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Der Einfluss des Darmmikrobioms auf die Gehirnentwicklung

Hausarbeit 2019 19 Seiten

Biologie - Neurobiologie

Leseprobe

INHALTSVERZEICHNIS

1. Einleitung

2. Mikrobiom-Darm-Gehirn-Achse
2.1. Kommunikationswege zwischen Mikrobiom und Gehirn
2.1.1. Kommunikationsweg: Vagusnerv
2.1.2. Kommunikationsweg: Immunglobuline
2.1.3. Kommunikationsweg: Limbisches System
2.1.4. Kommunikationsweg: Serotonin - Tryptophan
2.1.5. Kommunikationsweg: Hormonsynthese
2.2. Mikrobiom und Hirnentwicklung
2.2.1. Kindheitstrauma
2.2.2. Frühkindliche Entwicklung
2.2.3.Stress wahrend der Schwangerschaft
2.2.4. Hygienehypothese
2.2.5. Verhaltensanderung
2.3. Mikrobiom und neuropsychische Erkrankungen
2.3.1. Chronisches Erschöpfungssyndrom
2.3.2. Reizdarmsyndrom
2.3.3. Depression
2.3.3.1.Stress und Angst
2.3.3.2.Stimmung
2.3.4. Autismus
2.4. Mikrobiom und Autoimmunerkrankungen
2.4.1. Arthritis
2.4.2. Multiple Sklerose
2.4.2.1. Padiatrische Multiple Sklerose
2.4.3. Parkinson
2.4.4. Alzheimer
2.4.5. Makuladegeneration
2.4.6. HIV
2.5. Mikrobiom und Stoffwechselerkrankungen
2.5.1. Adipositas und Diabetes Typ II
2.6. Mikrobiom und Ernahrungsfaktoren
2.6.1. Fett und Zucker
2.6.2. Probiotika
2.6.3. Ballaststoffe
2.6.4. Antibiotika

3 Abschluss

Literaturverzeichnis

1. EINLEITUNG

In den asiatischen Landern ist es schon seit Jahrhunderten bekannt, dass fermentierte Getranke wie Kumis (saure Pferdemilch), Kefir (saure Kuhmilch) und Wasserkefir (Pilzkultur) eine positive, reinigende Wirkung auf unsere Eingeweide haben, wie Mikroorganismen auch mit unserem Gehirn in Beziehung stehen, will diese Ausführung aufzeigen.

Unser Darmmikrobiom umfasst ca. 100 Billionen Bakterien sowie andere kleinste Mikroorganismen wie Viren und mindestens genauso viele Zellen wie wir Menschen (Sender, Fuchs & Milo, 2016).

Keimfreie Mause zeigen unvorsichtiges Verhalten und ein erhöhtes Turnover wichtiger Neuronen des Striatums. Dieses Phanomen lasst sich erst in darauffolgender Generation in normales, vorsichtiges Verhalten zurückführen (Heijtz, Wang, Anuar, Qian, Björkholm, Samuelsson, et al., 2011). Das ist nur eine der vielen Studien, die unser Blick auf unser Darmmikrobiom richten soll.

Laut Martin, Osadchiy, Kalani, and Mayer (2018) wurde in den letzten Jahren durch viele Studien, vor allem mit Mausversuchen, gezeigt, dass unser Darmmikrobiom auf unser Gehirn Einfluss hat und zu unserer Gesundheit bzw. Krankheit, unter anderem im Bereich der Psyche und Kognition, beitragt.

Nehmen unsere Mikroorganismen also tatsachlich einen enormen Einfluss auf unsere Gehirnentwicklung?

2. MIKROBIOM-DARM-GEHIRN-ACHSE

Die Forscher Cryan und Dinan (2012) und auch viele weitere, die nachfolgend genannt werden, zeigen in ihrer Arbeit die verschiedenen Wege der Kommunikation zwischen Darm und Gehirn, die auch 'Mikrobiom-Darm-Gehirn-Achse' genannt wird, auf.

