Sind Darmbakterien für Angstzustände und Depressionen bei Fettleibigkeit verantwortlich?
Fettleibigkeit, die durch eine fettreiche Ernährung hervorgerufen wird, kann mit Veränderungen der Darmbakterien einhergehen, die die Gehirnchemie so verändern, dass Angstzustände und Depressionen gefördert werden.
Zu diesem Schluss kamen Forscher vom Joslin Diabetes Center der Harvard Medical School in Boston, MA, und Kollegen, nachdem sie den Zusammenhang zwischen Darmmikroben und Gehirnfunktion bei Mäusen mit ernährungsbedingter Fettleibigkeit untersucht hatten.
Sie berichten über ihre Ergebnisse in einem Artikel, der jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht wird Molekulare Psychiatrie.
In der Arbeit stellen sie fest, wie die Gabe von Antibiotika an die Tiere - die die Zusammensetzung ihrer Darmbakterien veränderten - Entzündungen reduzierte, die „Insulinsignalisierung im Gehirn“ verbesserte und „Anzeichen von Angstzuständen und Depressionen“ reduzierte.
"Was diese Studie sagt", sagt der leitende Studienautor C. Ronald Kahn, Professor für Medizin an der Harvard University und Co-Leiter der Abteilung für Integrative Physiologie und Stoffwechsel am Joslin Diabetes Center, "ist, dass viele Dinge in Ihrer Ernährung Auswirkungen haben könnten." die Art und Weise, wie Ihr Gehirn funktioniert, aber eines dieser Dinge ist die Art und Weise, wie die Ernährung die Darmbakterien oder Mikroben verändert. “
Fettleibigkeit, Diabetes und Darmmikroben
Fettleibigkeit und Diabetes sind weltweit schwerwiegende Probleme der öffentlichen Gesundheit. Seit 1975 hat sich die weltweite Prävalenz fast verdreifacht. Globale Zahlen für 2016 gehen davon aus, dass rund 650 Millionen Menschen oder 13 Prozent der Weltbevölkerung übergewichtig sind.
Ein Großteil dieser Adipositas-Epidemie wird durch Diäten mit hohem Fettgehalt und „energiedichten Lebensmitteln“ sowie durch eine Verringerung der körperlichen Aktivität ausgelöst.
Die weltweiten Diabetesraten sind in den letzten 30 Jahren ebenfalls deutlich gestiegen. In den Jahren 1980–2014 stiegen sie von 108 auf 422 Millionen.
Die überwiegende Mehrheit der Fälle ist Typ-2-Diabetes, der hauptsächlich durch Übergewicht und mangelnde körperliche Aktivität verursacht wird.
Unser Darm enthält große und komplexe Populationen von Mikroben, die einen erheblichen Einfluss auf unsere Gesundheit haben, insbesondere durch ihre Auswirkungen auf den Stoffwechsel und die Immunfunktion.
Die Ernährung ist als Haupttreiber der Zusammensetzung von Darmmikroben anerkannt, da sie sowohl bei Fettleibigkeit als auch bei Typ-2-Diabetes auftritt. Dieser Effekt tritt während unseres gesamten Lebens auf, währenddessen durchschnittlich 66 Tonnen Lebensmittel durch unseren Darm gelangen.
Untersuchung des Zusammenhangs mit Stimmungsstörungen
In ihrer Studienarbeit stellen die Forscher fest, dass Diabetes und Fettleibigkeit „mit einer erhöhten Rate an Angstzuständen und Depressionen verbunden sind“.
Darüber hinaus können Symptome dieser Stimmungsstörungen bei Mäusen wiederholt werden, indem sie mit einer Diät gefüttert werden, die sie fettleibig macht.
Das Team prüfte, ob das Darmmikrobiom ein Faktor in dieser Beziehung sein könnte, da andere Studien gezeigt haben, dass eine Änderung der Zusammensetzung von Darmbakterien bei Mäusen „das Neuroverhalten verbessern kann“.
