Wissenschaftler sprechen seit langem davon, dass die Darmflora das Gehirn beeinflusst. Wir sprachen darüber, wie Darmbakterien das Gedächtnis einer Person beeinflussen, sie geselliger machen und möglicherweise sogar die Lebenserwartung beeinflussen können. Allerdings ist noch nicht genau bekannt, wie die Bakterien auf das zentrale Nervensystem wirken. Vermutlich synthetisieren sie bestimmte Moleküle, die ins Gehirn gelangen, wo sie von bestimmten Rezeptoren in bestimmten Zellen erkannt werden. Aber auch hier ist nicht bekannt, um welche Art von Molekülen es sich handelt und in welche Gehirnzellen sie eindringen. In ihrer neuesten Studie konnten Mitarbeiter des Pasteur-Instituts diese Frage jedoch beantworten. Ihrer Meinung nach sind die Neuronen des Hypothalamus in der Lage, die Aktivität der Mikroflora der Aktivität direkt zu steuern und dementsprechend einige physiologische Prozesse zu regulieren.
Wissenschaftler haben herausgefunden, wie das Gehirn mit dem Darm interagiert
Wie der Hypothalamus die Mikroflora kontrolliert
Wissenschaftler des Pasteur-Instituts konzentrierten sich bei ihrer Arbeit auf den NOD2-Rezeptor, der auch als Nukleotid-Oligomerisierungsdomäne bezeichnet wird. Meistens haben sie Immunzellen. Dieser Rezeptor ist in der Lage, das Vorhandensein von Muropeptiden nachzuweisen, die die Wände von Bakterienzellen bilden. Darüber hinaus sind Muropeptide ausschließlich für Bakterien charakteristisch. Einfach ausgedrückt ist das Immunsystem in der Lage, Bakterien zu erkennen, indem es Muropeptide mithilfe des NOD2-Rezeptors erkennt, und das ist nicht überraschend.
In ihrer neuen Arbeit verwendete das Forscherteam bildgebende Verfahren des Gehirns. Als Ergebnis konnten sie herausfinden, dass dieser Rezeptor von Neuronen in verschiedenen Teilen des Gehirns exprimiert wird, insbesondere im Hypothalamus. Denken Sie daran, dass der Hypothalamus ein kleiner Teil des Gehirns ist, der mehrere Funktionen erfüllt. Insbesondere steuert es das Hunger-, Durst- und Appetitgefühl. Außerdem ist er zuständig für Sexualverhalten, Gedächtnis, Emotionen etc.
Der Hypothalamus steuert die Aktivität der Mikroflora mithilfe des NOD2-Rezeptors
So zeigte die Studie, dass Neuronen im Hypothalamus NOD2-Rezeptoren verwenden, um bakterielle Moleküle selbst ohne Mediatoren in Form von Immunzellen zu erkennen. Aber wofür ist es? Laut den Autoren der Arbeit nimmt ihre Aktivität ab, wenn Gehirnneuronen Muropeptide entdecken.
Wir können sagen, dass die Bakterienfragmente die Nervenzellen des Hypothalamus beruhigen. Die Fülle an Muropeptiden weist auf die intensive Vermehrung von Bakterien hin. Das heißt, wir können sagen, dass sich die Neuronen des Hypothalamus beruhigen, wenn sich die Mikroflora zu vermehren beginnt.
«Muropeptide im Körper sind Marker für die Vermehrung von Bakterien ( Überwucherung», — erklärt Ivo G. Boneka, Leiter der Abteilung für Biologie am Institut Pasteur.
Die Wissenschaftler führten auch ein umgekehrtes Experiment durch und stellten fest, dass in Abwesenheit des NOD2-Rezeptors in den Neuronen des Hypothalamus diese nicht mehr durch Muropeptide unterdrückt werden. Infolgedessen hören Bakterien auf, den Hunger und die Körpertemperatur zu beeinflussen. Die Mäuse, die die Wissenschaftler ohne diesen Rezeptor für ihre Studie verwendeten, begannen an Gewicht zuzunehmen und wurden anfälliger für die Entwicklung von Typ-2-Diabetes.
Welche Gehirnfunktionen werden durch Darmbakterien beeinflusst
So konnten Wissenschaftler herausfinden, dass das Gehirn Bakterien direkt kontrolliert und nicht wie bisher angenommen über Zwischenhändler, wie sie in ihrer in Science veröffentlichten Studie berichten. Aber warum reagieren Neuronen so auf Bakterien? Laut den Autoren der Arbeit ist die bakterielle Aktivität ein direkter Indikator für die Auswirkungen der Nahrungsaufnahme auf das Darmökosystem.
Die Wechselwirkung von Bakterien auf Hypothalamus-Neuronen kann auf ihre mögliche Rolle bei anderen Gehirnfunktionen hinweisen. Beispielsweise haben Wissenschaftler zuvor die Beziehung des Gens, das den NOD2-Rezeptor codiert, mit Verdauungsstörungen sowie Stimmungsstörungen und sogar neurologischen Erkrankungen entdeckt.
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Vielleicht wird weitere Forschung in diese Richtung es Wissenschaftlern ermöglichen, die Beziehung zwischen einigen Krankheiten und Varianten dieses Rezeptors zu identifizieren. Vielleicht ermöglicht die Entdeckung von Wissenschaftlern die Entwicklung neuer Ansätze zur Behandlung von Diabetes, Fettleibigkeit und allen möglichen Stoffwechselproblemen. Übrigens haben Wissenschaftler bereits Bakterien gefunden, die vor Fettleibigkeit schützen können, was Sie hier nachlesen können.