niedriger Tonus könnte Entzündungen verschlimmern und wurde mit Depressionen in Verbindung gebracht, einem häufigen Symptom von Huntington. Forscher fragen sich, ob die Stimulation des Vagusnervs eines Tages ein therapeutischer Weg sein könnte.
Die Darm-Hirn-Achse ist die Verbindung zwischen Darm und Gehirn. Beide Organe existieren nämlich nicht isoliert voneinander, sondern tauschen sich direkt miteinander aus. Möglich macht das der sogenannte Vagusnerv. Die Darm-Hirn-Achse nutzt diesen Hirnnerv, der vom Bauchraum bis hin zum Hirnstamm reicht, um ihre wichtigen Botschaften zu übermitteln.
Ihr Darm nimmt eine Schlüsselrolle bei der Kommunikation in Ihrem Körper ein. Warum der Teil des Verdauungstrakts so wichtig ist, zeigt ein Blick auf die neuronalen Fähigkeiten. 100 Millionen Nervenzellen befinden sich alleine im Darm und formen das sogenannte enterische Nervensystem. Das ist der Grund dafür, warum der Verdauungstrakt auch den Namen „zweites Gehirn“ oder „Bauchhirn“ trägt. Genau diese Nervenzellen ermöglichen gemeinsam mit dem Vagusnerv die Unterhaltung zwischen dem zentralen Nervensystem und dem Magen-Darm-Trakt.
Das Mikrobiom: Eine Billionen-Gemeinschaft im Darm
Über die beiden „Gehirne“ hinaus gibt es auch noch die dritte spannende Welt der Bakterien in unserem Organismus, genannt das Mikrobiom! Wir haben mehr Bakterien (über 100 Milliarden) als Zellen in unserem Körper. Es sind kleine Universen oder Biotope, die Einfluss auf unsere Stimmungen, unseren Gesundheitszustand und sogar auf unsere Persönlichkeit und unsere Entscheidungen haben.
Bis zu 1,5 Kilogramm wiegen die Bakterien bei jedem Menschen, das entspricht rund 100 Billionen Exemplaren. Etwa 1.000 Arten wurden bisher entschlüsselt. Die Wissenschaftlerin erforscht seit Jahren mit ihrem Mann Justin Sonnenburg das Mikrobiom des Menschen. „Die Gesamtheit aller Darmbakterien ist vergleichbar mit dem komplexen Ökosystem eines Regenwalds“, sagt die Forscherin. „So wie die verschiedenen Spezies in einem Ökosystem interagieren auch Mikroben in unserem Darm, wodurch das System stabil bleibt. Für das Mikrobiom gilt: Je mehr unterschiedliche Bakterien im Darm vorkommen, die wichtige Moleküle produzieren, desto besser ist es um die Gesundheit bestellt.
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Sie sind klein, aber sie sind viele: Auf bis zu 100 Billionen wird die Zahl der Mikroorganismen in unserem Darm geschätzt. Dr. Im und auf dem menschlichen Körper leben Billionen von Mikroorganismen. Die mit Abstand höchste Bakteriendichte findet sich im Darm.
Einfluss des Mikrobioms auf die Gesundheit
Fehlen gewisse Arten, löst das zum Beispiel ein Reizdarmsyndrom aus - darüber hinaus kann es aber auch zu Diabetes, Allergien, Multipler Sklerose oder einer Depression kommen. „Wir finden immer mehr Beweise, dass Hormone, die im Darm freigesetzt werden, unsere Hirnplastizität, einschließlich der Ausbildung neuer Neuronen, beeinflussen“, sagt John Cryan.
Unterschiedliche neurologische Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer, Depressionen oder Autismus können in einer Darmbiopsie festgestellt werden. Das gleicht einer medizinischen Sensation, die den betroffenen Patienten in Zukunft eine gefährliche Gehirnbiopsie ersparen könnte. Der Darm bzw. der Bauch können wie ein "Fenster zum Gehirn“ begriffen werden.
