Hippokrates soll es schon vor 2000 Jahren erklärt haben: „Alle Krankheiten beginnen im Darm“. Heute bestätigt die moderne Wissenschaft diese Aussage und unterstreicht die entscheidende Rolle der Mikrobiota für die menschliche Gesundheit. In dem komplexen Ökosystem unseres Darms haben verschiedene Bakterien einen erheblichen Einfluss auf unser Wohlbefinden. Diese mikrobiellen Bewohner prädisponieren uns nicht nur für bestimmte Krankheiten, sondern bestimmen auch, wie wir auf Behandlungen wie Antibiotika reagieren. Darüber hinaus können sie die Entwicklung bestimmter Krankheiten wie zum Beispiel Alzheimer beeinflussen.
Die Darmmikrobiota spielt eine entscheidende Rolle bei der bidirektionalen Kommunikation zwischen Darm und Gehirn, die als Mikrobiota-Darm-Gehirn-Achse bekannt ist. Dieses komplizierte Netzwerk umfasst verschiedene Wege.
In diesem Artikel stellen wir von Alcimed die vier Hauptwege vor, auf denen die Darmmikrobiota die Kommunikation zwischen Darm und Gehirn beeinflussen kann: Neurotransmitter, vagale Signalübertragung, HPA-Achse und Interaktionen mit der Blut-Hirn-Schranke. Um diese 4 Mechanismen zu veranschaulichen, werden wir uns auf die Alzheimer-Krankheit konzentrieren.
Die Darmmikrobiota kommuniziert über Nervenbahnen mit dem Gehirn und beeinflusst die Gehirnaktivität, Emotionen und kognitive Funktionen.
Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die Signale vom Nervensystem an den Rest des Körpers weiterleiten, wie Glutamat, GABA, Serotonin und Dopamin, die eine wichtige Rolle bei der Modulation von Verhalten, Kognition, Schlaf, Stimmung, Aufmerksamkeit, Arbeitsgedächtnis und Lernen spielen. Die Darmmikrobiota ist an der Synthese von Neurotransmittern beteiligt.
Studien deuten darauf hin, dass Veränderungen im Darmmikrobiom zu Störungen in der Neurotransmittersynthese führen können, die zu neurologischen Störungen wie Alzheimer, Parkinson, Autismus und Angstzuständen beitragen.
Mehrere im Darm vorkommende Bakterien wie E. coli, Bacteroides, Eubacterium und Bifidobacterium produzieren bestimmte mit Alzheimer zusammenhängende Neurotransmitter wie Acetylcholin, GABA und Glutamat, was auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Darmdysbiose und Neurotransmitter-Dysregulation bei der Alzheimer-Pathogenese hinweist.
Die Forschung auf diesem Gebiet ist noch nicht abgeschlossen. Die Erforschung der Regulierung von Neurotransmittern, die im Darm synthetisiert werden und die eine zentrale Rolle bei kognitiven Funktionen, Arbeitsgedächtnis und Lernen spielen, könnte die Entwicklung von Alzheimer nachhaltig beeinflussen.
Der Vagusnerv stellt eine Verbindung zwischen dem Gehirn und dem Magen-Darm-Trakt her und sendet über afferente Fasern Informationen über den Zustand der Organe an das Gehirn. Darmbakterien können die sensorischen Fasern des Vagusnervs, die für die Stimmung, die kognitive Leistungsfähigkeit des Gehirns und die Bewältigung von Ängsten von zentraler Bedeutung sind, durch Darmhormone und Darmstoffwechselprodukte modulieren.
Viele Darmmikrobiota haben kognitionsmodulierende Wirkungen, die von der Aktivität des Vagusnervs abhängen. So kann beispielsweise Lactobacillus rhamnosus Stressreaktionen, Verhaltensweisen im Zusammenhang mit Angst, Depression oder Kognition verändern. Das bedeutet, dass die Modulation des Vagusnervs durch die Darmmikrobiota Auswirkungen auf die Alzheimer-Krankheit hat, indem sie die Gehirnfunktion beeinflusst.
Es ist bekannt, dass die Stimulation des Vagusnervs aufgrund seiner Fähigkeit, die Gehirnfunktion zu beeinflussen, therapeutische Vorteile hat. Derzeit wird sie bei der Behandlung von Epilepsie durch die Anwendung elektrischer Impulse eingesetzt und neuere Studien zeigen, dass die Stimulation des Vagusnervs möglicherweise einen positiven Einfluss auf das Fortschreiten und die Symptome von Alzheimer haben könnte.
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Die HPA-Achse ist ein neuroendokrines System, das sich aus dem Hypothalamus, der Hypophyse und den Nebennieren zusammensetzt und an der Regulierung der Reaktion des Körpers auf Stress beteiligt ist. Eine Dysbiose kann zu einer erhöhten Freisetzung von Zytokinen führen, welche die HPA-Achse aktivieren und dysregulieren können.
Eine Dysregulation der HPA-Achse und ein erhöhter Cortisolspiegel sind bei Alzheimer-Patienten häufig anzutreffen und tragen erheblich zur Erkrankung bei. Tatsächlich wird chronischer Stress, der die HPA-Achse aktiviert, zunehmend als Risikofaktor für Alzheimer-Erkrankungen anerkannt.
Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) reguliert das Eindringen von Substanzen oder Mikroorganismen, die im Blutkreislauf zirkulieren, in das zentrale Nervensystem.
Die Mikrobiota kann die Funktionsfähigkeit und Permeabilität der BHS durch die Produktion von Metaboliten aus dem Darm beeinflussen. Wenn die BHS beeinträchtigt ist, können sich verschiedene Mikroorganismen im Gehirn ansammeln, was zu kognitiven Beeinträchtigungen führen kann, einschließlich Gedächtnis- und Sprachstörungen, die zur Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer beitragen.
Therapien, die darauf abzielen, die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke (BHS) zu verringern, haben das Potenzial, die Ansammlung von Mikroorganismen im Gehirn zu reduzieren. Dies könnte zu einer Verbesserung der kognitiven Funktionen führen und eine mögliche Behandlung von Alzheimer, das eng mit einer beeinträchtigten Funktionsfähigkeit der BHS verbunden ist, darstellen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die bidirektionale Kommunikation zwischen der Darmmikrobiota und dem Gehirn eine entscheidende Rolle bei der Beeinflussung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer spielt. Es gibt eine theoretische Grundlage für den Einsatz von auf die Mikrobiota ausgerichteten Behandlungen, die vielversprechende Perspektiven für die Behandlung von Alzheimer, aber auch von anderen neurodegenerativen Erkrankungen (Parkinson, Chorea Huntington…) bieten. Allerdings sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um diese Ansätze zu validieren und in wirksame klinische Maßnahmen umzusetzen. Alcimed verfolgt die Innovationen in diesem Bereich sehr genau und kann Sie dabei begleiten, das Neuland der zielgerichteten Mikrobiota-Therapien zu betreten. Zögern Sie nicht, unser Team zu kontaktieren!
Über die Autorin,
Mar, Consultant in Alcimeds Healthcare Team in Frankreich
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