"Das liegt mir schwer im Magen", "Schmetterlinge im Bauch haben" oder "das entscheide ich aus dem Bauch heraus" - diese Redewendungen sind mehr als nur bildhafte Sprache. Sie spiegeln eine tiefe Verbindung zwischen unserem Darm und unserem Gehirn wider, die in der modernen Forschung immer deutlicher wird. Die Darm-Hirn-Achse, eine bidirektionale Kommunikationsstraße zwischen diesen beiden Organen, spielt eine Schlüsselrolle für unsere körperliche und geistige Gesundheit.
Was ist die Darm-Hirn-Achse?
Die Darm-Hirn-Achse beschreibt die enge und wechselseitige Beziehung zwischen dem Darm und dem Gehirn. Beide Organe existieren nicht isoliert voneinander, sondern tauschen sich direkt miteinander aus. Ihr Darm nimmt eine Schlüsselrolle bei der Kommunikation in Ihrem Körper ein. Ermöglicht wird diese Kommunikation hauptsächlich durch den Vagusnerv, einen Hirnnerv, der vom Bauchraum bis zum Hirnstamm reicht. Die Darm-Hirn-Achse nutzt diesen Nerv, um wichtige Botschaften zu übermitteln.
Warum dieser Teil des Verdauungstrakts so wichtig ist, zeigt ein Blick auf die neuronalen Fähigkeiten. Allein im Darm befinden sich 100 Millionen Nervenzellen, die das sogenannte enterische Nervensystem bilden. 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.
Wie kommunizieren Darm und Gehirn?
Der Informationsaustausch zwischen Darm und Gehirn erfolgt über verschiedene Signalwege:
- Nerval: Direkt über Nervenbahnen, insbesondere den Vagusnerv.
- Immunologisch: Über das Immunsystem.
- Endokrinologisch: Über Hormone.
- Metabolisch: Über Stoffwechselprodukte, die von den Bakterien der Darmflora gebildet werden.
Noch ist nicht abschließend geklärt, auf welche Weise genau Darmbakterien die Kommunikation bereichern.
Lesen Sie auch: Faszination Nesseltiere: Wie sie ohne Gehirn leben
Serotonin beeinflusst die Signalverarbeitung
Ihr Darm, genauer gesagt die Darmzellen, stellen große Mengen des Glückshormons Serotonin her.
Zytokine beeinflussen die Neurophysiologie
Zytokine sind Proteine, die eine Kommunikation zwischen Zellen ermöglichen. Das Mikrobiom bzw. unsere Darmbakterien können die Immunzellen zur Zytokin-Produktion bewegen.
Die Rolle der Darmflora (intestinale Mikrobiota)
Die Darmflora, auch bekannt als intestinale Mikrobiota, spielt eine besondere Rolle in der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn. Sie ist essenziell für die Gesundheit des Darms und des gesamten Organismus. Die Bakterien der Darmflora scheinen zentral an der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn beteiligt zu sein. Hierbei spielen vor allem die von den Darmbakterien produzierten Stoffwechselprodukte eine Rolle. Zu diesen Stoffwechselprodukten zählen biochemische und neuroaktive Botenstoffe, wie z. B. kurzkettige Fettsäuren oder Neurotransmitter wie Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und Serotonin (auch bekannt als Glückshormon). Da die Bakterien der Darmflora, d. h. der intestinalen Mikrobiota, direkt an der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn beteiligt sind, wird in der Forschung mittlerweile oft nicht nur von der Darm-Hirn-Achse, sondern von der Mikrobiota-Darm-Hirn-Achse gesprochen.
Die Darmflora beeinflusst die Produktion von Neurotransmittern, die Stimmung, Verhalten und Kognition beeinflussen können. Sie produziert auch kurzkettige Fettsäuren, die Entzündungen reduzieren und die Darmgesundheit fördern. 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.
Auswirkungen einer gestörten Darm-Hirn-Achse
Eine Störung der Darm-Hirn-Achse kann sich negativ auf das allgemeine Stressempfinden sowie die Psyche auswirken. Mittlerweile wird eine Störung der Darm-Hirn-Achse mit diversen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Hierzu zählen z. B. das Reizdarmsyndrom, stressbedingte Erkrankungen sowie teils psychische Erkrankungen wie Depression oder neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer. Welche Rolle die Darmbakterien hierbei genau spielen, ist derzeit Gegenstand intensiver Forschung.
Lesen Sie auch: Lesen Sie mehr über die neuesten Fortschritte in der Neurowissenschaft.
Vor allem bei Depressionen ist es auffällig, dass Patientinnen häufig eine gastrointestinale Erkrankung bzw. eine veränderte Bakterienzusammensetzung im Darm aufweisen.7,8 Studien legen nahe, dass Patientinnen mit Depressionen Veränderungen in der Darmflora aufweisen.
