Darm-Hirn-Achse

Synonyme: Gut-Brain-Achse, Brain-Gut-Achse
Englisch: gut-brain axis, brain-gut axis

Definition

Die Darm-Hirn-Achse beschreibt die komplexe, bidirektionale neuroendokrinologische Kommunikation zwischen dem Darm und dem Gehirn. Sie schließt auch den Einfluss des Darmmikrobioms ein, die Mikrobiom-Darm-Hirn-Achse.

Hintergrund

Die Darm-Hirn-Achse spielt eine wichtige Rolle für zahlreiche physiologische Prozesse und beeinflusst sowohl die körperliche als auch die psychische Gesundheit.^[1]

Bestandteile

Wichtige Bestandteile der Darm-Hirn-Achse sind:

Vegetatives Nervensystem: Über den Nervus vagus und die Nervi splanchnici beeinflusst das Zentralnervensystem (ZNS) efferent die Motorik und die Sekretionsvorgänge des Gastrointestinaltrakts. Der überwiegend afferente Nervus vagus leitet umgekehrt interozeptive Signale aus dem Darm an das ZNS und ist damit ein zentraler neuronaler Kommunikationsweg der Achse.
Enterisches Nervensystem: Das ENS sendet neuronale und endokrine Signale an das ZNS.
Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse: Als wichtigster nicht-neuronaler Kommunikationsweg wird die Stressachse durch mikrobielle Metaboliten und proinflammatorische Zytokine moduliert und beeinflusst über Cortisol wiederum die Zusammensetzung des Darmmikrobioms.^[2]
Darmmikrobiom: Die residenten Mikroorganismen im Colon produzieren bzw. modulieren eine Vielzahl von Metaboliten, darunter kurzkettige Fettsäuren, Acetylcholin, Katecholamine, Histamin, Melatonin und Serotonin, die neuroaktive Eigenschaften besitzen. Veränderungen in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms werden mit einer Reihe von neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht.
Darmassoziiertes lymphatisches Gewebe: Reaktionen des zellulären Immunsystems auf Antigene im Darmlumen können Autoimmunreaktionen triggern, die auf das Gehirngewebe übergreifen. Dieser Pathomechanismus wird im Zusammenhang mit der multiplen Sklerose (MS) diskutiert.^[3]

Klinische Bedeutung

Eine Dysbiose des Darmmikrobioms und eine gestörte Darm-Hirn-Achse werden mit zahlreichen Erkrankungen assoziiert. Dazu zählen unter anderem:

Reizdarmsyndrom und chronisch-entzündliche Darmerkrankungen
Depression und Angststörungen
Morbus Parkinson (diskutiert wird ein möglicher Ausgangspunkt der α-Synuclein-Pathologie im enterischen Nervensystem)
Multiple Sklerose

Podcast

LightLinie – Darm-Hirn-Achse

Quellen

↑ Cryan JF, O'Riordan KJ, Cowan CSM, et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019;99(4):1877-2013.
↑ Kasarello K, Cudnoch-Jedrzejewska A, Czarzasta K. Communication of gut microbiota and brain via immune and neuroendocrine signaling. Front Microbiol. 2023;14:1118529.
↑ Kadowaki A, Quintana FJ. The Gut-CNS Axis in Multiple Sclerosis. Trends Neurosci. 2020;43(8):622-634.

Bildquelle

[1] Cryan JF, O'Riordan KJ, Cowan CSM, et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019;99(4):1877-2013.

[2] Kasarello K, Cudnoch-Jedrzejewska A, Czarzasta K. Communication of gut microbiota and brain via immune and neuroendocrine signaling. Front Microbiol. 2023;14:1118529.

[3] Kadowaki A, Quintana FJ. The Gut-CNS Axis in Multiple Sclerosis. Trends Neurosci. 2020;43(8):622-634.

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