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Medizin

Studie: Darmbakterien könnten bei der Sättigung helfen

Mittwoch, 4. Mai 2022

/Tatiana Shepeleva, stockadobecom

Paris – Die Zusammensetzung der Darmflora könnte das Essverhalten und die Körpertemperatur beeinflussen. Dies lassen Studien an Mäusen vermuten, die jetzt in Science (2022; DOI: 10.1126/science.abj3986) veröffentlicht wurden.

In den letzten Jahren hat sich herausgestellt, dass die Bakterien, Viren und Pilze, die den menschlichen Darm besiedeln, Auswirkungen auf den gesamten Körper und möglicherweise die Gesundheit haben. Neben einem Einfluss auf Immunabwehr und Stoffwechsel wird auch eine Darm-Hirn-Achse vermutet. Störungen der Darmflora sollen sogar an neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen mit beteiligt sein.

Forscher des Institut Pasteur in Paris haben jetzt einen möglichen Pathomechanismus entdeckt. Ilana Gabanyi und Mitarbeiter können zeigen, dass bestimmte Neurone im Hypothalamus den Nod-like receptor 1 (Nod1) enthalten. Dieser Rezeptor war bisher nur im Immunsystem entdeckt worden. Dort erkennt er Peptidoglykane, die per Phagozytose in die Zelle gelangen.

Peptidoglykane sind Bestandteile von Bakterienwänden. Sie werden beim Zerfall der Bakterien freigesetzt. Für die Immunzellen im Blut sind sie ein Warnsignal. Sie zeigen das Eindringen von Bakterien an, die durch eine rasche Reaktion des Immunsystems bekämpft werden müssen.

Die Forscher wiesen Nod1 im Nucleus arcuatus des Hypothalamus nach. In dieser Kernregion, die sich am Boden des dritten Hirnventrikels befindet, ist die Blut-Hirn-Schranke durchlässig, und tatsächlich konnten Gabanyi und Mitarbeiter in dieser Region bei den Mäusen auch die Peptidoglykane im Gehirn nachweisen. Dies spricht dafür, dass die Bestandteile der Bakterien an dieser Stelle eine Signalwirkung für das Gehirn haben.

Im Nucleus arcuatus befinden sich Neurone, die das Neuropeptid AgRP („Agouti-related Peptid“) bilden. Die Zellen gehören zum Appetitzentrum des Gehirns. Die Freisetzung von AgRP führt zur Steigerung des Appetits. Die Peptidoglykane aus dem Darm könnten hier bremsend wirken.

Tatsächlich nahmen die Mäuse im Lauf des Lebens an Gewicht zu, wenn die Forscher das Gen für Nod1 aus ihrem Erbgut entfernten. Damit wurde der Regelkreis unterbrochen, über den die Peptidoglykane eine Appetit-hemmende Wirkung erzielen könnten. In den Experimenten nahmen allerdings nur die weiblichen Tiere an Gewicht zu. Der Effekt trat auch erst in einem Alter auf, in dem es bei menschlichen Frauen zur Menopause kommt. Nod1 hatte außerdem einen Einfluss auf die Regulierung der Körpertemperatur und den Nestbau. Beides war gestört, wenn Nod1 fehlte.

In weiteren Experimenten konnten die Forscher an den Mäusen zeigen, dass die Peptidoglykane gezielt die inhibitorischen GABA—ergen Neurone hemmten. Eine Fütterung der Tiere mit Peptidoglykanen hemmte den Appetit.

Die physiologische Rolle der Nod1-Rezeptoren im Gehirn ist noch unklar. Gabanyi vermutet, dass es nach einer Mahlzeit zu einer vermehrten Bildung von Peptidoglykanen im Darm kommt. Diese könnten dann über das Blut ein Sättigungssignal im Gehirn auslösen.

Ob sich aus den Erkenntnissen Anregungen für die Entwicklung neuer Medikamente ergeben, bleibt abzuwarten. Interessanterweise gibt es in Deutschland bereits ein Medikament, das eine Peptidoglykan-artige Wirkung hat: Mifamurtid ist eine synthetische Variante des Muramyldipeptids, das ein Bestandteil der Zellwand von Mykobakterien ist. Mifamurtid ist zur Behandlung von Osteosarkomen zugelassen. Dort soll es als Immunmodulator Abwehrzellen zum Angriff auf die Krebszellen anregen./rme © rme/aerzteblatt.de

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