Das Bakterium, das unser Gehirn steuert

Sich um die Vielzahl von Bakterien, Pilzen und anderen Mikroorganismen zu kümmern, die in unserem Darm leben, könnte uns helfen, besser zu denken und sogar neue Wege zur Behandlung von psychischen Erkrankungen eröffnen.

Ihr Darmtrakt enthält eine lebhafte und blühende Bakterienkolonie. Ihre Zahl geht in die Billionen und umfasst Tausende verschiedener Arten, schreibt die BBC. Viele dieser Mikroorganismen, darunter Bakterien, Archaeen und Eukarya, waren lange vor den Menschen hier, haben sich mit uns entwickelt und sind heute unseren eigenen Zellen um ein Vielfaches überlegen. Tatsächlich hat es John Cryan, Professor für Anatomie und Neurologie am University College Cork, in einem seiner TEDx-Vorträge ziemlich bemerkenswert formuliert: „Wenn Sie auf die Toilette gehen und einige dieser Keime loswerden, denken Sie einfach: Sie werden mehr menschlich ."

Zusammengenommen sind diese mikrobiellen Legionen als „Mikrobiota“ bekannt und spielen eine etablierte Rolle bei der Aufrechterhaltung unserer körperlichen Gesundheit, von der Verdauung und dem Stoffwechsel bis hin zur Immunität. Sie produzieren auch lebenswichtige Verbindungen, die der menschliche Körper nicht selbst herstellen kann.

Aber was wäre, wenn sie auch eine Hotline zu unserem Bewusstsein hätten?

In den letzten Jahrzehnten haben Forscher begonnen, merkwürdige, überzeugende – und manchmal widersprüchliche – Beweise dafür zu finden, dass die Darmmikroflora nicht nur dazu beiträgt, unser Gehirn in Topform zu halten, indem sie ihm hilft, Nährstoffe aus der Nahrung freizusetzen, sondern auch dazu beitragen kann, dass wir uns selbst bilden Gedanken und Verhalten. Ihre Ergebnisse könnten sogar zum Verständnis beitragen und zu neuen Behandlungsmethoden für eine Reihe von psychischen Erkrankungen führen, von Depressionen und Angstzuständen bis hin zu Schizophrenie.

Das Bild ist immer noch nicht ganz klar, aber im Zuge der COVID-19-Pandemie, die verheerende Auswirkungen auf die psychische Gesundheit der Menschen in vielen Teilen der Welt hatte, könnte sich die Lösung dieses Rätsels als wichtiger denn je erweisen.

Eine der Schlüsselgeschichten in der Entstehung dieses Forschungsfeldes spielte sich in der nordamerikanischen Wüste ab – und wir warnen Sie, es kann Sie kribbeln lassen. Wir schreiben das Jahr 1822 und ein junger Kaufmann namens Alexis St. Martin hängt vor dem Handelsposten auf der heutigen Mackinac Island im heutigen Michigan herum, als versehentlich neben ihm eine Muskete hochgeht und eine Kugel hineinfeuert seine Seite von weniger als einem Meter (91 cm).

Seine Verletzungen waren so schwer, dass ein Teil seiner Lunge, ein Teil seines Magens und ein Großteil seines Frühstücks von diesem Tag durch die Wunde an seiner linken Seite herausflossen. Der Tod schien sicher, aber ein Militärchirurg namens William Beaumont kam zur Rettung und rettete St. Martin das Leben, obwohl es fast ein Jahr und mehrere Operationen dauerte.

Was Beaumont nicht reparieren konnte, war das Loch im Magen des Patienten. Diese hartnäckige Fistel würde ein dunkles und bleibendes Erbe des Vorfalls bleiben, aber Beaumont ließ keine gute Gelegenheit aus – so unangenehm sie auch sein mochte. Als er erkannte, dass das Loch ein einzigartiges Fenster in den menschlichen Darm bot, verbrachte er Jahre damit, die Feinheiten der Verdauung von St. Martin zu studieren. Wie sehr St. Martin genau ein Freiwilliger war, ist umstritten, da Beaumont ihn als Diener anstellte, während er Nachforschungen über ihn anstellte – eine düstere Vereinbarung, die heute mit ziemlicher Sicherheit nicht als ethisch angesehen würde. Zu den Entdeckungen, die Beaumont während seiner Studien über die Eingeweide von St. Martin machte, gehörte jedoch, wie sie von den Emotionen seines Besitzers wie Wut beeinflusst wurden.

Dank dieser Entdeckung gelangte Beaumont, der später als „Vater der Magenphysiologie“ bekannt wurde, auf die Idee der „Darm-Hirn-Achse“ – dass Darm und Gehirn nicht völlig unabhängig voneinander sind, sondern interagieren, wobei das eine das andere beeinflusst und umgekehrt. Und jetzt wissen wir, dass die Mikroorganismen in unserem Darm diesen Prozess noch komplexer und bemerkenswerter machen.

„Eine wachsende Zahl von Forschungsergebnissen zeigt, dass die Darmmikrobiota das Gehirn und das Verhalten einer Vielzahl von Tieren beeinflussen kann“, sagt Elaine Hsiao, außerordentliche Professorin für integrative Biologie und Physiologie an der University of California, Los Angeles (UCLA).

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Mikroben vor Menschen hier waren, also haben wir uns mit diesen „Freunden mit Vorteilen“ – John Cryan – entwickelt

Wie genau unsere Mikrobiota unseren Geist beeinflussen kann, ist ein wachsendes, bahnbrechendes und noch relativ neues Gebiet. Aber in den letzten 20 Jahren wurden Fortschritte gemacht, besonders bei Tieren. Und langsam mehren sich die Beweise dafür, dass diese Mikroorganismen nicht nur ein lebenswichtiger Teil unseres physischen Wesens sind, sondern auch unseres geistigen und emotionalen Wesens.

„In der Medizin neigen wir dazu, den Körper zu unterteilen“, sagt Cryan.

„Wenn wir also über Gehirnprobleme sprechen, denken wir eher an den Hals nach oben. Aber wir müssen die Dinge evolutionär betrachten. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Mikroben vor Menschen hier waren, also haben wir uns mit diesen „Freunden mit Vorteilen“ entwickelt. Es gab nie eine Zeit, in der das Gehirn ohne die Signale der Mikroben existierte.

„Was ist, wenn diese Signale wirklich wichtig dafür sind, wie wir uns fühlen, wie wir uns verhalten und wie wir handeln? Und könnten wir diese Mikroben therapeutisch modulieren, um das Denken, Verhalten und die Gesundheit des Gehirns zu verbessern?“

„Spezifische Darmmikroben können das Immunsystem auf eine Weise modulieren, die das Gehirn beeinflusst, und auch Moleküle produzieren, die Neuronen direkt signalisieren, ihre Aktivität zu regulieren“, sagt sie. „Wir fanden heraus, dass Darmmikroben die frühe Entwicklung von Neuronen auf eine Weise regulieren können, die zu dauerhaften Auswirkungen auf die Schaltkreise und das Verhalten des Gehirns führt. Wir stellen auch fest, dass Darmmikroben in kürzeren Zeiträumen die Produktion von Biochemikalien wie Serotonin regulieren können, die die neurale Aktivität aktiv stimulieren.“