Wissenschaft

Darm an Hirn

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Wissenschaft
Simon Koechlin
Ausgabe
2024/2728
DOI:
https://doi.org/10.4414/saez.2024.1415892555
Schweiz Ärzteztg. 2024;105(27–28):62-63

Publiziert am 03.07.2024

Austausch
Der Darm verdaut nicht nur Nahrung, er kommuniziert auch mit dem Gehirn. Wie diese sogenannte Darm-Hirn-Achse funktioniert, beginnt die Forschung erst gerade zu verstehen. Was sich bereits abzeichnet: Auch die mentale Gesundheit hängt damit zusammen.
Die Signale aus dem Darm könnten Auswirkungen auf die Psyche haben. Erste Forschungsarbeiten assoziieren sie mit degenerativen Hirnerkrankungen oder psychiatrischen Störungen wie Depression.
© Kateryna Chyzhevska / Dreamstime
Das Gehirn ist die Steuerzentrale des Körpers. Doch es ist kein Alleinherrscher, sondern wird seinerseits beeinflusst ‒ zum Beispiel vom Verdauungstrakt. Der Darm unterhält so etwas wie eine Standleitung zum Gehirn. «Es gibt verschiedene Mechanismen, die den Darm mit dem Gehirn verbinden», sagt Dr. med. Timur Liwinski. Er ist klinischer Wissenschaftler an den Universitären Psychiatrischen Kliniken (UPK) Basel und erforscht das Zusammenspiel von Ernährung, Darmgesundheit und psychischen Erkrankungen. Der Hauptkommunikationskanal ist der Nervus vagus. 70 bis 80% seiner Fasern führten von unten nach oben – also vom Darm zum Hirn, sagt Liwinski. Auch über das Immun- und das Hormonsystem kommunizieren Darm und Hirn.
Eine entscheidende Rolle bei dieser Kommunikation spielen die Milliarden von Bakterien, welche den Magen-Darm-Trakt besiedeln. «Darmbakterien beeinflussen beispielsweise das Immunsystem im Darm – und dieses nimmt Einfluss auf das Immunsystem im Hirn», sagt Liwinski. Zudem produzieren die Mikrobiota Botenstoffe und andere Stoffwechselprodukte, die beispielsweise über die Blutgefässe ins Gehirn gelangen und dort Signalwirkung entfalten.

Kausale Studien fehlen

Neue, schnelle DNA-Sequenzierungsmethoden haben es erst ermöglicht, das Mikrobiom und die Darm-Hirn-Achse genauer zu untersuchen. «Die Forschung zu dem Thema ist in den letzten 15 Jahren explodiert», sagt PD Dr. sc. nat. Salome Kurth, Assistenzprofessorin am Departement für Psychologie der Universität Fribourg. Sie erforscht, wie die Entwicklung des Darmmikrobioms bei Kleinkindern mit ihrem Schlaf und ihrer Hirnentwicklung zusammenhängt.
Die Signale aus dem Darm könnten bisher ungeahnte Auswirkungen auf die Psyche haben. Erste Forschungsarbeiten assoziieren sie mit degenerativen Hirnerkrankungen [1] oder psychiatrischen Störungen wie Depression [2, 3]. Man dürfe allerdings den momentanen Wissensstand nicht überschätzen, sagt Timur Liwinski. «Wir wissen noch viel zu wenig. Es gibt Korrelationen und einige gute Studien am Tiermodell, aber kausale Studien beim Menschen fehlen weitgehend.»

Dr. sc. nat. Salome Kurth

Assistenzprofessorin am Departement für Psychologie der Universität Fribourg

«Wer sein Mikrobiom pflegt und regelmässige Schlafzeiten einhält, tut etwas für Darm und Hirn gleichzeitig.»

Zu den wenigen Studien, die einen kausalen Zusammenhang aufzeigen, zählt eine, die an den UPK Basel durchgeführt wurde. Sie wies nach, dass Probiotika – Mischungen von lebenden Darmbakterien – die Wirkung von Antidepressiva unterstützen und Depressionen mildern können [4]. Liwinski, der nicht an der Studie beteiligt war, glaubt allerdings nicht, dass Probiotika Antidepressiva in Zukunft ersetzen können. «Dafür ist ihre Wirkung nicht stark genug und wir verstehen sie zu wenig.» So sei unklar, was den Effekt verursache: die gesteigerte Mikrobenvielfalt, die Interaktion mit anderen Darmbakterien oder gar ein einzelner Metabolit, den ein Darmbakterium produziert?