In früheren Arbeiten hatten sie festgestellt, dass Veränderungen der Darmbakterien teilweise dafür verantwortlich sind, dass Mäuse, die mit fettreicher Ernährung gefüttert werden, fettleibig werden und Diabetes und „verwandte Stoffwechselerkrankungen“ entwickeln.
Sie fanden auch heraus, dass die Gabe von Antibiotika an die Tiere, die ihre Darmbakterien veränderten, diese Bedingungen umkehrte.
In dieser neuen Studie haben die Forscher den vorherigen Experimenten eine neue Funktion hinzugefügt. Nachdem die Mäuse aufgrund einer fettreichen Ernährung Fettleibigkeit und Diabetes entwickelt hatten, wurden sie Verhaltenstests auf Angstzustände und Depressionen unterzogen.
Diese Tests waren die gleichen wie diejenigen, die beim Screening von Medikamenten auf Stimmungsstörungen verwendet wurden.
Darmmikroben und Insulinresistenz
Die zusätzlichen Tests zeigten, dass Mäuse, die mit einer fettreichen Diät gefüttert wurden, Verhaltensweisen zeigten, die „erhöhte Angstzustände und Depressionen widerspiegeln“, verglichen mit Mäusen, die mit einer normalen Diät gefüttert wurden.
Als die Mäuse jedoch Antibiotika in ihr Trinkwasser erhielten, verschwanden die erhöhten Angstzustände und Depressionen und das Verhalten der Tiere „normalisierte sich wieder“.
Können die durch die Antibiotika hervorgerufenen Veränderungen der Zusammensetzung der Darmmikroben für die Verringerung des Angst- und Depressionsverhaltens verantwortlich sein?
Um diese Idee zu testen, transferierten die Wissenschaftler mit Darmbakterien beladene Stuhlproben von diätbedingten fettleibigen und diabetischen Mäusen in den Darm keimfreier Mäuse.
Die zuvor keimfreien Mäuse zeigten ein erhöhtes Maß an Angst und Depressionsverhalten. Dies war jedoch nicht der Fall, als sie zusätzlich zu den Darmbakterien Antibiotika erhielten.
Schließlich zeigte die Untersuchung des Gehirngewebes, dass die fettreiche Ernährung eine Insulinresistenz im Gehirn induziert hatte. Insulinresistenz ist ein Zustand, bei dem Zellen ihre Fähigkeit verlieren, Insulin zur Umwandlung von Glukose in Energie zu verwenden, und ist ein Kennzeichen für Typ-2-Diabetes.
"Wir haben gezeigt", erklärt Prof. Kahn, "dass genau wie andere Gewebe des Körpers diese Bereiche des Gehirns bei Mäusen mit fettreicher Ernährung insulinresistent werden."
Insulinresistenz bei keimfreien Mäusen
Er und sein Team stellten außerdem fest, dass "diese Reaktion auf den hohen Fettgehalt teilweise und in einigen Fällen fast vollständig umgekehrt wird, indem die Tiere mit Antibiotika behandelt werden".
Darüber hinaus fanden die Forscher heraus, dass die Insulinresistenz im Gehirn auf die keimfreien Mäuse übertragen wurde, wenn sie Darmmikroben von Mäusen mit fettreicher Ernährung einführten.
Dies zeigt, Prof.Kahn sagt, dass die „Insulinresistenz im Gehirn zumindest teilweise durch den Einfluss der Darmmikroben vermittelt wird“.
Den Wissenschaftlern gelang es auch, einige der chemischen Botenstoffe im Gehirn zu lokalisieren, die an dem Prozess beteiligt waren.
Sie wollen nun herausfinden, welche Mikroben für diese Veränderungen verantwortlich sind und insbesondere welche der von ihnen produzierten Moleküle den größten Einfluss ausüben.
Die Idee ist, dass dies zu Nahrungsergänzungsmitteln oder Medikamenten führen könnte, die „Stoffwechselprofile“ fördern, die die Gesundheit des Gehirns verbessern.
"Ihre Ernährung erhöht nicht immer nur Ihren Blutzucker. Es verändert auch viele Signale, die von Darmmikroben kommen, und diese Signale gelangen bis zum Gehirn. "
Prof. C. Ronald Kahn
