Wie die Darmflora dein Gehirn beeinflusst (bishin zur Depression)

Unser Gehirn ist ein hochkomplexes Organ, das aus über 100 Milliarden Nervenzellen besteht und unseren gesamten Körper steuert. Aber viele wissen nicht, dass wir über ein zweites Gehirn verfügen, das sogenannte Darmhirn. Denn die Darmflora ist ebenso wie das Gehirn ein hochkomplexes Netzwerk an Neuronen, welche in Form einer Darm-Hirn-Achse miteinander verbunden sind. Wie diese beiden Organe in Zusammenhang stehen und was du für den Erhalt einer gesunden Darmflora tun kannst, erfährst du in diesem Beitrag.

Studie: Das alles beeinflusst die Darmflora

Jüngsten Studien (1) zufolge stehen Darm und Gehirn eng miteinander in Verbindung, sodass Veränderungen in der Darmflora sogar zu neurologischen Symptomen führen können. Erkrankungen wie Depressionen, Parkinson, Autismus und Alzheimer werden daher mittlerweile mit Veränderungen des Darmmikrobioms in Verbindung gebracht. Zur Vermeidung von Zivilisationskrankheiten empfiehlt sich daher, ein gesundes Mikrobiom zu erhalten.

Diese Wissenschaftler fanden außerdem heraus, dass Darmbakterien einen großen Einfluss auf das Immunsystem unseres Gehirns haben. Das Immunsystem der Gehirnzellen (Mikrogliazellen) gehört zum mononukleären-phagozytären System. Diese Zellen sind sie in der Lage, Fremdkörper zu phagozytieren und Antigene zu präsentieren, wichtige Prozesse der Immunantwort.

Wechselwirkung Darm und Gehirn erklärt

Über Neurotransmitter und andere Stoffwechselprodukte sind Darm und Gehirn miteinander verbunden. Diese werden vom Darm selbst, aber auch von pathogenen Bakterien gebildet.

Laktobazillen und Bifidobakterien sind dabei die Bakterien in unserem Darm, deren positive Auswirkungen auf unsere Gesundheit am ausführlichsten untersucht wurden und deren Verabreichung mittels Probiotika als sicher und nützlich angesehen werden kann. Sie produzieren bestimmte Neurotransmitter, die für unsere körperliche und geistige Gesundheit von großer Bedeutung sind. (2)

Das Stoffwechselprodukt Gaba-Aminobuttersäure (GABA) wirkt unmittelbar auf unsere Nervenzellen und beeinflusst dort wichtige physiologische Prozesse im Gehirn. Im Gehirn wirkt GABA als dämpfender Neurobotenstoff, indem es die Ausschüttung von anregenden Botenstoffen hemmt.

Es hat also eine angstlösende, muskelentspannende, krampflösende, schmerzlindernde, blutdruckstabilisierende und schlaffördernde Wirkung. Es ist außerdem bekannt, dass ein niedriger GABA Spiegel im Blut mit Ängsten und Depressionen im Zusammenhang steht. (3)

Lactobazillen haben in diesem Sinne eine besondere Eigenschaft, denn sie sind in der Lage, Serotonin zu bilden. Serotonin wirkt dabei auf die Gedächtnisbildung, das Lern-, Ess- und Sexualverhalten, sowie auf den Schlaf. Ein niedriger Serotoninspiegel steht mit Depressionen, Angstzuständen und Panikattacken in Verbindung.

Wie die Darmflora unsere Emotionen beeinflusst

An Mäusen konnte gezeigt werden, dass das Immunsystem des Gehirns von einer intakten Darmflora abhängt. Keimfreie Mäuse zeigten eine nur wenig ausgereiftes Mikrobiom, welche kaum auf Entzündungsreize reagierten. Diese Ergebnisse stellten sich ebenfalls bei nicht sterilen Mäusen nach der Einnahme von Antibiotika ein. 

In einer Pilotstudie konnte gezeigt werden, dass sich durch die Gabe von Probiotika Depressionen lindern ließen und sich die Stimulation des limbischen Systems deutlich unterschied. Im Zuge dessen konnte im Zusammenhang negativer Emotionen weniger Stimulationen nachgewiesen werden. 

gesunde Darmflora
Rechts wird das Gehirn nach der Gabe von Probiotika nachweisbar anders stimmuliert.