Auch Skonieczna-Zydecka, Marlicz, Misera, Koulaouzidis und Loniewski (2018) sehen eine bidirektionale Verbindung zwischen Magen-Darm-Trakt und Zentralem Nervensystem (ZNS) und benennen diese „Gut-Brain-Axis“. Neuronale, endokrine und immunologische Mechanismen werden durch Substanzen aus dem Darmmikrobiom beeinflusst. Somit werden Struktur und Funktion der Hirnregionen, die für Emotionen, Kognition und körperlicher Aktivitat zustandig sind, mitbestimmt.

Stimmungsschwankungen und depressive Störungen, sowie gastrointestinale (GI) Erkrankungen, wurden mit Mikrobiomveranderungen in Zusammenhang gebracht.

2.1. Kommunikationswege zwischen Mikrobiom und Gehirn

Die Kommunikation zwischen Darm und Gehirn lauft über die Nervenverbindungen des Rückenmarks, den Nervus vagus, das enterische Nervensystem (ENS) und auch über das Darmmikrobiom (durch Herstellung von Neurotransmitter aus unserer Nahrung, die durch Chemorezeptoren mit dem Gehirn interagieren) ab (Cryan & Dinan, 2012).

Nachfolgend werden einige der Verbindungsmöglichkeiten aufgezeigt.

2.1.1. Kommunikationsweg: Vagusnerv

Dass der Nervus vagus eine Verbindung zwischen Gehirn und Darm herstellt, wurde durch eine Salmonelleninfektion dargestellt. Die Aktivierung eines entsprechenden Hirnareals blieb bei der Infektion aus, nachdem der Vagusnerv der Versuchstiere durchtrennt wurde (Riley, Neal-McKinney, Buelow, Konkel & Simasko, 2013).

2.1.2. Kommunikationsweg: Immunglobuline

Zudem zeigen Cryan und Dinan (2012) Unterschiede in der Neuronenanzahl von keimfreien und normalgehaltenen Mausen im Gehirn auf. Aufgrund ihrer Forschungen sehen sie eine Beeinflussung von Bakterien auf die Regulation der Blut-Hirn-Schranke, Neurogenese und Aktivierung der immunologischen Mikroglia im Gehirn.

2.1.3. Kommunikationsweg: Limbisches System

Die Struktur des limbischen Systems wird von Biologen immer wieder unterschiedlich zusammengefasst und beschrieben (Kramer, 2010). Nach Rötzer (2013) gehen die meisten Wissenschaftler jedoch davon aus, dass die Amygdala und die Brücke samt ihren Auswirkungen auf Gedachtnis, Emotionen, Motivation und Lernen, zu den Strukturen des limbischen Systems gehören. Da in diesem Bereich der Neurotransmitter Serotonin wirkt, hat folglich unser Mikrobiom über die Tryptophanherstellung hier wohl den gröBten Einfluss auf unser Gehirn.

2.1.4. Kommunikationsweg: Serotonin - Tryptophan

Da der Serotoninspiegel im Blut bei keimfreien Mausen durch Gabe von gesunden Stuhlkeimen erhöht und durch Antibiotika wieder gesenkt wurde, sehen Hata, Asano, Yoshihara, Kimura-Todani, Miyata, Zhang, et al. (2017) eine Ursache-Wirkungs- Beziehung zwischen Darmflora und Gehirn.

Für unser Gedachtnis und das Lernen ist nicht zuletzt eine stabile Psyche von groBer Wichtigkeit. Da Serotonin bekanntlich als sog. Glückshormon gilt, möchte ich nun etwas naher darauf eingehen. Serotonin wird in groBen Mengen im Darm hergestellt, da es aber nicht die Blut-Hirn-Schranke passieren kann, wirkt nur das im Gehirn produzierte Serotonin reduzierend auf Impulsivitat, Aggressivitat, Angst und Hunger. Jedoch wird die Vorstufe Tryptophan durch unser Mikrobiom hergestellt (O'Mahony, Clarke, Borre, Dinan & Cryan, 2015). Diese kann die Blut-Hirn-Schranke passieren und wird im Gehirn zu Serotonin umgebaut, wo es seine Wirkung entfalten kann. Somit hangt unsere Psyche auch, oder ich würde betonen, gerade von einer Symbiose des Darmmikrobioms ab.