Das Mikrobiom und psychische Gesundheit
Auch auf unsere Stimmung und sogar auf Charaktereigenschaften kann sich das Mikrobiom mutmaßlich auswirken. Verschiedene Studien mit Ratten und Mäusen zeigen, dass das Mikrobiom für das individuelle Angst-Level entscheidend ist. So sind Mäuse, die in keimfreier Umgebung aufgezogen wurden und daher kein eigenes Mikrobiom haben, anscheinend weniger ängstlich als normale Mäuse. Auch die Zusammensetzung des Mikrobioms spielt eine Rolle: Mäuse, die mit krankheitserregenden Bakterien infiziert sind, sind etwa ängstlicher. Behandelt man diese Mäuse mit probiotischen Bakterien, geht ihr durch Entzündungen und Infektionen ursprünglich erhöhtes Angst-Level zurück. „Beim Tier gibt es bereits sehr gute Hinweise darauf, dass das Mikrobiom Verhalten und Stimmung beeinflusst“, fasst Dr. Florian Reichmann den Forschungsstand zusammen. „Beim Menschen gibt es ebenfalls erste Hinweise, dass zum Beispiel Probiotika gegen depressive Verstimmungen helfen könnten“, so Reichmann.
Studien legen nahe, dass Patient*innen mit Depressionen Veränderungen in der Darmflora aufweisen.
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Das Mikrobiom und neurologische Erkrankungen
Bei Menschen mit der Huntington-Krankheit kann es jedoch zu Veränderungen in ihrem Mikrobiom kommen, die zum Fortschreiten der Krankheit beitragen können. Das fehlerhafte Protein der Huntington-Krankheit, das erweiterte Huntingtin (HTT), befindet sich nicht nur im Gehirn, sondern überall, auch im Darm. Dieses weit verbreitete Vorhandensein könnte dazu beitragen, dass Menschen mit Huntington häufig Symptome in anderen Körperteilen als dem Gehirn haben, darunter Magen-Darm-Probleme wie chronischer Durchfall, Verstopfung, Inkontinenz und schlechte Nährstoffaufnahme.
Die Huntington-Krankheit betrifft zwar in erster Linie das Gehirn, aber die genetische Veränderung, die die Krankheit verursacht, ist in jeder Zelle des Körpers vorhanden. Aus diesem Grund hat sie Einflüsse außerhalb des Gehirns, auch im Darm. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Veränderungen der Darmmikroben, undichte Barrieren, Entzündungen und Nervensignale zum Fortschreiten der Erkrankung beitragen können. Ein kürzlich veröffentlichter Überblick über die Forschung zeigt die „Darm-Hirn-Autobahn“ bei Huntington auf und verdeutlicht, wo der Verkehr reibungslos fließt, wo er blockiert ist und wo „Umleitungen“ neue Behandlungsmöglichkeiten bieten könnten.
Faktoren, die das Mikrobiom beeinflussen
Sowohl Krankheitserreger als auch Antibiotika schädigen das Mikrobiom. In den ersten Lebensjahren formt sich die individuelle Zusammensetzung. Bekommt ein Kind Antibiotika, kann sich das auf das Mikrobiom im Erwachsenenalter auswirken. Auch Kaiserschnittkinder haben laut Studien ein weniger abwechslungsreiches Mikrobiom. Der Grund: Sie kommen bei der Geburt nicht mit dem Vaginalschleim der Mutter in Berührung, der für ein gutes Mikrobiom-Starter-Kit sorgt. Neben diesen Faktoren bestimmt zudem die Ernährung das (Un-)Gleichgewicht des Mikrobioms: Zu viel Zucker, Fett, Alkohol und Zusatzstoffe schädigen es.
Wie das so einflussreiche Mikrobiom eines Menschen genau beschaffen ist, hängt von vielen unterschiedlichen Faktoren ab. „Das Mikrobiom ist so individuell wie ein Fingerabdruck“, sagt Dr. Florian Reichmann. Neben den Genen bestimmen Umweltfaktoren, welche Mikroben uns besiedeln. Mit den ersten Bakterien kommt der Mensch neuesten Studien zufolge schon im Mutterleib in Berührung, bei der Geburt folgt dann intensiver Kontakt mit den Mikroorganismen der Mutter. Danach entscheiden zum Beispiel die Anzahl der Geschwister, die Hygienebedingungen, Infektionen, eingenommene Medikamente und die Ernährung über das Mikrobiom.
