Darmprobleme, Depressionen und das Endocannabinoid-System

dna-und-baktierien

Was kann uns ein Experiment zur Fäkaltransplantation über unsere Gesundheit sagen?

In jedem von uns leben Hunderte von Bakterienarten, die das Darmmikrobiom bilden. Dieses hat einen großen Einfluss auf unser Wohlbefinden und beeinflusst viele physiologische Prozesse, einschließlich unserer Immunität, unseres Stoffwechsels und unserer neurologischen Funktion. Medizinische Wissenschaftler haben gezeigt, dass ein Ungleichgewicht im Darmmikrobiom, bekannt als Dysbiose, zu Depressionen und anderen negativen gesundheitlichen Folgen führen kann. Aber die spezifischen molekularen Pfade, die die Darmdysbiose mit Stimmungsstörungen verbinden, sind noch weitgehend unbekanntes Terrain.

Die CB1-Rezeptor-Signalisierung erzeugt antidepressive Effekte, indem sie die Neurogenese im Hippocampus stimuliert.

Ein aktueller Bericht französischer Wissenschaftler in Nature Communications (Chevalier, 2020) betritt Neuland bei der Erforschung, wie das Endocannabinoid-System die Auswirkungen der Darmmikrobiota auf die Stimmung und die Gehirnfunktion vermittelt. Diese Arbeit baut auf früheren Forschungen zur Pathophysiologie der Depressionen auf, die sich auf Veränderungen im Hippocampus konzentrieren, einem Bereich des Gehirns, in dem Cannabinoid (CB1)-Rezeptoren konzentriert sind.

CB1-Rezeptoren regulieren die Neurogenese – die Bildung neuer Gehirnzellen – im Hippocampus. Und die Verringerung der hippocampalen Neurogenese im erwachsenen Gehirn gilt als ein Kennzeichen der klinischen Depression.

Mehrere Studien deuten darauf hin, dass die Aktivierung der CB1-Rezeptor-Signalisierung antidepressive Effekte erzeugt, indem sie die Neurogenese im Hippocampus stimuliert. Tetrahydrocannabinol (THC) und Cannabidiol (CBD) sind beides neurogene Verbindungen, die die Bildung von Neuronen im erwachsenen Gehirn fördern. Körperliche Bewegung fördert auch die Neurogenese, indem sie das Endocannabinoid-System anregt – während chronischer Stress den gegenteiligen Effekt hat.

Chronischer Stress, ein Risikofaktor für viele Krankheiten, verringert nachweislich die Cannabinoid-Signalisierung und die Neurogenese im Gehirn. Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota nach chronischem Stress sind ebenfalls gut dokumentiert.

Mäuse Kot

Um die Mechanismen zu ergründen, durch die chronischer Stress eine Dysbiose auslöst, transplantierten Forscher am Institut Pasteur in Paris die Darmmikrobiota einer gestressten, depressiven Maus auf naive, nicht gestresste Mäuse. Die naiven Mäuse, die das fäkale Transplantat erhielten, wurden ängstlich und zeigten ein depressives Verhalten, ähnlich wie die Spendermaus.

Darüber hinaus führte das dysbiotische fäkale Transplantat von der chronisch gestressten Maus zu einer reduzierten Neurogenese im Hippocampus der empfangenden Maus. Und die Verringerung der Neurogenese im erwachsenen Hippocampus war mit einer Dysregulation des Endocannabinoid-Systems im Gehirn des Empfängers verbunden. Diese Veränderungen wurden bei den Labortieren, die ein „Kontroll-Mikrobiota“-Transplantat von einer normalen, nicht gestressten Maus erhielten, nicht beobachtet.

Bei weiteren Untersuchungen entdeckten die französischen Wissenschaftler, dass das dysbiotische fäkale Transplantat den Fettsäurestoffwechsel der Empfängermäuse veränderte, was zu einer „systemischen Abnahme der Endocannabinoid-Vorstufen“ führte.

Insbesondere stellten die Forscher einen Mangel an Diacylglycerin (DAG)-Verbindungen fest, die ein wesentlicher Baustein von 2-AG [2-Arachidonoyglycerol] sind, dem am häufigsten vorkommenden Endocannabinoid im Gehirn und Körper.

