Studie zeigt direkte Kommunikation zwischen Darm und Gehirn über den Vagusnerv

Eine neue Studie am Tiermodell zeigt einen klaren kausalen Zusammenhang zwischen der Darmmikrobiota und der Aktivität des Vagusnervs.

Zwar wird seit Langem angenommen, dass der Vagusnerv die Kommunikation zwischen dem Darmmikrobiom und dem Gehirn erleichtert, doch gab es bisher nur wenige direkte Beweise für diesen Prozess. Nun beobachteten Kelly G. Jameson, Doktorandin im Hsiao-Labor an der University of California in Los Angeles, USA, und Kollegen, dass Mäuse, die ohne Darmbakterien aufgezogen wurden, im Vergleich zu Mäusen mit einem normalen Darmmikrobiom eine deutlich geringere Aktivität des Vagusnervs aufwiesen. Kamen die keimfreien Mäuse mit Darmbakterien von normalen Mäusen in Kontakt, stieg die Aktivität des Vagusnervs auf ein normales Niveau an.

In weiteren Experimenten führten die Forschenden Antibiotika in den Dünndarm normaler Mäuse ein, was ebenfalls zu einer Abnahme der Vagusaktivität führte. Bei keimfreien Mäusen hatten die Antibiotika keinen Einfluss auf die vagale Aktivität. Wurden die Antibiotika jedoch ausgewaschen und durch Darmflüssigkeit von normalen Mäusen ersetzt, stellte sich die vagale Aktivität wieder ein. Diese Wiederherstellung trat bei Flüssigkeiten von keimfreien Mäusen nicht auf, was die entscheidende Rolle des Mikrobioms unterstreicht.

In der Studie identifizierten das Forscherteam auch spezifische Substanzen wie kurzkettige Fettsäuren und Gallensäuren, die vom Darmmikrobiom produziert werden und die vagale Aktivität über bestimmte Rezeptoren stimulieren können. Diese Metaboliten aktivierten verschiedene Gruppen von Neuronen im Vagusnerv, jede mit ihrem eigenen einzigartigen Reaktionsmuster. Diese Aktivierung erstreckte sich auch auf Neuronen im Hirnstamm, was einen klaren Weg für die Kommunikation zwischen Darm und Gehirn aufzeigt.

Den Forschenden zufolge deuten ihre Ergebnisse darauf hin, dass das Darmmikrobiom bestimmte Metaboliten reguliert, die den Vagusnerv aktivieren, und so die Übertragung chemosensorischer Signale vom Darm zum Gehirn ermöglicht, was das Verständnis der Darm-Hirn-Achse verbessert und neue Möglichkeiten für die Erforschung von Therapien für neurologische und gastrointestinale Erkrankungen eröffnet.