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Deutsche und amerikanische Forscher haben eine wichtige Verbindung zwischen Gehirn und Darm aufgedeckt, die erklären könnte, wie psychische Zustände das Darmmikrobiom beeinflussen.
Dass es über die Darm-Hirn-Achse eine neuroendokrinologische Kommunikation zwischen Darm und dem Gehrin gibt, ist bekannt. Nun konnten Forscher der Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York und des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik in Tübingen in einer Studie eine wichtige Verbindung zwischen Gehirn und Darm aufdecken. Sie erklärt, wie psychische Zustände das Darmmikrobiom beeinflussen und dadurch Immunprobleme und andere Krankheiten auslösen können. Die jetzt in der Fachzeitschrift Cell veröffentlichte Arbeit führt aus, dass das Gehirn über die Brunner-Drüsen im Dünndarm die Zusammensetzung des Darmmikrobioms beeinflusst. Dieses neue Verständnis der komplexen Mechanismen, über die sich psychische Zustände auf die körperliche Gesundheit auswirken können, zeigt neue Möglichkeiten für therapeutische Interventionen auf, etwa bei entzündlichen Darmerkrankungen.
Keine Einbahnstraße
Der ständige Austausch, in dem Sich Darm und Gehirn befinden, geht in beide Richtungen. Dass beispielsweise psychischer Stress die Anzahl nützlicher Bakterien im Darm verringert, ist bekannt. Nur das Wie war bisher noch nicht erforscht. Eben diesen neuronalen Schaltkreis hat das Forscherteam nun identifiziert. Verantwortlich sind die sogenannten Brunner-Drüsen im oberen Abschnitt des Dünndarms. Sie sondern Schleim ab, der die Darmwand auskleidet und als Substrat für das Wachstum nützlicher Darmbakterien dient. Mäuse, denen die Brunner-Drüsen entfernt wurden, wiesen laut der Studie eine geringere Anzahl von Laktobazillen im Darm auf. Diese Bakteriengattung kommt im Dünndarm vieler Tiere, einschließlich des Menschen, normalerweise reichlich vor. Die Folge der reduzierten Bakterienzahl: Die Mäuse starben häufiger an Darminfektionen und zeigten verschiedene Anzeichen systemischer Entzündung.
Amygdala-Darm-Verbindung
Ebenfalls eine neue Erkenntnis aus der Studie: Die Gehirn reguliert die Aktivität der Brunner-Drüsen über den Vagusnerv. Dieser Nerv, ein wichtiger Teil des parasympathischen Nervensystems, steuert viele Organsysteme im gesamten Körper und spielt eine Schlüsselrolle bei Ruhe und Entspannung. Er verbindet die Brunner-Drüsen mit der Amygdala, einem Gehirnareal, das für emotionale Reaktionen zuständig ist. Bei Furcht oder Ängstlichkeit reduziert die Amygdala ihre Aktivität und sendet weniger Signale an den Vagusnerv. Infolgedessen sondern die Brunner-Drüsen weniger Schleim ab, was wiederum die Immunität beeinträchtigt.
Wurden die Mäuse chronischem Stress ausgesetzt, hatte dies die gleichen Auswirkungen auf die Zusammensetzung ihres Mikrobioms und ihre allgemeine Gesundheit wie die chirurgische Entfernung der Drüsen. „Die Brunner-Drüsen sind wichtiger als bislang angenommen“, kommentiert Erstautor Hao Chang von der Icahn School of Medicine. „Dieses einzigartige, vom Vagusnerv gesteuerte System stellt eine direkte Verbindung vom Gehirn zum Darmmikrobiom her.“
Mögliche Therapienansätze
Die Ergebnisse könnten erklären, warum psychosozialer Stress die Wahrscheinlichkeit einer Infektionserkrankung erhöht. Gleichzeitig bieten sie neue Möglichkeiten, dem entgegenzuwirken: Die Stimulation der Amygdala oder alternativ des Vagusnervs der gestressten Mäuse genügte, um die Schleimsekretion zu normalisieren und die Auswirkungen des Stresses auf Darmmikrobiom und Immunität zu kompensieren. Die Gabe von Probiotika war ebenfalls ausreichend, um die negativen Folgen der psychischen Belastung wettzumachen.
Die Publikation wird unser Verständnis der Beziehungen zwischen mentaler Verfassung, Darmgesundheit und Immunität grundlegend verändern, ist das Team überzeugt. Indem sie einen konkreten Mechanismus aufzeigt, wie das Gehirn das Darmmikrobiom steuert, liefert sie eine Erklärung für den bereits gut belegten Zusammenhang von psychischen Störungen wie Angst und Depression einerseits und Magen-Darm- sowie Immunerkrankungen andererseits. Die Forscher sind nun an der klinischen Anwendung ihrer Erkenntnisse interessiert: „Wir glauben, dass die Drüsen wichtige Mediatoren bei entzündlichen Darmerkrankungen sein könnten“, sagt Hauptautor Ivan de Araujo vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik. „Ihre weitere Erforschung könnte neue Erkenntnisse über Krankheitsmechanismen und mögliche Therapien liefern.“
