Unser Bauchgefühl lässt uns selten im Stich, obwohl wir sehr wenig darüber wissen, wie es passiert. Wenn die Wissenschaft mehr über die Verbindung zwischen Darm und Gehirn erfährt, wird die Rolle der wenig bekannten und seltenen enterochromaffinen (EC) Zellen von zentraler Bedeutung für unser Verständnis der Kommunikation von Gehirn und Darm. Wir haben alle Schmetterlinge oder dieses quälende Gefühl in unserem Magen gespürt, wenn wir ängstlich sind, und wir wissen auch, dass langfristige Angstzustände und Depressionen oft zu verschiedenen Störungen des Magen-Darm-Trakts (GI) führen. Wir wissen seit einiger Zeit, dass unser mentaler Zustand den Darm beeinflussen kann, und was wir jetzt mit Hilfe der modernen Forschung entdecken, ist, wie sich die Darmgesundheit auf das Gehirn und das allgemeine Wohlbefinden auswirkt. Heutzutage scheint es, dass das, was in dieser zyklischen Beziehung gefehlt hat, unser Verständnis der EC-Zellfunktionen ist.
Grundlegende Merkmale der Darm-Hirn-Achse
Um die Rolle der EC-Zellen voll zu verstehen, müssen wir uns mit einigen grundlegenden Konzepten und Fakten befassen. Unser Darm hat mehr Neuronen als unsere Wirbelsäule oder unser peripheres Nervensystem — deshalb wird es auch als zweites Gehirn bezeichnet. Diese Neuronen haben verschiedene Funktionen, wie die Kontrolle der Darmmotilität, den Schutz vor Reizstoffen (durch erhöhte Motilität oder Erbrechen) und viele andere noch zu verstehende Funktionen. Diese Darmneuronen arbeiten meist unabhängig vom Gehirn, aber wenn nötig, senden sie Informationen und erhalten Feedback vom Gehirn und funktionieren so als geschlossene Schleife, die oft als Darm-Gehirn-Achse bezeichnet wird.
EC-Zellen spielen eine wichtige Rolle in der Darm-Hirn-Achse. Diese Zellen haben Rezeptoren, die immer auf verschiedene Aktivitäten im Darm hören und über chemische Botenstoffe oder Hormone Feedback an das Gehirn und andere Neuronen des Darms senden. Obwohl EC-Zellen funktionelle Ähnlichkeiten mit Drüsen aufweisen, sind sie über den gesamten Verdauungstrakt verteilt und bilden etwa ein Prozent des Darmepithels. Obwohl ein Prozent klein klingen mag, scheiden EC-Zellen mehr als 30 Arten von Hormonen und Neurotransmittern aus (diese Zahl wird wahrscheinlich zunehmen, wenn mehr identifiziert werden). Tatsächlich scheiden sie mehr als 90% des körpereigenen Serotonins aus, eines Neurotransmitters, der für seine Rolle bei verschiedenen psychischen Zuständen bekannt ist, einschließlich psychischer Störungen wie Depressionen und Angstzuständen.
Nun ist es gut verstanden, dass die Kommunikation zwischen Gehirn und Darm doppelseitig ist und eine Schleife bildet. Daher verursacht psychische Belastung Darmstörungen, und Darmstörungen können mentale Zustände beeinflussen. Darüber hinaus spielen EC-Zellen in dieser gesamten Achse eine entscheidende Rolle.
Störungen des Gehirns und des Magen-Darm-Trakts
Es ist bekannt, dass Stress nicht nur GI-Störungen verursacht, sondern auch die Symptome verschlimmert. Stress und psychologische Faktoren verändern die Bewegung des Magen-Darm-Trakts, verschlimmern entzündliche Prozesse und erhöhen sogar die Anfälligkeit für verschiedene Infektionen. Bei all diesen Prozessen spielen EC-Zellen eine entscheidende Rolle. Die Freisetzung von Serotonin aus EC-Zellen ist der Schlüsselmechanismus zur Steuerung der Darmmotilität. Sie können durch lokale Reizung sowie durch Nervenversorgung, insbesondere den Vagusnerv, stimuliert werden. Daher hat die psychologische Therapie neben der pharmazeutischen Therapie einen besonderen Stellenwert bei der Behandlung von funktionellen GI-Erkrankungen. EC-Zellen reagieren sehr empfindlich auf die Wirkung verschiedener chemischer Verbindungen wie Waschmittel und Gewürze. Es wurde gezeigt, dass sie sogar Geruchsrezeptoren haben — ja, dieselben Rezeptoren, die in unserer Nase vorhanden sind.