Das Bifidobacterium infantis ist ebenfalls für die Produktion und Sekretion der Vorstufe Tryptophan, welches im Gehirn zu Serotonin umgebaut wird, zustandig. Melatonin ist das wichtigste Schlafhormon, dass aus Serotonin gebildet wird und für einen erholsamen Schlaf zur vollen Leistungsfahigkeit unerlasslich (Lyte, 2013).

2.1.5. Kommunikationsweg: Hormonsynthese

Die Peptidase-Aktivitat, die den Abbau von Hormonen für Appetit, Nahrungsaufnahme und Gewichtszunahme übernimmt, stammt laut Olivares M., Schüppel V., Hassan A.M., Beaumont, Neyrinck, Bindels, et al. (2018) Studien zufolge, von Bakterien ab.

2.2. Mikrobiom und Hirnentwicklung

Schon bei der Geburt übertragt die Mutter ihr Mikrobiom auf das Neugeborene. In diesem Zusammenhang vermuten Zijlmans, Korpela, Riksen-Walraven, de Vos und de Weerth (2015), dass Mütter bei Stress, bestimmter Medikamenteneinnahme und Krankheit dem werdenden Kind eine disharmonische Darmmikrobiota übertragen. Dies sehen die Wissenschaftler als Mitverursacher von neurologischen, psychischen und kognitiven Einschrankungen.

2.2.1. Kindheitstrauma

Eine Forschergruppe, bestehend aus Labus, Hollister, Jacobs, Kirbach, Oezguen und Gupta, et al. (2017), sieht zwischen einem frühen Kindheitstrauma und Veranderungen in Struktur und Funktion des Gehirns, sowie des Darmmikrobioms eine Verknüpfung. Möglicherweise ist eine Rückkoppelung an das Gehirn vorhanden; dabei reagiert der sensorische Kortex auf Darmsignale viel sensibler, wie es auch bei dem Reizdarmsyndrom der Fall ist.

2.2.2. Frühkindliche Entwicklung

„MyNewGut“ ist ein Fünfjahresprojekt zur Untersuchung des Einflusses der Darmbakterien. Unter anderem wirkten auch Rampelli, Candelaa, Turronia, Biagia, Pflueger, Wolters, et al. (2016) an der Studie mit und fanden heraus, dass eine bestimmte Zusammensetzung des Darmmikrobioms im frühen Lebensalter auf Übergewicht und Stressanfalligkeit im Jugendalter schlieBen lasst. Ebenso wirken sich Kaiserschnittgeburten negativ auf Entzündungsparameter und persönliche Stressantwort des Kindes aus und führen zu Übergewicht.

Die jüngste Studie der Forscher Gao, Salzwedel, Carlson, Xia, Azcarate-Peril, Styner, et al. (2019) ergab, mittels Scanhirnuntersuchungen an 39 Einjahrigen, Verbindungen zwischen der Mikrobenvielfalt und der Amygdala, dem Thalamus, dem sensomotorischem Cortex, sowie dem unterem parietalen Lobus. Ergebnisse deuten darauf hin, dass die frühe Entwicklung des Temperaments und der Kognition in Verbindung zu dem Mikrobiom stehen.

2.2.3. Stress wahrend der Schwangerschaft

Sind werdende Mütter gestresst, was am Speichelkortisol und durch Fragebögen gemessen wird, haben nach Zijlmans, Korpela, Riksen-Walraven, de Vos und de Weerth, (2015) ihre Babys mehr pathogene Keime; Stuhlproben von 56 Neugeborenen belegen diese These. Bleibt dieses Ungleichgewicht weiterhin bestehen, entwickeln die Kinder allergische Reaktionen und Darmprobleme, was wiederum zu psychischen und körperlichen Einschrankungen des heranwachsenden Kindes führen kann.