Ähnliche Ergebnisse sind auch in einer weiteren Studie gezeigt worden, indem der Einfluss nach der Gabe von Probiotika auf das emotionale Zentrum im Gehirn gemessen wurde.

gesunde Darmflora
Der rote Balken verdeutlich den Rückgang der Depressionen nach der Einnahme von Probiotika.

Das kollektive Mikrobiom

Jedoch wiesen die Studien keinen Einfluss auf das Mikrobiom der Darmflora auf, sondern nur auf das kollektive Mikrobiom. Die aktuelle Forschung geht hierbei von neuroendokrinen Wirkungen aus. Die Abgabe von Nervenhormonen in die Blutbahn wird von mehreren mikrobiellen Molekülen, den sogenannten kurzkettigen Fettsäuren, vermittelt. Diese interagieren in Folge mit endokrinen Zellen. 

Dabei sind die kurzkettigen Fettsäuren bei der Signalweiterleitung im Gehirn von besonderer Wichtigkeit. Erzeugt werden diese durch Darmbakterien. Darüber hinaus spielen die kurzkettigen Fettsäuren beim Energieerhalt eine wichtige Rolle und stimulieren die Durchblutung des Dickdarms sowie der Flüssigkeits- und Elektrolytaufnahme. 

Im Falle einer Ernährungsweise mit wenig pflanzlichen Ballaststoffen können auch keine kurzkettigen Fettsäuren aus diesen gebildet werden. Zu deren Herstellung verwendet der Körper energetisch ungünstigere Alternativen.

Studie: Eine Kohlenhydratarme Diät

Eine Studie verglich die Auswirkungen von der Aufnahme moderater Kohlenhydratmengen (HPMC) und sehr geringer Aufnahme von Kohlenhydraten (HPLC) bei der Bildung von kurzkettigen Fettsäuren miteinander. Der Stuhl der moderaten Gruppe enthielt 100 Prozent der Fettsäuren, hingegen der Stuhl der HPLC-Gruppe nur 75 Prozent kurzkettigen Fettsäuren enthielten. Laut der Studienergebnisse reduziert man durch eine Kohlenhydratarme Diät die Konzentration von kurzkettigen Fettsäuren im Stuhl somit um 25 Prozent. 

Innerhalb von vier Wochen führten eiweißreiche Diäten mit Gewichtsabnahme zu einer signifikanten Abnahme von Krebs-schützenden Metaboliten im Stuhl und erhöhten Konzentrationen schädlicher Metabolite. Das Einhalten solcher Diäten kann somit zur Entstehung von Darmerkrankungen beitragen.

Für die Bildung von Gallensäuren ist Cholesterin und somit eine ausreichende Aufnahme von Fett essenziell notwendig. 

Gallensäuren sind für die Fettverdauung unerlässlich. Diese ermöglichen die anschließende Zersetzung der Fette durch Lipasen. 

Gallensäuren aktivieren zudem den Farnesoid-Rezeptor, welcher den Fibroblast growth Faktor-19 (FGF-19) hochreguliert. Letzterer ist in der Lage die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden und somit eine verbesserte Regulation der Energie und des Glukosemetabolismus zu ermöglichen. 

Studien zeigen auch, dass die Sekretion des Fibroblast growth Faktor-19 die glykämische Kontrolle verbessern konnte. Zudem konnte durch eine kohlenhydratreiche Kost der Wachstumsfaktor für den Energiestoffwechsel im Gehirn stimuliert und am meisten durch Kohlenhydrate getriggert werden. 

So wirken Probiotika bei Depressionen

In einer randomisierten Studie wurde der Einfluss die orale Einnahme von Lactobazillus plantarum auf Patienten mit schweren Depressionen gezeigt. Von 60 Teilnehmer dieser Studie nahmen die Hälfte Lactbazillus plantarum ein, wobei die andere Hälfte ein Placebo erhielt. Selbstverständlich erfolgte die Medikation mit Antidepressiva bei den Patienten mit Depressionen weiterhin. Innerhalb der Studie zeigten die Patienten, die Lactobazillus plantarum erhielten, im Gegensatz zur Placebogruppe, eine signifikante Verbesserung ihrer kognitiven Fähigkeiten. 