„Im Hippocampus beobachteten wir eine Abnahme von 2-AG“ bei Mäusen, die das dysbiotische fäkale Transplantat erhielten, „aber nicht mit der Kontrollmikrobiota“, so das französische Team, das feststellte, dass die Serumspiegel von DAG „umgekehrt mit dem Schweregrad depressiver Verhaltensweisen korreliert waren.“ Abgereichertes DAG bedeutet weniger 2-AG, verminderte Cannabinoidrezeptoraktivität und intensivere Stimmungsstörungen.

Das fäkale Transplantationsexperiment bewies, dass „die intestinale Mikrobiota [ausreicht], um eine pathologische Feed-Forward-Schleife für depressive Störungen in Gang zu setzen, indem sie das Endocannabinoid-System im Hippocampus beeinträchtigt, einer Gehirnregion, die stark an der Entwicklung depressiver Symptome beteiligt ist.“

Laktobazillen & Endocannabinoid-Vorstufen

Medizinische Forscher haben Schlüsselveränderungen im Mikrobiom identifiziert, die zur Darmdysbiose beitragen. Daten zum fäkalen Transfer mit Mäusen zeigten, dass stressinduzierte „Störungen der bakteriellen Zusammensetzung des Darms durch den Verlust von Laktobazillen gekennzeichnet waren, eine Veränderung, die nach der Mikrobiota-Transplantation auf naive Wirte beibehalten wurde.“ Über Tiermodelle hinaus wurde eine Dysbiose der Darmmikrobiota, die durch eine niedrige Laktobazillenfrequenz gekennzeichnet ist, auch bei Menschen mit Depressionen festgestellt.

Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota nach chronischem Stress sind gut dokumentiert.

Der nächste Schritt lag auf der Hand: Es sollte untersucht werden, ob eine probiotische Behandlung mit Lactobacillen das depressiv-ähnliche Verhalten bei Mäusen, die ein dysbiotisches Fäkaltransplantat erhalten hatten, bessern würde. Und tatsächlich, das hat den Trick gemacht. Es zeigte sich, dass ein Lactobacillus-Stamm die mikrobiotisch induzierte Angst und Depressionen lindert und gleichzeitig die Endocannabinoid-Gehirnspiegel und die hippocampale Neurogenese erhöht. „Wir haben herausgefunden, dass einer der Mechanismen, durch den Laktobazillen diese Effekte fördern, in der Regulierung der Bioverfügbarkeit von Endocannabinoid-Vorläufern besteht“, heißt es in der französischen Studie.

Dieser Befund fügt der umfangreichen wissenschaftlichen Literatur eine neue Dimension hinzu, die zeigt, dass „die Behandlung mit Laktobazillen sowie die Verabreichung anderer Probiotika die Depressions- und Angstwerte bei Patienten signifikant senken.“

Es ist vernünftig zu postulieren, dass zusätzlich zur probiotischen Intervention eine Ernährung, die reich an Endocannabinoid-Vorläuferverbindungen wie Arachidonsäure ist, den 2-AG-Spiegel im Gehirn erhöhen wird. Milch und Fleisch sind reiche Quellen von Arachidonsäure, die sich mit DAG zu 2-AG verbindet. (Sorry, Veganer, aber das ist, was die Wissenschaft sagt.) 2-AG aktiviert CB1 Cannabinoid-Rezeptoren im Gehirn, und dies erzeugt anxiolytische und antidepressive Effekte durch die Modulation der hippocampalen Neurogenese bei Menschen und Labortieren.

Ein Schlüsselelement

Natürlich gibt es auch andere Möglichkeiten, den Cannabinoid-Tonus zu erhöhen. Der Konsum von harzreichem Cannabis ist eine beliebte und bewährte Option. Aber das war nicht der Fokus der französischen Studie, die einen Weg gefunden hat, welcher eine Mikrobiota-Dysbiose mit Stimmungsstörungen zu verbinden scheint.

„Zusammenfassend“, so die Autoren, „zeigen unsere Daten, dass eine durch chronischen Stress induzierte Mikrobiota-Dysbiose den Lipidstoffwechsel und die Bildung von Endocannabinoiden beeinflusst, was zu einer verminderten Signalübertragung im Endocannabinoid-System und einer verringerten adulten Neurogenese im Hippocampus führt… Da wir in der Lage waren, diese pathologische Vorwärtsschleife durch die Verabreichung von Arachidonsäure oder eines probiotischen Lactobacillus-Stammes zu unterbrechen, unterstützt unsere Studie das Konzept, dass diätetische oder probiotische Interventionen wirksame Hebel im therapeutischen Arsenal zur Bekämpfung von stressassoziierten depressiven Syndromen sein könnten. ”

×