Wahrend der Geburt übertragt die Mutter ihre Lactobazillen auf das Neugeborene. Die Lactobazillen sind für die normale Darmflora, die Immunreife, den Stoffwechsel, sowie die normale Neuroentwicklung des Kindes, unerlasslich. Störungen des mütterlichen Ökosystems durch Stress haben zur Folge, dass besonders bei mannlichen 7 Versuchstierbabys Störungen in Energiebilanz und im Aminosaurenprofil vorlagen. Ein weiterer Versuch, aufzuzeigen, dass Bakterien auf unser Verhalten Einfluss nehmen, unternahm die Forschergruppe Jasarevic, Howerton, Howard und Bale (2015), indem sie Vaginabakterien von gestressten Mausemüttern, den Jungtieren, die durch Kaiserschnitt entbunden wurden, zufütterten. Die Mausebabys der nicht gestressten Mütter, denen aber die Vaginabakterien gestresster Mütter zugeführt wurden, zeigten nun die gleiche Neuroentwicklung, wie die Jungtiere der tatsachlich gestressten Mausemütter, auf.

2.2.4. Hygienehypothese

Die Forscher Rook, Lowry und Raison (2013) stellen die Hygiene-Hypothese auf, dass Menschen in den Industrielandern Autoimmunerkrankungen, Allergien, Adipositas, Depressionen und chronisch entzündliche Darmerkrankungen vermehrt bekommen, da ihnen durch übermaBige Hygiene Mikroorganismen fehlen. Ihre These belegten sie anhand von Einwanderern, die vor allem in der nachsten Generation die eben genannten Erkrankungen gehauft bekamen. AuBerdem beschrieben die Wissenschaftler, dass Entzündungsparameter für psychiatrische Störungen sowie die Gehirnentwicklung ausschlaggebend seien und Stimmung, Kognition und Sozialverhalten darüber mitbestimmt würden.

2.2.5. Verhaltensanderung

Collins, Kassam und Bercik (2013) haben herausgefunden, dass sich durch Bakterienübertragung von Maus zu Maus sogar das Verhalten der jeweiligen übertragen lasst. So implizierten den Stuhlgang neugieriger Mause in weniger neugierige und bemerkten dabei, dass die eher passiven Mause aktiver und neugieriger wurden. Es gelang ihnen also, Verhaltenseigenschaftsanderung mittels Stuhltransplantation zu bewirken.

2.3. Mikrobiom und neuropsychische Erkrankungen

Dass auch neuropsychische Erkrankungen wie Depression und Autismus in den ursachlichen Verdacht der Mikrobiomdysbiose kamen, verdanken wir Forschern wie Dinan, Stanton, Long-Smith, Kennedy, Cryan, Cowan, et al. (2018). Depressionsartige Symptome, die durch eine frühe Trennung von der Mutterratte ausgelöst wurden, konnten durch Gabe von Bifidobacterium infantis wieder gelindert und ein höherer Spiegel des Neurotransmitters Noradrenalin herbeigeführt werden.

2.3.1. Chronisches Erschöpfungssyndrom

Nagy-Szakal, Williams, Mishra, Che, Lee, Bateman, et al. (2017) führten eine Studie durch, die sich mit dem chronischen Erschöpfungssyndrom (CFS) befasste. Symptome dieser Erkrankung sind kognitiver Leistungsverlust, Schlafprobleme, Lymphknotenschwellung und diverse Schmerzen. Ursachlich werden virale Überlastung, Distress oder Hormon- und Immunsystemfunktionsstörungen vermutet. Fast alle Patienten mit CFS haben gleichzeitig auch das Reizdarmsyndrom RDS und deshalb untersuchten die Forscher jetzt auch den Zusammenhang zum Darmmikrobiom. Hierbei stellte sich heraus, dass der Stuhl der 50 getesteten erkrankten Patienten erhebliche Unterschiede zu dem, der gesunden Probanden aufwiesen.

2.3.2. Reizdarmsyndrom

Laut De Palma, Lynch, Lu, Dang, Deng, Jury, et al. (2017) fanden sich bei Versuchen mit Mausen, denen Fakalien von Reizdarmpatienten verabreicht wurden, Durchfallsymptomatik, angstliches Verhalten und Funktionsstörungen der Darmbarriere. Somit wiesen sie nach, dass bestimmte Mikrobenparameter im Stuhl zu Reizdarmsymptomatik und Verhaltensanderung führen können.