Die Vorteile fermentierter Lebensmittel

Vielversprechendere Therapieoptionen sind laut ihm Präbiotika, also Darmbakterien-Nahrung, und Postbiotika, von Darmbakterien produzierte Stoffwechselprodukte. Beide lassen sich dem Körper durch entsprechende Ernährung zuführen. Fermentierte Lebensmittel wie Sauerkraut sind sogar Prä-, Pro- und Postbiotika in einem: Sie enthalten Nährstoffe für Darmbakterien, fermentierende Bakterien und durch die bakterielle Vorverdauung auch Metaboliten wie den Neurotransmitter GABA, der bei vielen psychischen Störungen eine Rolle zu spielen scheint.
Unter Liwinskis Leitung läuft an den UPK eine Studie, welche die ketogene Diät, eine kohlenhydratarme, fettreiche Ernährungsweise, als medizinische Massnahme bei Depressionen untersucht. «Die ketogene Diät ist umstritten und wir haben nicht genügend Daten, um sie für die breite Bevölkerung zu empfehlen», sagt Liwinski. Aber es gebe klare Hinweise darauf, dass sie gegen verschiedene psychiatrische Erkrankungen wirken könnte.

Dr. med. Timur Liwinski

Klinischer Wissenschaftler, Universitäre Psychiatrische Kliniken (UPK) Basel

«Die wenigsten Medizinerinnen und Mediziner fragen ihre Patienten beim Erstgespräch nach ihrer Ernährung. Das sollten wir ändern.»

Darmflora und Schlafrhythmus

Salome Kurth wiederum hat in einer Studie bei Säuglingen einen Zusammenhang zwischen dem Mikrobiom, das sich ungefähr in den ersten drei Lebensjahren aufbaut, und Schlafmustern entdeckt [5]. Säuglinge, deren Darmbakterien-Profil im Alter von drei Monaten weniger vielfältig war, schliefen tagsüber besonders viel – sie hatten also auch ein unreiferes Schlafverhalten. Zudem fand sie heraus, dass Kinder, die sehr regelmässig assen, nachts weniger oft aufwachten [6]. Kurth vermutet, dass auch dies mit dem Mikrobiom zusammenhängt: Die Aktivität von bis zu 30% der Darmbakterien folgt einem Tagesrhythmus. Eine regelmässige Ernährung könnte diesen Takt begünstigen – und so über das Mikrobiom die Etablierung des zirkadianen Rhythmus unterstützen.
Kurth startet nun gemeinsam mit Forschenden der ETH Zürich, des Kantonsspitals Fribourg und des Kinderspitals Zentralschweiz eine Interventionsstudie. Einem Teil der voraussichtlich 380 teilnehmenden Kleinkinder wird eine Mischung aus Probiotika und Präbiotika verabreicht [7]. «Wir wollen herausfinden, ob solche Synbiotika die Schlafregulation und die Gesundheitsentwicklung der Kinder, zum Beispiel die Absenz von Allergien, unterstützen können», sagt Kurth.
Noch ist es zu früh für wissenschaftlich abgestützte Empfehlungen, wie die Pflege der Darmbakterien die Hirnentwicklung und -gesundheit fördern kann. Zugelassene Therapien existieren noch nicht. Doch es werde immer klarer, wie wichtig ganzheitliche Behandlungen seien, sagt Salome Kurth. «Wer sein Mikrobiom pflegt und regelmässige Schlafzeiten einhält, tut etwas für Darm und Hirn gleichzeitig.» Die Ernährung, ergänzt Timur Liwinski, sei ein entscheidender Faktor, um Darmmikrobiom, Hirn und den ganzen Körper gesund zu halten. «Die wenigsten Medizinerinnen und Mediziner fragen ihre Patientinnen und Patienten beim Erstgespräch nach ihrer Ernährung. Das sollten wir ändern.»

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