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 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.
Eine veränderte Motilität (Bewegungsfähigkeit) des Darmes kann Ausdruck einer Vorläuferphase der Parkinsonerkrankung sein bevor klinische Beschwerden einsetzen. 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.
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.
Die Darm-Haut-Achse und die Darm-Lungen-Achse
Über das Blut- und Lymphsystem ist der Darm mit allen Schleimhäuten des Körpers sowie auch anderen Organsystemen verbunden. Heute ist bekannt, dass der Darm über verschiedene Kommunikationswege, beispielsweise über seine enge Verknüpfung mit dem Immunsystem, auch entfernte Organe, wie das Gehirn, die Haut oder die Lunge, beeinflussen kann.
Lesen Sie auch: Tinnitus und Gehirnaktivität: Ein detaillierter Einblick
Die Gesundheit des Darms kann sich direkt auf die Haut auswirken. Verschiedene Erkrankungen, die eigentlich im Darm ihren Ursprung haben, können sich daher auch an der Haut bemerkbar machen. Zu diesen Erkrankungen zählen z. B. chronisch-entzündliche Darmerkrankungen oder auch die Zöliakie. Darüber hinaus wurde bei verschiedenen Hauterkrankungen beobachtet, dass diese oftmals mit einer Störung des Darms einhergehen. So wurde beispielsweise ein Zusammenhang zwischen der entzündlichen Hauterkrankung Neurodermitis (atopische Dermatitis) und einer gestörten Darmflora aufgezeigt. Ein ungesunder Lebensstil, Stress sowie Medikamente können den Darm und seine Bewohner negativ beeinflussen und ihn aus dem Gleichgewicht bringen.
Für den Schutz der Atemwege ist ein zuverlässiges Immunsystem sehr wichtig. Hierbei spielt der Darm eine zentrale Rolle, denn etwa 80 % der aktiven Immunzellen befinden sich im Darm. Über das Blut- und Lymphsystem gelangen die Immunzellen von dort an ihre Einsatzorte, so auch in die Lunge. Der Darm und die Lunge sollten daher im Idealfall gut zusammenarbeiten. Die Verbindung zwischen dem Darm und der Lunge wird auch als Darm-Lungen-Achse bezeichnet.
Wie kann man die Darm-Hirn-Achse positiv beeinflussen?
Experteninnen beschäftigen sich 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.
- Probiotika und Präbiotika: Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die, wenn sie in ausreichender Menge verabreicht werden, einen gesundheitlichen Nutzen haben können. Probiotika sind auch in verschiedene Essigsorten, Joghurt oder Kombucha enthalten und gehören somit zur gesunden Ernährung. Zusätzlich kann ein hochwertiges Innobioticum zum Darmflora-Aufbau, wie Innovall (R) DAILY biotic+, einen wichtigen Beitrag leisten. 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.
- 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. Auf der Basis dieser Vorarbeiten konnte mit Frau Prof. Herpertz-Dahlmann als Koordinatorin und Herrn PD Dr. Seitz als Co-PI ein europäischer ERA-NET NEURON Forschungsverbund zusammen mit Prof. Baines (MPI Evolutionäre Mikrobiologie Kiel), Prof. Karwautz (KJP Wien), Prof. Adan (Translationale Neurowissenschaften Universität Utrecht) und Prof. von Elburg (Psychiatrie Universität Utrecht) und Prof. Fetissov (Neuroendokrinologie, Rouen und Physiologie St. Petersburg) eingeworben werden. Dieser umfasst eine Beobachtungsstudie zum Mikrobiom und zwei klinische RCT’s zur Wirkung von Probiotika und Omega-3 Fettsäuren auf das Mikrobiom bei AN im longitudinalen Verlauf über 1 Jahr mit jeweils entsprechenden Versuchen am Tiermodell inklusive Tier-MRT und optogenetischen Versuchsanordnungen.
Forschung und Ausblick
Die Forschung zur Darm-Hirn-Achse steht noch am Anfang, aber die bisherigen Erkenntnisse sind vielversprechend. Wissenschaftler arbeiten daran, die genauen Mechanismen der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn besser zu verstehen und neue Therapieansätze für verschiedene Erkrankungen zu entwickeln. 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.
Das EKFK ist eins von fünf Programmen für forschungsinteressierte Ärztinnen und Ärzte mit unterschiedlichen Themenschwerpunkten, die die Medizinischen Fakultät der CAU mit dem Exzellenzcluster PMI und dem UKSH etabliert haben. Die Programme ermöglichen eine strukturierte Facharztweiterbildung, sichern die klinische und wissenschaftliche Qualifizierung und bieten gleichzeitig Freiraum für die Forschung.
tags: #gehirn #und #darm #verwechselt