Außerdem sank in der Lactobazillusgruppe die Kynurenine-Konzentration. Kynurenine überwinden die Blut-Hirn-Schranke und werden vermehrt bei depressiven Menschen im Blut gemessen. So lassen sich laut den Wissenschaftlern die verbesserten kognitiven Fähigkeiten erklären. Die Gabe des Probiotikum war zudem nebenwirkungsfrei. 

Bei der Beurteilung solcher Studien sollte immer auch die Dauer der Durchführung berücksichtigt werden, denn die Darmflora benötigt mehrere Wochen, um sich anzupassen. In diesem Fall wurde die Studie in einem Zeitraum von acht Wochen durchgeführt, wobei diese Zeit als ausreichend in der Beurteilung von Veränderungen in der Darmflora angesehen werden kann.  

Die Auswirkungen von Probiotika auf das Stresslevel

Eine weitere Studie aus dem Jahr 2019 beschäftigte sich mit dem Thema wie sich die Gabe von Bifidobakterium longum auf das Stress-Level auswirkt. Um bei den Probanden künstlich einmallig Stress auszulösen, spielten die Teilnehmer ein Online-Spiel. 40 Studienteilnehmer erhielten entweder das Bifidobakterium longum oder ein Placebo erhielten. 

Nach vier Wochen zeigten alle Teilnehmer ein erhöhtes Stresslevel. Allein in der Bifidobakterium longum-Gruppe zeigte sich eine positive Veränderung in Hirnbereichen, die für die Verarbeitung von sozialem Stress zuständig sind. Außerdem gab die Probiotikagruppe an, weniger erschöpft zu sein.

In einer weiteren Studie wurden die Auswirkungen der Gabe von Lactobazillus helveticus und Bifibakterium longum bei Mäusen und Menschen erforscht. Bereits nach zwei Wochen Probiotika-Einnahme verringerte sich das ängstliche Verhalten der Mäuse deutlich. Bei den Menschen ergaben sich ebenso signifikante Verbesserungen ihrer Stresssymptome, im Vergleich zur Placebogruppe. 

Keyfacts für eine gesunde Darmflora

Kurzkettige Fettsäuren sind also wichtige Stoffe, um die Signalweiterleitung im Gehirn zu gewährleisten. Damit der Körper diese in ausreichender Menge bilden kann, sollte in jedem Fall auf eine ballaststoffreiche Ernährung geachtet werden. Pflanzliche Kost enthält reichlich Ballaststoffe, sowie Bitterstoffe, welche die Gallensäureproduktion stimulieren. 

Lactobazillen und Bifidobakterien sind für die Bildung von Neurotransmittern extrem wichtig und haben somit einen großen Einfluss auf unser Gehirn. Die Probiotika-Einnahme könnte als ergänzendes und unterstützendes Mittel bei neurologischen Erkrankungen, Depressionen, Angstzuständen, aber auch bei Stress eingesetzt werden. Im Vergleich zu anderen medikamentösen Maßnahmen sind bei den Probiotika keine Nebenwirkungen zu erwarten. 

Quellenübersicht

1  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29492874/

2 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24690573/ 

3 Anisman H, Merali Z, Poulte MO. Gamma-Aminobutyric Acid Involvement in Depressive Illness Interactions with Corticotropin-Releasing Hormone and Serotonin. In: Dwivedi Y, editor. The Neurobiological Basis of Suicide. Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor & Francis; 2012. Chapter 4.

4 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4471964/ 

5 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28483500/ 

6 https://www.researchgate.net/publication/235894857_Consumption_of_Fermented_Milk_Product_With_Probiotic_Modulates_Brain_Activity 

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21389180/ 

8 https://academic.oup.com/jcem/article/99/2/E241/2537131?login=true

9 https://www.nature.com/articles/s41598-021-83252-7 

10 https://www.nature.com/articles/tp2016191 

11 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20974015/ 

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