Der Darm kann das Gehirn bestimmen. Unsere Erkenntnis wurde wieder einmal auf den Kopf gestellt, nicht wahr?

Kürzlich enthüllte ein Wissenschaftlerteam des Pasteur-Instituts in Frankreich und anderer Institutionen in einer neuen, in Science veröffentlichten Studie die mysteriöse Verbindung zwischen Gehirn und Darmbakterien. In einem Mausmodell stellten sie fest, dass hypothalamische Neuronen Veränderungen der bakteriellen Aktivität im Darm direkt erkennen und auf Grundlage dieser Veränderungen physiologische Prozesse wie Appetit und Körpertemperatur regulieren können.

Dies ist ein weiterer Artikel zur Darm-Hirn-Achse. Es stelle sich heraus, dass es sich um einen „unklaren Mechanismus, Darmflora“ (Unentschlossenheit, Quantenmechanik) handele. Heute werde ich mit Ihnen darüber sprechen, wie Darmmikroben das menschliche Gehirn beeinflussen.

01. Darmflora und Darm-Hirn-Achse

Die Darmflora ist mit der des Menschen verwandt. Darmmikroorganismen sind eine riesige Gruppe in unserem menschlichen Körper. Wie groß sind diese Mikroorganismen? Unvollständigen Statistiken zufolge gibt es im menschlichen Körper mehr als 1.000 Arten von Darmmikroorganismen. Sie erfüllen unterschiedliche Funktionen und ihre Zahl ist riesig, fast einhundert Billionen. Diese Zahl übersteigt bei weitem die Zahl der Zellen im menschlichen Körper und ist hunderttausendfach höher als die Gesamtzahl aller Menschen. Wissenschaftler sprechen deshalb vom zweiten Genom des menschlichen Körpers.

Es bildet mit unserem menschlichen Körper ein vollständiges, für beide Seiten vorteilhaftes System. Sie können nicht nur dabei helfen, das Eindringen fremder Krankheitserreger abzuwehren, sondern auch Immunglobuline absondern, um dem menschlichen Körper zu helfen, die Immunität zu verbessern. Sie können beispielsweise die Physiologie des menschlichen Körpers regulieren, indem sie die Reparatur beschädigter Schleimhäute fördern. Darüber hinaus fördern Darmmikroorganismen die Verdauung und Aufnahme im Darm und helfen beim Abbau einiger Zucker.

Aber ist das alles?

Einer der modernsten Bereiche unserer Zeit: die Darm-Hirn-Achse.

Natürlich handelt es sich bei der Darm-Hirn-Achse hier nicht um den direkten Einfluss des Darms auf das Gehirn, wie in einigen alten Büchern angenommen wird, sondern um ein Konzept aus der Mikrobiologie.

Die Darm-Hirn-Achse wird einfach wie folgt definiert

Die Darm-Hirn-Achse bezeichnet die wechselseitige Signalgebung und Verbindung zwischen Darm und Gehirn, die hauptsächlich mit Darmmikroorganismen zusammenhängt.

02. Zell-Darm-Hirn-Achse und Autismus

Hier stellen wir zunächst die Problematik der Darm-Hirn-Achse am Beispiel einer im renommierten Biologie-Journal CELL veröffentlichten Studie vor. Der Titel der Studie lautet „Menschliche Darmmikrobiota von Autismus-Spektrum-Störungen fördern Verhaltenssymptome bei Mäusen“. Ich glaube, dass viele Leute nach dem Lesen des Titels die Forschungsfrage dieses Artikels grob erraten können: Die Darmmikroorganismen autistischer Patienten können bei Mäusen Autismus verursachen.

Stellen Sie die Forschung des Autors kurz vor.