Ernährung und Mikrobiom
Durch unser Essverhalten können wir die Zusammensetzung der Bakterien also beeinflussen. Greifen wir etwa häufig zu Fast Food, ist unsere Darmflora weniger vielfältig, wie Tim Spector, Professor für genetische Epidemiologie am King’s College in London mit einem originellen Experiment zeigte. Mit seinem 23-jährigen Sohn Tom verabredete Spector, dass dieser sich 10 Tage lang nur von Fast Food ernähren sollte. Dabei finanzierte der Vater nicht nur sämtliche MacDonalds-Mahlzeiten, sondern auch die Analyse von Stuhlproben vor, während und nach der Spezial-Diät. Die drastische Bilanz der Auswertung durch die Cornell University in den USA und das per Crowdfunding finanzierte British Gut Project: Vor der Fast-Food-Kur waren in Tom Spectors Darm etwa 3.500 verschiedene Bakterien zu finden. Danach waren 1.300 dieser Spezies ausgestorben.
Aitak Farzi von der Universität Graz bewies in einer Studie, dass sich Mäuse, die mit Fast Food gefüttert wurden, eher zurückziehen als ihre mit Ballaststoffen genährten Artgenossen. Das Mikrobiom unterschied sich - und beeinflusste das Sozialverhalten.
Was sollte man aber essen, damit das Mikrobiom von vornherein so divers wie möglich bleibt? Hinweise fand Justin Sonnenburg in Tansania: Der dortige Stamm der Hadza, einer aus rund 1.000 Menschen bestehenden Volksgruppe, zeichnet sich durch ein sehr abwechslungsreiches Mikrobiom aus. „Das liegt vor allem an der hohen Konzentration an Ballaststoffen in der Nahrung“, so Sonnenburg. Chronische Darmerkrankungen oder Diabetes gibt es dort praktisch nicht.
Wie relevant Ballaststoffe sind, belegte auch Erica Sonnenburg: In einem Versuch zeigte sie nicht nur, dass Mäuse durch Ballaststoffe ein ausgeprägteres Mikrobiom besitzen. Sie bewies auch, dass sich ein gestörtes Mikrobiom vererbt - über vier Generationen. „Unser Experiment erklärt, wie sich Volkskrankheiten durch unsere westliche Lebensart ausbreiten.
Was Ballaststoffe so wichtig macht, sind die enthaltenen Präbiotika: Die nicht verdaulichen Bestandteile, die etwa in Zwiebeln, Chicorée oder Artischocken vorkommen, dienen Bakterien der Gattungen Lactobacillus und Bifidobacterium als Nahrung. Damit fördern Präbiotika Wachstum und Aktivität der Bakterien im Darm - und so die Gesundheit. Daneben spielen Probiotika eine Rolle: Bakterien, die in Joghurt oder Kimchi enthalten sind.
„Was gesunde Ernährung heißt, ist inzwischen bewiesen“, resümiert Erica Sonnenburg: „Obst und Gemüse, Nüsse, Samen, pflanzliche Fette, dafür wenige tierische Produkte, wenig Zucker und industrialisiertes Essen.
Medikamente und Mikrobiom
Eine Studie des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie in Heidelberg und des MetaHIT-Konsortiums aus dem Jahr 2015 könnte den Grund dafür aufgedeckt haben: Die Behandlungsweise der Diabetespatienten kann Erkenntnisse über deren Mikrobiom stark verfälschen. Wie die Studie zeigte, beeinflusst das am häufigsten verschriebene Diabetes-Medikament Metformin das Mikrobiom viel stärker als die Krankheit selbst. Die Forscher verglichen Stuhlproben von mehr als 700 Personen, darunter Diabetes 2-Patienten und gesunde Probanden. Anhand der Zusammensetzung der Mikroben ließ sich nicht mit Sicherheit bestimmen, ob eine Person erkrankt war oder nicht. Nur wenn ein Diabetes-Patient Metformin nahm, war er eindeutig als Erkrankter zuzuordnen. Sein Mikrobiom enthielt dann eine andere Bakterien-Zusammensetzung als das gesunder Probanden oder von Patienten, die kein Metformin nahmen. Diese Veränderungen des Mikrobioms könnten sowohl für unangenehme Nebenwirkungen des Medikaments wie Durchfall, Blähungen oder Übelkeit verantwortlich sein, andererseits aber auch die gewünschten Effekte des Antidiabetikums miterzeugen. Die Erkenntnisse der Forscher könnten dabei helfen, Nebenwirkungen künftig zu minimieren.