Eine weitere Forschergruppe, bestehend aus Labus, Hollister, Jacobs, Kirbach, Oezguen, Gupta, et.al. (2017) fand heraus, dass Reizdarmpatienten mit frühem Kindheitstrauma und langerer Reizdarmsymptomatik im Gegensatz zu denen mit kürzlich auftretendem Reizdarmsyndrom RDS unterschiedliche Darmmikrobiome aufwiesen. Ebenso fanden sie auch Unterschiede in der Gehirnstruktur für Verarbeitung von Sinneseindrücken der beiden Probandengruppen. Bei den vor kurzem an RDS erkrankten Personen gab es hingegen keinen signifikanten Unterschied zur gesunden Probandengruppe.

2.3.3. Depression

Im Rahmen des „MyNewGut“ Projekts wurden verschiedene Ernahrungsformen an Versuchstieren untersucht. Dabei ergab sich bei der Ernahrung mit überwiegend gesattigten Fettsauren eine naheliegende Neigung zur Fettleibigkeit aber eben auch zu depressiven Symptomen, die bei Antibiotikagabe allerdings wieder verschwanden. 9 Somit könnten Rückschlüsse auf einen Zusammenhang von depressiver Neigung und Mikrobiom gezogen werden. (Agusti, Moya-Pérez, Campillo, Montserrat-de la Paz, Cerrudo, Perez-Villalba, et al., 2018)

2.3.3.1. Stress und Angst

Wang, Lee, Braun und Enck (2016) zeigten auf, dass bestimmte Bakterienarten, wie z. B. Lactobacillus und Bifidobacterium, die Stresshormone z. B. Cortisol senken können. Keimfreie Mause zeigen ein weniger angstliches Verhalten als Mause mit normaler Darmflora. Wenn die Keimflora im jungen Mausealter normalisiert wird, zeigen die Mause ein normal vorsichtiges Verhalten (Heijtz, Wang, Anuar, Qian, Björkholm, Samuelsson, et al., 2011).

2.3.3.2. Stimmung

In einem weiteren Experiment von Tillisch, Labus, Kilpatrick, Jiang, Stains, Ebrat, et al. (2013) aBen zwölf der 25 Probanden über vier Wochen hinweg probiotischen Joghurt und wurden anschlieBend mit Fragebögen Emotionstests unterzogen. Ebenso wurde das Gehirn im schichtgebenden Verfahren vor und nach dem Versuch dargestellt. Die Gruppe mit dem Bakterienmix zeigte sowohl positivere Emotionen, als auch eine erhöhte Gehirnaktivitat auf.

2.3.4. Autismus

Schon seit den 60er Jahren wurden Stimmen laut, dass Autismus-Spektrum-Störungen ASS mit unserem Darmmikrobiom zusammenhangen. Über 150 ausgewertete Studien stellen dar, dass das Gleichgewicht der Mikroorganismen im Darm autistische Züge lindert.

Risikofaktoren von Autismus sind genetischer Natur, aber auch auBere Faktoren, wie Stoffwechselerkrankungen der Mutter, die Geburt und das Stillen spielen eine Rolle. Diese Faktoren tragen auch maBgeblich zu einem Ungleichgewicht der Darmflora bei. Schon durch Ernahrungsumstellung auf pro- und prebiotische Nahrung, sowie glutenfreie Ernahrung und Stuhltransplantation bewirkten bei den getesteten Personen eine Erhöhung der sozialen Kompetenz, sowie Verringerung von Angsten (Li, Han, Dy & Hagerman, 2017).

Menschen mit dem Autismus-Syndrom weisen oft auch Magen-Darm-Probleme auf. Die Forscher Hsiao, McBride, Hsien, Sharon, Hyde, McCue, et al. (2013) haben nun Mause, die autistische Symptome aufwiesen, mit gesunden menschlichen Bakterien gefüttert. Daraufhin verringerten sich die kommunikativen, depressiven, sensomotorischen und stereotypen Defekte und die Darmwanddurchlassigkeit lieB nach. Ebenso traten bei der nachsten Generation wieder die gleichen Symptome auf, sodass eine direkte Verbindung zwischen Gehirn und Mikrobiom anzunehmen ist.