Als erstes Forschungsmaterial wählten die Autoren spezielle keimfreie Mäuse, bei denen der Einfluss körpereigener Darmmikroorganismen der Mäuse weitestgehend vermieden werden konnte. Gleichzeitig wurden zwei Personengruppen ausgewählt: Patienten mit Autismus-Spektrum-Störung (Autism spectrum disorder, ASD) und normale Personen (typischerweise entwickelnd, TD). Anstatt diese Menschen jedoch direkt zu untersuchen, wurde ihr Stuhl entnommen, da sich im Stuhl eine große Anzahl von Mikroorganismen befindet. Anschließend wurde eine formelle Studie durchgeführt, bei der der Kot der beiden Patientengruppen in keimfreie Mäuse transplantiert und das Verhalten der Mäuse beobachtet wurde.

Wie erwartet wiesen die Fäkalien von Mäusen autistischer Patienten und normaler Menschen erhebliche Unterschiede auf. Die Mäuse, denen autistische Patienten transplantiert worden waren, zeigten offensichtliche Symptome, die denen des menschlichen Autismus ähnelten, wie etwa eine Zunahme repetitiver Verhaltensweisen und eine Schwächung der Bewegungs- und Kommunikationsfähigkeiten. Darüber hinaus wird dieses Verhalten an die nächste Generation weitergegeben.

Man kann sagen, dass dies einen Punkt eindeutig bestätigt: Darmmikroorganismen haben einen direkten Einfluss auf das Gehirn.

Der Grund dafür ist, dass Metaboliten die Genexpression beeinflussen, wie etwa GABA- und Glycinrezeptor-Agonisten/-Inhibitoren, die mit Autismus in Verbindung stehen.

03. Wissenschaft – Die Darm-Hirn-Achse wirkt auf die Nerven

Wenn die obige Studie zeigt, dass die Darm-Hirn-Achse einige Komponenten des Autismus beeinflusst, dann zeigt dieser Artikel, dass die Darmflora die Neuronen beeinflusst.

Lassen Sie uns zunächst ein Bild machen, um den Prozess des gesamten Artikels vorzustellen

Dieses Diagramm zeigt die Regulierung des Stoffwechsels durch die Darm-Hirn-Achse.

Als die Mäuse Nahrung aufnahmen, begann sich die mikrobielle Darmflora auszubreiten, was wiederum zu einer Zunahme der Zellwandpeptide führte. Diese Komponenten gelangten dann ins Gehirn und zielten auf einen Teil der transplantierten hypothalamischen Neuronen.

Dieser Teil reduziert die neuronale Aktivität und hilft dadurch, das Sättigungsgefühl und die Körpertemperatur der Maus zu regulieren.

Im Einzelnen ist es so einfach. Sie fanden heraus, dass der Schlüsselfaktor dieser Regulierung Nod2 (Nukleotidoligomerisierungsdomäne 2, was sich anfühlt, als würde man Call of Duty spielen) heißt.

Die obige Abbildung zeigt die Expression von Nod2 im Gehirn und Darm.

Das Nod2 im Hypothalamus kann an der Regulierung von Körpergewicht und Körpertemperatur beteiligt sein

04. Bedeutung der Forschung

Da das Gehirn den Zustand der Darmmikroorganismen wahrnehmen kann, denken viele Menschen wahrscheinlich zuerst ans Abnehmen.

Allerdings gab es bereits Studien zur Stuhltransplantation, bei der die Darmflora einer dünnen Person in den Magen einer dicken Person transplantiert wird, wodurch die Person an Gewicht verliert.

Aber ich schätze, viele Leute werden sich dagegen wehren.

Dieser Artikel geht davon aus, dass die Nerven im Gehirn die Darmflora wahrnehmen, was eine weitere Idee liefert, nämlich die Möglichkeit, den menschlichen Stoffwechsel durch die Beeinflussung der Darmflora zu regulieren. Ein Eingriff in die Darmflora ist beispielsweise durch den Einsatz von Probiotika möglich, die den Typ der Darmflora anpassen und so letztlich auch das Gehirn beeinflussen können.

Natürlich kann auch umgekehrt die Darmflora über das Gehirn reguliert werden, wie beispielsweise bei manchen Patienten mit Magen-Darm-Erkrankungen.

Es ist eigentlich ziemlich attraktiv, sowohl psychische Erkrankungen als auch Magen-Darm-Probleme gleichzeitig zu lösen.

Natürlich ist dies eine sehr ferne Zukunft.