Eine wichtige Rolle für das Erinnerungsvermögen spielt die Mikrobengemeinschaft im Darm. Sie steuert den Informationsfluss zwischen dem Gehirn und anderen Organen – was im Alter zu Vergesslichkeit führen kann.
Die Darmflora (Illustration) ist eine sehr vielfältige Gemeinschaft aus Mikroorganismen, die im Innern des Darms leben. Zu ihnen zählen Bakterien, Archaeen, Eukaryoten, Viren und Pilze.
Viele Menschen werden im Alter vergesslich, aber längst nicht alle. Manche sind selbst mit 100 Jahren noch geistig beeindruckend fit, während bei anderen die Merkfähigkeit bereits ab 40 nachzulassen beginnt. Zu diesen enormen Unterschieden könnte unter anderem die Darmflora beitragen, also die Mikrobengemeinschaft, die unseren Verdauungstrakt besiedelt. Das berichtet eine Forschungsgruppe um Christoph Thaiss von der Stanford University (USA). Thaiss und sein Team haben in Versuchen mit Labormäusen herausgefunden, dass der Magen-Darm-Trakt alternder Tiere bestimmte Moleküle produziert, die eine zentrale Nervenachse zwischen Darm und Hirn schwächen. Das geht mit kognitiven Einbußen der Nager einher.
Das Gehirn registriert laufend den Zustand der inneren Körperorgane, um den Organismus zu steuern. Fachleute bezeichnen das als »Interozeption«. Ein wichtiger Informationsüberträger dabei ist der Vagusnerv. Er verbindet viele große Organe – etwa Herz, Darm, Lunge und Leber – mit dem Gehirn. Im Alter lassen die interozeptiven Sinne häufig nach. Die Fachleute um Thaiss wollten herausfinden, warum das so ist. Dabei konzentrierten sie sich auf die Zusammensetzung der Darmflora, die sich bekanntermaßen mit steigendem Alter ändert.
Das Forschungsteam verpflanzte Darmmikroben alter Mäuse in junge Tiere und testete anschließend deren Gedächtnisleistungen. Die Nager schnitten hierbei ähnlich schlecht ab wie ihre betagten Artgenossen. Behandelte das Team die Tiere anschließend mit Antibiotika, was ihre Darmflora dezimierte, erholten sich ihre Gedächtnisleistungen wieder. Keimfrei aufgezogene Mäuse, die über praktisch kein Darmmikrobiom verfügten, bauten im Alter kognitiv langsamer ab als Mäuse mit normaler Darmflora. Zusammengenommen deuteten diese Ergebnisse darauf hin, dass ein Bestandteil oder ein Stoffwechselprodukt der gealterten Mikrobengemeinschaft den Gedächtnisverlust antreibt.
Eine Schlüsselrolle spielt dabei das Bakterium Parabacteroides goldsteinii, wie Thaiss und sein Team erkannten. Es produziert sogenannte mittelkettige Fettsäuren (MCFAs, kurz für englisch: medium-chain fatty acids). P. goldsteinii ist mit steigendem Alter immer präsenter in der Darmflora vertreten und setzt MCFAs in zunehmender Menge frei. Diese Moleküle wiederum aktivieren bestimmte Immunzellen, die entzündungsfördernde Signalmoleküle ausschütten. Zu den freigesetzten Signalsubstanzen gehört der Stoff IL‑1β, der die Funktion des Vagusnervs beeinträchtigt.
Behandelte das Team die Mäuse mit einer Virusspezies, die gezielt P.-goldsteinii-Bakterien angreift und vernichtet, verminderte sich der MCFA‑Spiegel im Verdauungstrakt der Tiere. Die Nager erzielten daraufhin bessere Gedächtnisleistungen. Auch wenn die Fachleute den Vagusnerv der Mäuse direkt stimulierten, etwa mithilfe des Darmhormons Cholecystokinin, steigerte sich die Merkfähigkeit der Tiere.
Offenbar, so das Fazit der Studie, hängt der kognitive Abbau im Alter nicht allein vom Gehirn ab. Prozesse außerhalb des Zentralnervensystems spielen ebenfalls eine Rolle – darunter solche, die sich womöglich leicht mit Medikamenten beeinflussen lassen. Das Team möchte nun klären, ob ähnliche Prozesse beim Menschen ablaufen. Einige Beobachtungen deuten bereits darauf hin. So erhalten Personen mit schwerer Epilepsie oder Schlaganfallpatienten manchmal eine Vagusnervstimulation mit elektrischen Impulsen, weil sie dann weniger Anfälle erleiden beziehungsweise sich nach dem Schlaganfall besser erholen. Einige davon berichten, dass diese Behandlung bei ihnen zu kognitiven Verbesserungen geführt habe.