2.4. Mikrobiom und Autoimmunerkrankungen

Des weiteren kam der Verdacht auf, dass Autoimmunerkrankungen durch Darmmikrobenverschiebungen begünstigt würden. Caputi und Giron (2018) bekraftigten die Theorie einer Verbindung zwischen Darmmikrobiom und Gehirn. Durch Dysfunktion und Durchlassigkeit des Darms könnten entzündliche Prozesse die genetisch vordisponierte Entwicklung z. B. der Alpha-Synucleinsaure ankurbeln und die Parkinsonerkrankung hervorrufen. Vor allem in Tierversuchen erwies sich die Mikrobiom- Darm-Hirnachse als echtes Phanomen.

2.4.1. Arthritis

Rheumatoide Arthritis ist eine der meist verbreiteten Autoimmunerkrankungen. Dass diese einen Zusammenhang zum Darmmikrobiom aufweist, stellten Mortensen, Kuijf, Ang, Schiellerup, Krogfelt, Jacobs, et al. (2009) wie folgt fest: Sie untersuchten Patienten nach Infektion mit Camphylobakter jejuni und beschrieben einen signifikant hohen Anteil an Arthritissymptomen, vor allem wenn sie auch an blutigen Durchfallen litten.

2.4.2. Multiple Sklerose

Die Multiple Sklerose MS ist eine degenerative neurologische Erkrankung. Dabei werden die Myelinscheiden der Nervenstrenge im Gehirn und Rückenmark schubweise abgebaut. Unter experimentell herbeigeführter Multiple Sklerose (MS) zeigten die Forscher Haghikia, Jörg, Duscha, Berg, Manzel, Waschbisch, et al. (2015), dass durch eine Ernahrung mit hohem Gehalt an langkettigen Fettsauren und bakteriellen Metaboliten, die überschieBende Immunantwort gedrosselt werden konnte und Th17 Immunzellen vermindert wurden. Ebenso konnte durch dieses Experiment gezeigt werden, dass durch Zunahme der Th17 Immunzellen im Dünndarm die Erkrankung verscharft wurde. He B., Hoang T.K., Tian X., Taylor C.M., Blanchard E., Luo, et al. (2019) stellten in ihrer neuesten Studie heraus, dass bei Anreicherung des Mausestuhls mit Lactobacillus reuteri, die Symptome der künstlich herbeigeführte MS reduziert werden.

2.4.2.1. Padiatrische Multiple Sklerose

Da MS eher selten schon im Kindesalter auftritt, sind Auslöser und Schübe besser erkennbar. In drei Studien von Tremlett und Waubant (2017) wurden nun die Kinder mit und ohne MS auf Unterschiede der Zusammensetzung ihrer Mikrobiome, sowie der Immunmarker untersucht und bei MS betroffenen Kindern ein Zusammenhang zum nachsten Schub aufgezeigt. Es stellte sich heraus, dass sowohl in der Zusammensetzung des Mikrobioms als auch in den Immunglobulinen der Darmschleimhaut ein Unterschied bei den an MS erkrankten Kindern zu sehen war. Markant ist dabei, dass ein nachster Schub mit dem Fehlen der Fusiobakterien mit dreifachem Risiko assoziiert werden konnte.

2.4.3. Parkinson

Bevor Parkinson überhaupt auftritt, leiden die Menschen viele Jahre zuvor schon an Magen-Darm-Beschwerden. Bei Parkinsonerkrankten ist eine Fehlbesiedelung des Dünndarm mit Hilfe von Atemtests bewiesen worden. Somit sind die Magen-Darm- Motilitatsstörungen, die bei Parkinson auftreten, erklarbar. Aber ob nun ursachlich oder folglich die pathogenen Bakterien mit der Erkrankung einhergehen, ist noch unklar (Gabrielli, Bonazzi, Scarpellini, Bendia, Lauritano, Fasano, et al., 2011).

2.4.4. Alzheimer

Die Hypothese, dass die Darmflora, durch Bildung von kurzkettigen Fettsauren, vor toxischen, unlöslichen Plaquesablagerungen, wie sie bei Alzheimerdemenz vorkommen, schützen, sehen die Forscher Ho, Ono, Tsuji, Mazzola, Singh, Pasinetti, et al. (2017) durch ihre Untersuchungen als bekraftigt.

