Die Darm-Hirn-Achse – einfach erklärt

von Vivian Zajac

Abbildung 1: Über eine vielseitige Verbindung kommunizieren die lebenswichtigen Organe Darm und Gehirn miteinander.

Unser Darm ist nicht nur für die Verdauung und Nährstoffaufnahme von Bedeutung, sondern hat auch Einfluss auf viele weitere Prozesse im menschlichen Körper. Besonders spannend ist seine Verbindung zu unserem Gehirn. Der wechselseitigen Beziehung zwischen den beiden Organsystemen werden wir uns in diesem Artikel widmen.

Kurz gesagt beschreibt die Darm-Hirn-Achse die gegenseitige Beeinflussung und Kommunikation, die zwischen unserem Gehirn und unserem Darm stattfindet. Es besteht eine enge Verbindung und ein intensiver Austausch zwischen Darm und Hirn, wobei die Kommunikation in beide Richtungen erfolgt – sie ist bidirektional.

Wie genau findet diese Kommunikation statt?

Im Darm sind über 100 Millionen Nervenzellen zu finden, die zusammen das enterische Nervensystem bilden. Dieses auch als „Bauchhirn“ bezeichnete enterische Nervensystem reguliert teilweise gemeinsam mit dem „Kopfhirn“ die Darmfunktionen, wie die Bewegungen der Darmmuskulatur, die Sekretion von Verdauungssäften, die Durchblutung und sämtliche Verdauungsfunktionen. Parasympathikus und Sympathikus – die beiden Hauptbestandteile des vegetativen (autonomen) Nervensystems - haben hier ebenfalls einen Einfluss auf die Darmfunktionen. Dabei regt der Parasympathikus, der für Ruhe und Erholung zuständig ist, die Darmfunktionen an, während der Sympathikus bei Stress oder körperlicher Belastung die Verdauungsfunktionen herunterfährt. Gleichzeitig sendet das enterische Nervensystem endokrine und neuronale Signale vom Darm an das zentrale Nervensystem, zu dem alle Nerven des Rückenmarks und des Gehirns gehören.[1][2]

Der Darm sendet also Signale an das Gehirn und das Gehirn sendet Signale an den Darm. Darm und Hirn interagieren dabei über verschiedene Mechanismen miteinander. Beteiligt sind Nervenbahnen, Hormone, Immunzellen und die Darmmikrobiota sowie deren Stoffwechselprodukte.[3]

Vagusnerv, Immunzellen und Hormone – wichtige Partner für Darm und Gehirn

Abbildung 2: Darm und Gehirn sind die Organe im Körper, die die meisten Nervenzellen aufweisen.

Die direkte Verbindung zwischen enterischem und zentralen Nervensystem ist der Vagusnerv, der dem Parasympathikus zugeordnet wird. Über diesen Nerv stehen die beiden Organsysteme mithilfe von Botenstoffen im ständigen Informationsaustausch. Der Vagusnerv übermittelt Informationen über den Zustand des Verdauungssystems an das Gehirn und sendet gleichzeitig Signale vom Gehirn an den Darm, um Verdauungsprozesse zu steuern. Auch emotionale Reaktionen gehören zum Wirkungsbereich des Vagusnervs.[1][4]

Außerdem befinden sich im Darm 70 bis 80 % unserer Immunzellen, sodass er eine zentrale Rolle für die Immunantwort spielt. Das dort angesiedelte darmassoziierte lymphatische Gewebe (GALT) kann auf Antigene im Darm reagieren. Diese lokalen Immunreaktionen wiederum können entzündliche Prozesse auslösen, die unter bestimmten Bedingungen Autoimmunreaktionen begünstigen und auch Gewebe im Gehirn betreffen können.[1]

Darüber hinaus wird im Darm eine Vielzahl an Hormonen produziert, die an verschiedenen Verdauungsprozessen und der Kommunikation mit dem zentralen Nervensystem beteiligt sind. Zum Beispiel wird ein Großteil des Glückshormons Serotonin im Darm gebildet.

