Die Mikrobiom-Darm-Gehirn-Achse

ProjektmitarbeiterInnen

Univ.-Prof. Dr. Peter Holzer
Universitätsprofessor für Experimentelle Neurogastroenterologie
Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie
Forschungseinheit für Translationale Neurogastroenterologie
Medizinische Universität Graz
Universitätsplatz 4, 8010 Graz
E-Mail: peter.holzer [at] medunigraz.at

Abbildung 1: Die Forschungseinheit für Translationale Neurogastroenterologie

Die Forschungseinheit für Translationale Neurogastroenterologie befasst sich mit der wechselseitigen Kommunikation zwischen Magen-Darm-Trakt und Gehirn. Neben der traditionellen Sichtweise von Krankheiten des Magen-Darm-Trakts als Manifestation psychosomatischer Störungen zeigt die neurogastroenterologische Forschung, dass psychische Störungen durch Einflüsse vom Magen-Darm-Trakt mitbedingt sein können.

Der Magen-Darm-Trakt kommuniziert mit dem Gehirn über 4 verschiedene Informationskanäle (Abbildung 2):

  • Signale des Darmmikrobioms
  • Darmhormone
  • Immunbotenstoffe (Cytokine)
  • Sensorische Neurone

Abbildung 2: Die Mikrobiom-Darm-Gehirn-Achse

Über diese Kommunikationsbahnen haben Signale aus dem Magen-Darm-Trakt Auswirkungen auf Stimmungslage, Emotionen, kognitive Prozesse und Appetit, können aber auch Übelkeit und Schmerz hervorrufen und die Stressanfälligkeit (Abbildung 3) beeinflussen. Eine krankhaft veränderte Kommunikation zwischen Magen-Darm-Trakt und Gehirn kann für psychische Störungen verantwortlich sein und ist besonders bei funktionellen Magen- und Darmerkrankungen (funktionelle Dyspepsie, Reizdarmsyndrom) offensichtlich.

Abbildung 3: Aktivierung des Hypothalamus (Nucleus paraventricularis) bei Stress, nachgewiesen durch Expression von c-Fos

Ein neuer Aspekt der Darm-Gehirn-Achse hat die Erforschung des Darm-Mikrobioms (auch Darm-Mikrobiota genannt) zu Tage gefördert. Das Darm-Mikrobiom besteht aus bis zu 1000 verschiedenen Bakterienarten, umfasst etwa 100 Billionen Zellen und besitzt damit etwa 10-mal mehr Zellen und 150-mal mehr Gene als der menschliche Organismus. Die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms wird beeinflusst durch

  • Ernährung
  • Darminfektion, Darmentzündung und Reizdarmsyndrom
  • Fettleibigkeit und Mangelernährung
  • Stress.

Andererseits hat das Darm-Mikrobiom Auswirkungen auf

  • Ernährung, Verdauung, Stoffwechsel und Körpergewicht
  • Immunsystem
  • Schmerz und Stressanfälligkeit
  • Emotionalität, Stimmungslage, Lernen und Gedächtnis.

Das Ziel der Forschung in der Neurogastroenterologie ist es, die Funktionsweise und Ursache für Störungen der Mikrobiom-Darm-Gehirn-Achse aufzuklären, damit sichere und wirksame Medikamente entwickelt werden können, die für so verschiedene Gesundheitsstörungen wie Übergewicht, Schmerz und Depression geeignet sind.

Beteiligte Fachdisziplinen:

Neurowissenschaften
Neurogastroenterologie
Neuropharmakologie

Beteiligte Institutionen:

Medizinische Universität Graz
Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie
Forschungseinheit für Translationale Neurogastroenterologie

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