Therapeutische Möglichkeiten
Die dabei gewonnen Erkenntnisse eröffnen ungeahnte therapeutische Möglichkeiten.
In unser Praxis bei Temedos® bieten wir sowohl eine klärende Untersuchung der Darmflora mithilfe der Mikrobiologischen Darmdiagnostik an, als auch deren Unterstützung mithilfe der Mikrobiologischen Therapie. Das ist eine sinnvolle Kombination alternativer und komplementärmedizinischer Methoden. Sie sind eine wirkungsvolle Ergänzung zur wissenschaftlich fundierten Diagnostik und der Therapie.
Ernährung als Therapie
Tatsächlich beschäftigen sich Expertinnen intensiv damit, wie die Darm-Hirn-Achse und der zugehörige Kommunikationskanal positiv beeinflusst werden kann. In verschiedenen Studien zeigten Forscherinnen, dass Nährstoffe in der Lage sind, die Darm-Hirn-Achse positiv zu beeinflussen. Womöglich fühlen Sie sich mit einer angepassten Darm-Hirn-Achsen-Ernährung sogar wohler.
Omega-3-Fettsäuren: Indirekt leisten auch wertvolle Fettsäuren 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.
Probiotika und Präbiotika
Probiotika und Präbiotika: Probiotika sind allgemein definiert als lebende Mikroorganismen, die, wenn sie in ausreichender Menge verabreicht werden, einen gesundheitlichen Nutzen haben können. Ein Probiotikum, dessen Dosierung eine tatsächlich durch Studien belegte Wirksamkeit bei verschiedenen Krankheitsbildern hat, wird als evidenzbasiert bezeichnet (auch: Innobioticum). Probiotika sind auch in verschiedene Essigsorten, Joghurt oder Kombucha enthalten und gehören somit zur gesunden Ernährung.
Wie bereits erwähnt, ist eine gesunde Darmflora besonders kontaktfreudig. Nützliche Darmbakterien tragen zur Kommunikation bei, indem sie beispielsweise Botenstoffe herstellen. Ein ausgewogenes Mikrobiom zeichnet sich durch eine Vielzahl an nützlichen Bakterienstämmen aus, die alle miteinander und mit unserem Nervenkostüm interagieren. Wie ein großes Netzwerk. Die Aufrechterhaltung und die Heranreifung einer gesunden Darmflora (Darmaufbau, Darmsanierung) können Sie durch eine ballaststoffreiche Ernährung unterstützen.
Stuhltransplantation
Ist das Mikrobiom dauerhaft geschädigt, braucht es mitunter aber mehr als gesunde Ernährung - die Zuführung von Bakterien wird zum Beispiel in Form von Stuhltransplantationen durchgeführt. Dabei wird Patienten der Stuhl eines gesunden Menschen verabreicht - aufbereitet als Einlauf oder Kapseln. Heilmethoden dieser Art eröffnen ein völlig neues Feld in der Medizin, in der nicht Symptome behandelt, sondern Bakterien verabreicht werden, damit das sich regenerierende Mikrobiom Krankheiten lindert. Eine körpereigene Apotheke also.
Psychobiotika
Vor allem in Bezug auf die Psyche soll künftig die Gabe sogenannter Psychobiotika helfen: Jene Bakterien, deren Mangel Krankheiten wie Depressionen auslöst, könnten so als Medikament verabreicht werden. Seit mehr als einem Jahrzehnt forscht der Neurologe mit seinem irischen Kollegen Ted Dinan intensiv über die Bedeutung des Mikrobioms für das Hirn. Parallel dazu häufen sich weltweit Initiativen und Zusammenschlüsse wie das Human Microbiome Project in den USA, Hochschulen wie die Universität Wien gründen neue Fakultäten zur Erforschung des Mikrobioms. Gemeinsames Ziel: „Die Erkenntnisse, die wir vorwiegend aus Tierversuchen gewonnen haben, möchten wir jetzt auf den Menschen übertragen“, so Cryan.