Stress – großer Killer unserer Darmbakterien

Hormone der Stressachse – also der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse – haben ebenfalls direkte Auswirkungen auf den Magen-Darm-Trakt. Akuter und chronischer Stress wirkt über Nervensignale auf die Darmmikrobiota, fördert Entzündungsprozesse und kann die Bewegungsfähigkeit des Darms sowie die Darmbarriere negativ beeinflussen.[3][5] Das Gehirn hat dabei direkten Einfluss auf die Zusammensetzung und Funktion der Darmmikrobiota.

Unser Darm wird von unzähligen und verschiedensten Mikroben besiedelt, die in der Summe die sogenannte Darmmikrobiota bilden. Die Darmmikrobiota dienen als Schutzebene, sind an der Verdauung beteiligt und steuern gemeinsam mit den Stoffwechselprodukten, die sie bilden, verschiedene Prozesse im Körper, so auch auf die Kommunikation zwischen Darm und Gehirn.

Darmmikrobiotika – über Botenstoffe und Fettsäuren direkt zum Gehirn

Zu den Stoffwechselprodukten, die von der Darmmikrobiota gebildet werden, gehört beispielsweise die Aminosäure Tryptophan, eine Vorstufe des Botenstoffes Serotonin. Dieser reguliert neben dem Appetit auch unsere Stimmungslage.

Die kurzkettige Fettsäure Butyrat, die ebenfalls von den Darmmikrobiota gebildet wird, dient bestimmten Zellen des Gehirns als Energielieferant. Diese Zellen reinigen das Gehirn, indem sie schädliche Partikel verstoffwechseln. Haben diese zu wenig Energie, können sich Schadstoffe im Gehirn ansammeln und Probleme verursachen.

Darüber hinaus kann eine Dysbiose der Darmmikrobiota zu Störungen der Barrierefunktion des Darms führen, was wiederum in einem „leaky gut“ – also einem löchrigen Darm resultieren kann. Nun können krankmachende oder schädliche Stoffe vom Darm in den Kreislauf gelangen und eine Entzündung der Nervenzellen begünstigen.

Unser Mikrobiom entscheidet mit, wir sich unser Gehirn entwickelt

Umgekehrt sind die Mikroben in unserem Darm an der Entwicklung und Funktion des Hirns und enterischen Nervensystems beteiligt,[6] weil sie alle Signalwege der Darm-Hirn-Achse beeinflussen. Die Darmmikrobiotika spielen also bei der Verbindung von Darm und Hirn eine wesentliche Rolle. Seit die Wissenschaft diesen Zusammenhang erkannt hat, ist oft von Mikrobiom-Darm-Hirn-Achse die Rede.[7]

Die Kommunikation zwischen Darm und Hirn über neuronale, immunologische, endokrine und mikrobielle Mechanismen konnten bereits wissenschaftlich nachgewiesen werden, wobei die genaueren Prozesse dieser vielseitigen und komplexen Kommunikation weiterhin Gegenstand aktueller Forschung sind.[8]

Abbildung 3: Ein Großteil der Nervenfasern verläuft vom Bauch zum Kopf – es werden also mehr Signale vom Darm an das Gehirn gesendet als andersherum.

Auf was hat die Darm-Hirn-Achse nun alles Einfluss?

Wie bereits aus den verschiedenen Mechanismen deutlich wurde, hat die Darm-Hirn-Achse eine vielfältige Wirkung im menschlichen Körper. So ist sie an der Regulierung der Darmfunktionen, wie Verdauung, Nährstoffaufnahme und Darmbarriere, Entzündungsprozessen, der Immunabwehr sowie den Funktionen des Gehirns beteiligt.

