Mikrobiomforschung: Neue Studie zeigt, welchen Einfluss das enterische Nervensystem besitzt

Das enterische Nervensystem trägt auch dazu bei, den Säuregehalt im Darm zu regulieren, wie neue Untersuchungen an Zebrafischen zeigen. Dieser Umstand hilft laut den Autorinnen und Autoren dabei, das Darmmikrobiom im Gleichgewicht zu halten.

„Wir haben eine unerwartete Verbindung zwischen dem enterischen Nervensystem und der Gemeinschaft der Darmmikroben gefunden“, erklärt Mikrobiologin Karen Guillemin von der University of Oregon (USA). „Das enterische Nervensystem reguliert das Mikrobiom.“

Guillemin leitete die neue Studie gemeinsam mit Judith Eisen, einer Neurowissenschaftlerin an der University of Oregon. Die Wissenschaftlerinnen veröffentlichten gemeinsam mit Kolleginnen ihre Ergebnisse in der Zeitschrift „PLOS Pathogens“.

Die Forscherinnen untersuchten Zebrafische mit einer genetischen Mutation, die zu fehlenden Nerven im Darm führt. Beim Menschen sind Mutationen in diesem Gen mit der Hirschsprung-Krankheit assoziiert, die die Entwicklung des Darmnervensystems stört und schwere Darmentzündungen verursachen kann.

Eisen und Guillemin hatten zuvor gezeigt, dass bei Zebrafischen, denen Darmnerven fehlen, eine ähnliche Entzündung auftritt. Die Ursachen von Entzündungen zu verstehen, kann aber schwierig sein, weil es so viele Faktoren gibt – von der Ernährung und Bewegung bis hin zur Genetik –, die sich auf die Darmgesundheit auswirken können. Und eine Entzündung schürt oft andere Vorgänge dieser Art, was es schwierig macht, herauszufinden, wo dieser Kreislauf beginnt.

„Viele Erkrankungen können Darmentzündungen verursachen, und beim Menschen es ist sehr schwierig, sie auseinanderzuhalten“, erklärt Eisen. „Bei Zebrafischen kann man wirklich kontrollierte Manipulationen vornehmen“ – und auch kontrollieren, welche Art von Bakterien bei der Geburt im Darm vorhanden sind.

Postdoktorandin Kristi Hamilton vermutete, dass ohne Darmnerven geborenen Zebrafische einen niedrigen pH-Wert im Darm haben könnten. Tatsächlich ließ sich anhand säureempfindlicher Farbstoffe feststellen, dass die Tiere mit fehlenden Darmnerven einen geringeren pH-Wert hatten. Das wiederum führte zu einer übermäßigen Zunahme schädlicher Vibrionen.

Die Gabe des Protonenpumpenhemmers Omeprazol stabilisierte den Säuregehalt und führte zu einer Wiederherstellung des bakteriellen Gleichgewichts im Darm. Die Gabe des Carboanhydrasehemmers Acetazolamid, der den Säuregehalt erhöht, hatte den gegenteiligen Effekt: Er führte zu einer großen Anzahl von Vibrionen bei Zebrafischen mit zuvor gesundem Darm.

Die Ergebnisse deuten laut den Forschenden darauf hin, dass das enterische Nervensystem nicht nur für Motilität verantwortlich sind, sondern auch dazu beiträgt, den Säuregehalt im Darm zu regulieren und somit für ein gesundes Mikrobiom zu sorgen.