Darmmikroben der frühen Kindheit für Hirngesundheit wichtig

Die Wissenschaft untersucht, ob es während der frühen Kindheit eine wichtige Phase gibt, in der das Gehirn besonders empfindlich auf Stresssignale reagiert, die vom Darm ausgehen.

Gesundheit

Das Wissen um die Wichtigkeit des Mikrobioms – die Billionen von Bakterien und Mikroben im Darm – für das Immunsystem und die Gesundheit hat eine breitere Öffentlichkeit erreicht. Studien haben gezeigt, dass die Darmflora ebenfalls für die Hirngesundheit wichtig ist. „Unser Labor hat unter Verwendung verschiedener Modelle, insbesondere bei Tieren, gezeigt, dass sich das Gehirn ohne die richtigen Mikroben während der frühen Kindheit nicht richtig entwickelt, und dies kann beim adulten Tier zu einer Vielzahl von Verhaltensproblemen führen“, sagt GutMIND-Projektkoordinator John Cryan, Professor für Anatomie und Neurowissenschaften am University College Cork, Irland. Das durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen der EU unterstützte Projekt untersuchte die Mechanismen näher, welche die Darmgesundheit mit der psychischen Gesundheit verbinden. „Wir untersuchten die Mikroglia – die Immunzellen des Gehirns – von Mäusen und beobachteten verschiedene diskrete Veränderungen bei adulten Tieren, denen in der Kindheit Antibiotika verabreicht wurden“, bemerkt Cryan, und er fügt hinzu, dass sich Stress auch auf die Mikroben im Darm auswirken könne. Dies baut auf der vorhergehenden Arbeit des Teams auf, welche den neuronalen Weg des Nervus vagus untersuchte – ein lang ziehender Nerv, der Signale von anderen Organen an das Hirn und umgekehrt sendet.

Frühe Kindheit und Darmmikroben

Es gibt eine starke Verbindung zwischen den Mikroben im Darm und dem Immunsystem, einschließlich des Immunsystems des Gehirns und der Hirnfunktion. Darmmikroben „bereiten das Immunsystem vor“, erklärt er. „Säuglinge erhalten ihre Mikroben fast wie ein Geburtsgeschenk von ihren Müttern, wenn sie den Geburtskanal verlassen. Diese frühen Bakterien beginnen dann, den Darm zu kolonisieren und prägen das in der Entwicklung befindliche Immunsystem. Alles, was also die Veränderungen, die Zusammensetzung der Mikroben in dieser Phase beeinflussen könnte, könnte potenziell negative Konsequenzen haben“, sagt Cryan. „Wir wissen, dass es etwa zwei Jahre lang dauert, bis sich das Mikrobiom stabilisiert, daher wollten wir diese frühe Phase anvisieren. Wir wollten sehen, ob dies in den ersten paar Wochen des Lebens oder später geschieht.“ Labormäusen werden früh im Leben Antibiotika verabreicht, sie wachsen aus und werden dann im adulten Zustand getestet, um zu sehen, wie sie ansprechen. Bisherige Versuche an Mäusen ohne Darmmikroben zeigten stressähnliche, depressionsähnliche Probleme sowie andere Verhaltensprobleme. „Mikroben sind kleine Fabriken, die chemische Stoffe im Körper erzeugen, die er ansonsten nicht produzieren könnte“, merkt Cryan an. „Antibiotika bomben diese Fabriken im Wesentlichen aus, sodass sie diese für die Gesundheit, auch für die des Gehirns, zuträglichen chemischen Stoffe nicht mehr produzieren können.“

Keine großen Auswirkungen auf das adulte Verhalten

Das Team stellte fest, dass sich im Erwachsenenalter weniger große Auswirkungen zeigen, falls das Mikrobiom nur für kurze Phasen in der frühen Kindheit verändert wird. „Es gibt Auswirkungen auf das Verhalten, doch diese sind unauffällig“, meint Cryan. „Dies sagt uns, dass trotz der Änderung des Mikrobioms durch Antibiotika ein Plastizitätsniveau oder eine Kompensation auftritt, die verhindert, dass sie insgesamt übermäßige Auswirkungen zeitigt“, erklärt er. Er glaubt, dass nur große Änderungen im Mikrobiom über sehr lange Dauer negative Auswirkungen im Erwachsenenalter induzierten. Laut Cryan seien dies gute Neuigkeiten für Eltern, die ihren Kindern Antibiotika verabreichen. „Es zeigt, dass es bei einer kurzzeitigen Antibiotika-Exposition kein immenses Problem gibt – zumindest, wenn man eine Maus ist.“ Translationale Humanstudien sind noch im Gange.

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Gut microbiota-Microglia Interactions in NeuroDevelopment

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