Bei ihren Untersuchungen richten Cattaneo, Cattane, Galluzzi, Provasi, Lopizzo, Festari, et al. (2017) ihr Augenmerk auf den Zusammenhang des Darmmikrobioms und der Alzheimererkrankung. Unlösliche EiweiBablagerungen, sogenannte Amyloidosen und entzündliche Vorgange im Gehirn, sind als Ursache dieser Erkrankung bekannt. Verschiedene Untergruppen der Bakterien wurden nun bei Probanden mit und ohne Amyloidosen untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass das Vorkommen von Escherichia und Shigella sowie proinflammatorischen Zytokine bei Patienten mit Amyloidose erhöht und Eubacterium rectale sowie antiinflammatorische Substanzen hingegen verringert sind. Ob ein kausaler Zusammenhang zwischen geistiger Beeintrachtigung sowie Gehirnablagerungen und unserem Darmmikrobiom besteht, muss noch mit weiteren Untersuchungen belegt werden.

2.4.5. Makuladegeneration

Zu den vermuteten Ursachen der Makuladegeneration im Alter (AMD), wie Entzündungen und Genfaktoren, kommt jetzt laut Zinkernagel, Zysset-Burri, Keller, Berger, Leichtle, Largiadèr, et al. (2017) noch das Darmmikrobiom in Verdacht. Verschiedene Bakterienarten waren bei Menschen mit AMD haufiger und andere seltener vorhanden. L-Alanin-, Glutamatabbau und Argininsynthese waren verlangsamt, zudem war der Fettsauregehalt erniedrigt. Somit gehen die Forscher davon aus, dass durch gezielte Veranderung unseres Mikrobioms, diese Sehbeeintrachtigung gemildert werden könnte.

2.4.6. HIV

Desai und Landay (2018) fanden heraus, dass sowohl bei HIV wie auch im Alterungsprozess, die Darmflora sich insoweit verandert, dass Butyrat- und andere Fettsauren produzierende Bakterien abnehmen. Eine Starkung des Immunsystems der HIV-Infizierten sowie der Alternden, will man nun durch Stuhltransplantationen, Pro- und Prabiotika erzielen.

2.5. Mikrobiom und Stoffwechselerkrankungen

Die Forschergruppen Gauffin Cano, Santacruz, Moya und Sanz (2012) und Benftez- Paez, Gómez del Pulgar und Sanz (2017) fanden heraus, dass „Bacteroides uniformis CECT 7771“ auf Serumtriglyzeridspiegel und Glukoseintoleranzen senken und einer übermaBigen Gewichtszunahme entgegen wirken.

2.5.1. Adipositas und Diabetes Typ II

Bei Adipositas und Diabetes Typ II scheint zudem das Bakterium Akkermansia muciniphila eine groBe Rolle zu spielen. Sank namlich die Anzahl des Bakteriums im Stuhl, konnte man eine steigende Insulinresistenz, Fettgewebsentzündungen, metabolische Intoxikation und andere Stoffwechselstörungen beobachten. Die Verabreichung dieses Bakteriums lieB zudem im Darm den Endocannabinoidspiegel steigen, was mit Immunstarkung und Darmbarrierestabilitat in Zusammenhang gebracht wird. Dieser Bewohner der menschlichen Darmschleimhaut könnte nach Schneeberger, Everard, Gómez-Valadés, Matamoros, Ramirez, Delzenne, et al. (2015) bei der Behandlung von Adipositas und anderen Stoffwechselerkrankungen Verwendung finden. Jia, Li, Feng, Shamoon, Sun, Ding, et al. (2017) fanden heraus, dass durch Vermehrung von butyratproduzierenden Bakterien im Stuhl antidiabetische Effekte mit sich bringt.

2.6. Mikrobiom und Ernahrungsfaktoren

Durch Stuhltransplantation konnte bei einigen Menschen Einfluss auf deren Ernahrung genommen werden. Die Übertragung wurde von gesunden auf metabolisch erkrankte Menschen vorgenommen und zeigte Auswirkungen auf neuronale Systeme (Haghikia, Jörg, Duscha, Berg, Manzel, Waschbisch, et al., 2015).