Die Verbindung zwischen Darm und Hirn zeigt die enge Verbindung der Darmgesundheit mit dem psychischen Wohlbefinden.[8] Die Darm-Hirn-Achse hat Auswirkungen auf Gefühle, Motivation, höhere kognitive Funktionen und auch intuitiven Entscheidungsfindungen.[2]

Gedanken und Emotionen wiederum beeinflussen direkt die Zusammensetzung der Darmmikrobiota und somit auch die Funktion des Darms und des Immunsystems. Ängste und Stress wirken auf das vegetative Nervensystem und den Darm, wo es auf Dauer zu krank machenden Veränderungen kommen kann. Gleichzeitig beeinträchtigt eine belastete Verdauung die Psyche. Es besteht eine Wechselwirkung, die sich gegenseitig verstärken kann.

Bestimmt dein Darm, wer du bist?

Sogar bestimmte Persönlichkeitsmerkmale können mit der Darmmikrobiota zusammenhängen. In Studien konnte ein Zusammenhang zwischen dem Vorkommen und der Häufigkeit bestimmter Bakterienarten in der Darmmikrobiota mit Persönlichkeitseigenschaften wie Extrovertiertheit und Introvertiertheit gezeigt werden.[9] Eine andere Studie beschreibt, dass die beiden Persönlichkeitsmerkmale Gewissenhaftigkeit und emotionale Stabilität mit einer eher entzündungshemmenden Zusammensetzung der Darmmikrobiota einhergehen. Die Autoren führten dies auf einen Zusammenhang zwischen negativen Emotionen und Entzündungen zurück, was zu einer Änderung der Zusammensetzung der Darmmikrobiota und einer gestörten Darmbarriere führen könnte.[10]

Darüber hinaus zeigen neue Forschungsergebnisse die Beteiligung der Darmmikrobiota an der Regulation des Tag-Nacht-Rhythmus der Stresshormone. Sie hat dabei einen Einfluss auf stressreaktive Gehirnregionen. Eine verringerte Diversität führt zu Beeinträchtigungen der tageszeitspezifischen Stressreaktivität.[11]

So groß ist der Einfluss der Darm-Hirn-Achse auf die Gesundheit – Erkrankungen, die mit der Darm-Hirn-Achse in Verbindung gebracht werden

Abbildung 4: Das Bauchgefühl täuscht nicht - der Bauch entscheidet und fühlt mit.

Aus Studien wird ersichtlich, dass einerseits bei einigen Erkrankungen, die auf Störungen der Darm-Hirn-Achse zurückzuführen sind, das Gehirn ein wesentlicher Einflussfaktor ist. Andererseits kann der Darm Auswirkungen auf den Verlauf oder die Entstehung von Erkrankungen des Gehirns haben.[8]

Das Reizdarmsyndrom ist die bekannteste Erkrankung, die mit der Mikrobiom-Darm-Hirn-Achse zusammenhängt. Bis zu 50 % der Menschen, die die Diagnosekriterien für eine Angststörung erfüllen, leiden unter einem Reizdarmsyndrom.[8]

Stress und Angst führen zu einer verringerten Diversität und einer veränderten Zusammensetzung der Darmmikrobiota.[11] Eine veränderte Zusammensetzung der Darmmikrobiota zeigte sich auch bei Menschen, die an Depressionen leiden.[8] Die Darmmikrobiota und die Mikrobiom-Darm-Hirn-Achse scheinen also bei psychiatrischen Erkrankungen eine Rolle zu spielen. Eine Veränderung der Kommunikation zwischen Darm und Hirn könnte eine mögliche Ursache für psychische Störungen sein. Durch Veränderungen der Darmmikrobiota und der Darmbarriere kann es über verschiedene Prozesse zu höheren Entzündungswerten im Gehirn kommen, wodurch strukturelle Veränderungen an Zellen und Nervenbahnen entstehen, die für das Lernen, das Gedächtnis, die Stimmungsregulierung und die Emotionen zuständig sind. Dies führt zu einer möglichen Förderung neuropsychiatrischer Erkrankungen. Für die Identifizierung der genauen ursächlichen Prozesse, die mit der Darm-Hirn-Achse zusammenhängen, ist weitere Forschung notwendig.[6]

