Leben in unseren Gehirnen Bakteriengemeinschaften, die uns beeinflussen können?

Bakterien im Gehirn, hier links von einer Ader. Bild: Rosalinda Roberts, Courtney Walker und Charlene Farmer

Neurobiologen wollen Bakterien in Gehirnen von Menschen und Mäusen entdeckt haben. Gibt es neben dem Darm-Mikrobiom auch ein Gehirn-Mikrobiom?

Wir wissen mittlerweile, dass unser Körper die Heimstatt zahlreicher Gäste ist. Unser Körper ist eine Wohngemeinschaft, die Zahl der Mitbewohner übertrifft bei weitem die Zahl der Körperzellen. Überall leben auf oder im Körper mehr oder weniger große Gemeinschaften von Mikroorganismen, im Darm, im Mund, auf der Haut, in der Lunge oder im Vaginaltrakt. Manche der Mitbewohner sind Parasiten, die ihrem Wirt gefährlich werden können, viele aber sind Symbionten, die körperliche Funktionen unterstützen oder auch die Ansiedlung von anderen Mikroorganismen verhindern.

Die Mitwirkung besonders der Bakterien ist so groß und auch personalisiert, dass man seit einiger Zeit parallel zum Genom von einem Mikrobiom spricht, zu dem auch Viren, Pilze oder Protozoen gerechnet werden. Das Mikrobiom enthält nicht nur mehr Zellen als der menschliche Körper, sondern auch bedeutend mehr genetische Informationen.

Am bekanntesten und am größten ist das Mikrobiom im Darm, wo zahlreiche Bakteriengemeinschaften leben. Sie sind nicht nur für die Verdauung wichtig oder beeinflussen das Immunsystem, es gibt auch eine direkte Verbindung zwischen Darm und Gehirn, so dass das Darmmikrobiom auch physiologisch oder neurochemisch Gefühle, Stimmungen oder Entscheidungen, auch neurologische Krankheiten oder psychische Störungen mit beeinflusst. Umgekehrt funktioniert die Kommunikation auch, so dass man von einer Darm-Hirn-Achse spricht. Beobachtet wurde etwa, dass schüchterne Mäuse, die das Darmmikrobiom von mutigeren Mäusen erhielten, neugieriger wurden. Das Darmmikrobiom von Menschen mit Angstzuständen bewirkt auch in Mäusen verstärkt Angst. Vermutet wird auch, dass das Darmmikrobiom im frühen Alter die Gehirnbildung beeinflusst.

Bislang aber ging man davon aus, dass das Gehirn relativ geschützt vor mikrobiellen Gästen ist, so dass die Wechselwirkung auf indirekte Weise durch chemische Stoffe oder Signale passiert. Das Gehirn ist geschützt durch die Blut-Hirn-Schranke, die neben vielen Substanzen auch den Zugang von Mikroorganismen aus dem Blut verhindert. Wenn aber dennoch Viren, Bakterien, Protozoen oder Parasiten in das Gehirn durch die Blut-Hirn-Schranke, durch Kopfverletzungen oder durch das Ohr oder die Nebenhöhlen eindringen, kann das schlimme Folgen haben.

In den Gehirnen vieler Menschen finden sich etwa die Protozoen Toxoplasma gondii, auch Katzenparasiten genannt, weil ihr Endwirt Katzen sind, die Menschen sind Zwischenwirte. Hier kann der Parasit die Blut-Hirn-Schranke überwinden und ebenso wie in anderen Körperteilen Zysten bilden. Meist hat die Einnistung keine Folgen, kann aber auch zu grippeähnlichen Symptomen oder zur Toxsoplasmose, einer Enzephalitis, führen. Zudem soll sich der Parasit, wie an Mäusen gezeigt wurde, auch auf das Verhalten auswirken und das Gedächtnis beeinträchtigen können (Toxoplasma, der Parasit, der das Verhalten ändern kann).

Jetzt aber sprechen Wissenschaftler bereits von einem möglichen Mikrobiom im Gehirn. Auf dem Jahrestreffen Neuroscience-Gesellschaft stellten Neurobiologen von der University of Alabama ihre vorläufigen Forschungsergebnisse vor. Und die waren so aufregend, dass auch die Flaggschiffe der Wissenschaftsjournale, Science und Nature, darüber berichteten. Im Abstract der Präsentation schreiben die Wissenschaftler unter der Leitung der Neuroanatomin Rosalinda Roberts, dass man mittlerweile davon ausgehe, dass die Darmmikroben Gehirn und das Verhalten beeinflussen können, auch wenn noch nicht klar sei, wie das geschehe. Zudem werde behauptet, dass Bakterien die Blut-Hirn-Schranke überwinden und/oder über Nerven, die zum Darm führen, ins Gehirn eindringen können. Und sie berichten, dass sie Bakterien in Menschen- und Mausgehirnen gefunden hätten, die nicht infiziert oder traumatisiert waren.

Zuerst wurden Bakterien in 34 Fällen in Proben von Gehirnen von Toten entdeckt. Die Hälfte der Toten hatten Schizophrene, die andere Hälfte war psychisch gesund. Sie seien in unterschiedlichen Mengen vorgekommen. Es handele sich um stabförmige Bakterien mit einem Nucleoid, DNA, Ribosomen und Vakuolen. Gefunden wurden sie in den Gehirnen von Menschen und Mäusen im Hippocampus, im präfrontalen Kortex und in der Substantia nigra, aber auch im interzellulären Raum, vor allem an der Blut-Gehirn-Schranke, in Astrozyten und in Gliazellen. Aus den spezifischen Orten schließen die Wissenschaftler, dass es sich nicht um eine postmortem Kontamination etwa durch den chirurgischen Eingriff handelt. Es gab auch keine Entzündungsherde, was darauf hinweisen könnte, dass die Bakteriengemeinschaften Mitbewohner des Gehirns sind. Es handelt sich um Bakterien, die Im Darm vorkommen: Firmicutes, Proteobacterien und Bacteroidetes. Das könnte ein HInweis darauf sein, warum Gehirn und Darm eng verbunden sind.

Aus dem Abstract geht nicht hervor, wie die Bakterien in das Gehirn gelangt sind, auch wenn die Wissenschaftler vermuten, dass dies über das Blut geschehen könnte. Und falls es zutreffen sollte, dass die menschliche Gehirne - oder manche von ihnen - Wirte von Bakteriengemeinschaften sind, dann wäre es natürlich hochinteressant, inwiefern sie in neuronale Prozesse eingreifen und diese beeinflussen. Der Befund muss natürlich noch durch weitere Forschung bestätigt werden. (Florian Rötzer)

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