Darm- und Gehirnstörungen
Obwohl die Wirkung von psychischem Stress auf die GI-Funktion seit Ewigkeiten bekannt ist, besteht in jüngster Zeit ein erhöhtes Interesse daran, den Einfluss der Darmgesundheit auf das Gehirn besser zu verstehen. Dies wurde besonders wichtig, nachdem die Forschung gezeigt hatte, dass EC-Zellen nicht nur einen indirekten Einfluss auf die Nerven durch Serotonin haben, sie scheinen auch direkte Verbindungen zu Neuronen zu haben. Somit scheinen EC-Zellen direkt mit dem Gehirn verbunden zu sein. Dies bedeutet, dass Veränderungen im Darm in Millisekunden und nicht wie bisher angenommen in Sekunden oder Minuten an das Gehirn übertragen werden.
Diese Tatsache gewinnt weiter an Bedeutung, wenn man bedenkt, dass der Vagusnerv (der Hauptnerv, der das Gehirn und den GI verbindet) mehr afferente Fasern (die ein Signal an das Gehirn senden) als efferente Fasern (die ein Signal vom Gehirn an die Organe senden) aufweist. Diese afferenten Fasern verursachen Gefühle wie Übelkeit, wenn Sie die falsche Art von Nahrung essen. Die Rolle dieser vagalen Signale vom GI zum Gehirn und ihre Beziehung zu anderen Aspekten der Gesundheit werden untersucht, wie Erregung, Müdigkeit und schlechte Regulierung der Körpertemperatur, und kann das Ziel zukünftiger Therapien werden.
Behandlungsstrategien, die auf die Darm-Hirn-Achse abzielen
Viele Medikamente gegen psychische Belastungen wie Depressionen wurden wirksam zur Behandlung von Darmerkrankungen eingesetzt. Das entzündliche Darmsyndrom (IBS) ist eine der häufigsten Erkrankungen. Einige Forscher nennen es sogar eine „psychische Störung des Darms“. Selektive Serotonin-Aufnahmehemmer (SSRIs) haben eine zunehmend wichtige Rolle bei der Behandlung dieser Störung gespielt. SSRIs helfen, überaktive EC-Zellen zu kontrollieren. Die Rolle von SSRIs ist nicht auf die Behandlung von IBS beschränkt. Ihre Rolle wird bei verschiedenen funktionellen Erkrankungen des GI untersucht, bei der Kontrolle von Übelkeit, Durchfall, Verstopfung, Erbrechen und vielen anderen Erkrankungen.
Bis heute werden die gleichen SSRIs, die zur Behandlung von psychischen Problemen eingesetzt werden, zur Behandlung von GI-Problemen eingesetzt. Viele klinische Forscher untersuchen jedoch nicht resorbierbare serotonerge Mittel für GI-Störungen. Weitere Studien werden durchgeführt, um auf Tryptophanhydroxylase, eine Vorstufe für die Synthese von Serotonin, abzuzielen.
Die Rolle von EC-Zellen bei der Darmfunktion wird eingehend untersucht, um Störungen des Gehirns wie Demenz, Alzheimer, Parkinson und Autismus besser zu verstehen und zu behandeln. Wenn wir mehr über EC-Zellen erfahren, können wir möglicherweise viele medizinische Krankheiten effektiver behandeln.
Andrews, PLR, Sanger, GJ, 2002. Abdominale vagale afferente Neuronen: ein wichtiges Ziel für die Behandlung von Magen-Darm-Dysfunktion. Curr. Opin. Pharmacol. 2, 650–656. doi: 10.1016/S1471-4892(02)00227-8.
Bellono, N.W., Bayrer, J.R., Leitch, D.B., Castro, J., Zhang, C., O’Donnell, T.A., Brierley, S.M., Ingraham, H.A., Julius, D., 2017. Enterochromaffine Zellen sind Chemosensoren im Darm, die an sensorische Nervenbahnen koppeln. Zelle 170, 185-198.e16. doi: 10.1016/j.Zelle.2017.05.034.
Braun, T., Voland, P., Kunz, L., Prinz, C., Gratzl, M., 2007. Enterochromaffine Zellen des menschlichen Darms: Sensoren für Gewürze und Geruchsstoffe. Gastroenterologie 132, 1890-1901. doi: 10.1053/j.gastro.2007.02.036.
Dunlop, S.P., Jenkins, D., Neal, K.R., Spiller, R.C., 2003. Relative Bedeutung von Enterochromaffinzellhyperplasie, Angstzuständen und Depressionen bei postinfektiösem IBS. Gastroenterologie 125, 1651-1659. doi: 10.1053/j.gastro.2003.09.028.
Mawe, G.M., Hoffmann, J.M., 2013. Serotonin-Signale im Darm-Funktionen, Dysfunktionen und therapeutische Ziele. Nat. In: Rev. Gastroenterol. Hepatol. 10, 473–486. doi: 10.1038/nrgastro.2013.105.
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