2.6.1. Fett und Zucker

Eine fett- und zuckerreiche Ernahrung wirkt, so die Forscher Magnusson, Haucka, Jeffreya, Eliasab, Humphreya, Nathc, et al. (2015), auf unser Darmmikrobiom und beeinflusst sogar unsere Gedachtnisleistung. Dazu verabreichten sie Mausen fett- bzw. zuckerbasierte Kost, unterzogen sie daraufhin unterschiedlichen Tests, wobei ihre Kognition und ihre Flexibilitat geprüft wurden. Nach nur vier Wochen vorrangig zuckerhaltiger Kost wurden das Lernen sowie Lang- und Kurzzeitgedachtnis beeintrachtigt. Obwohl man noch nicht die Signale kennt, die gesendet werden, erkennt man immer deutlichere Verbindungen zwischen Gehirn und Darmmikrobiom.

2.6.2. Probiotika

Die Wissenschaftler Wang, Lee., Braun und Enck (2016) benennen nun erstmals die genauen Bakterien, die einer gesunden Darmflora entsprechen. Unter anderem wurden B.longum, B.infantis, L.rhamnosus und L.casei genannt und ihnen eine günstige Wirkung auf die Gehirn- und Gedachtnisfahigkeiten zugeschrieben. Durch verschiedene Dosen an Probiotikum bei Menschen und Tieren, wurden sogar psychische Symptome wie Stressreaktion, Depression und Angst verringert.

2.6.3. Ballaststoffe

Kurzkettige Fettsauren wie Acetat, Propionat und Butyrat, die über Garmechanismen der Darmbakterien aus Ballaststoffen hergestellt wurden, starken die Barrierefunktion der Darmschleimhaut, schütten Appetitzügler aus und verringern Entzündungen (Hassan, Mancano, Kashofer, Fröhlich, Matak, Mayerhofer, et al., 2018).

2.6.4. Antibiotika

Möhle, Mattei, Heimesaat, Bereswill, Fischer, Alutis, et al. (2016) beobachteten einen Rückgang von neu entstandenen Neuronen im Hippocampus, sowie Gedachtnisschwund bei antibiotikabehandelten Mausen. Ebenso ist das Immunglobulin Ly6Chi signifikant zurückgegangen. Mit Zusatzen von Probiotikum, Ly6Chi und Bewegung im Laufrad, konnte die Neurogenese wieder angekurbelt und die Gedachtnisleistung wiederhergestellt werden.

3. ABSCHLUSS

Seit gut 20 Jahren gibt es eine Vielfalt an Studien zu unserem Darmmikrobiom in Beziehung zum Gehirn. Obwohl es sehr viele Studien gibt, die eine direkte Verbindung zwischen unserem Gehirn und Darm darstellen, sollte man auch gegenteilige Meinungen nicht aus den Augen verlieren. Eine Studie, die diesen gegenteiligen Befund aufwies, führten Kelly, Allen, Temko, Hutch, Kennedy, Farid, et al. (2017) durch. Hierbei bekamen die Halfte der Probanden Probiotikum, wahrend die andere Halfte einen Placebo-Joghurt aB. Zwischen beiden Gruppen gab es keinen signifikanten Unterschied, weder im bildgebenden Verfahren noch in den Stimmungstests. Warum dieser Versuch, nach so vielen positiven Tiertestergebnissen, negativ ausfiel, muss, laut den Forschern, noch verifiziert werden.

Ebenso kritisierten viele Wissenschaftler, dass die aktuelle Forschung noch zu wenig menschliche Probanden aufweise.

Nichtsdestotrotz könnte sich dieses Thema, sowohl wichtig für die Ernahrungslehre, als auch als ein neues Therapiekonzept, erweisen.

LITERATURVERZEICHNIS

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Details

Seiten
19
Jahr
2019
ISBN (Buch)
9783346224088
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v904842
Institution / Hochschule
Europäische Fernhochschule Hamburg
Note
1,3
Schlagworte
einfluss darmmikrobioms gehirnentwicklung

Autor

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Titel: Der Einfluss des Darmmikrobioms auf die Gehirnentwicklung