Weitere Erkrankungen bei denen die aktuelle Forschung auf einen Zusammenhang mit der Darm-Hirn-Achse hinweist sind: psychomotorische Entwicklungsstörungen, wie Autismus oder ADHS⁷; Schlafstörungen und metabolisches Syndrom[12]; Epilepsie[13]; chronisch-entzündliche Darmerkrankungen; Hauterkrankungen; Migräne; Autoimmunerkrankungen, wie multiple Sklerose[14]; Demenz und Alzheimer.[1]

Fazit – Darm und Hirn: eine faszinierende Verbindung

Es ist also nicht nur im sprachlichen Gebrauch möglich, Schmetterlinge im Bauch zu haben oder eine Entscheidung aus dem Bauch heraus zu treffen. Darm und Hirn stehen über vielfältige und komplexe Mechanismen im regen Austausch miteinander. Die Verbindung zwischen Darm und Hirn über die Darm-Hirn-Achse beeinflusst Darmfunktionen, Stimmung, Verhalten und sogar kognitive Fähigkeiten. Um die genauen Prozesse der Darm-Hirn-Achse, vor allem bei verschiedenen Erkrankungen vollständig zu entschlüsseln, bedarf es weiterer Forschung. Jedoch könnten die gewonnen Erkenntnisse neue Möglichkeiten in der Diagnostik und Therapie verschiedener Erkrankungen eröffnen und bieten ein faszinierendes Forschungsfeld.

Biografisches

Vivian Zajac ist studierte Gesundheitspädagogin (B.Sc.) und Heilpraktikeranwärterin mit einem besonderen Fokus auf ganzheitliche Gesundheit und Prävention. In einer Fortbildung zur Darmgesundheitsberaterin widmete sie sich 2022 ihrem Herzensthema Darmgesundheit. Auch in ihrer Freizeit beschäftigt sie sich intensiv mit Themen rund um Gesundheit, Naturheilkunde und Biohacking, eignet sich Wissen an und probiert selbst immer wieder Neues aus. Dabei sind Methoden wie Breathwork, Eisbaden, Kraftsport, gesunde Ernährung und eine möglichst optimale Versorgung mit Mikronährstoffen ein fester Bestandteil ihres Lebens. Vivian Zajac liebt es nicht nur ihre eigene Gesundheit immer weiter zu optimieren sondern auch ihr Wissen und ihre Begeisterung – sowohl im privaten als auch beruflichen Kontext – weiterzugeben. Dabei ist für sie eine ganzheitliche Betrachtung des Menschen essenziell.

[1] Cryan JF, O'Riordan KJ, Cowan CSM, Sandhu KV, Bastiaanssen TFS, Boehme M, Codagnone MG, Cussotto S, Fulling C, Golubeva AV, Guzzetta KE, Jaggar M, Long-Smith CM, Lyte JM, Martin JA, Molinero-Perez A, Moloney G, Morelli E, Morillas E, O'Connor R, Cruz-Pereira JS, Peterson VL, Rea K, Ritz NL, Sherwin E, Spichak S, Teichman EM, van de Wouw M, Ventura-Silva AP, Wallace-Fitzsimons SE, Hyland N, Clarke G, Dinan TG. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013. doi: 10.1152/physrev.00018.2018. PMID: 31460832. https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/physrev.00018.2018?rfr_dat=cr_pub++0pubmed&url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori%3Arid%3Acrossref.org Zugriff am: 03.02.2025

[2] Mayer EA. Gut feelings: the emerging biology of gut-brain communication. Nat Rev Neurosci. 2011 Jul 13;12(8):453-66. doi: 10.1038/nrn3071. PMID: 21750565; PMCID: PMC3845678. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3845678/ Zugriff am 10.02.2025.

[3] Elfers, K., Mazzuoli-Weber, G. (2024). Die Darm-Hirn-Achse (gut-brain axis). In: Moser, G., Goebel-Stengel, M., Stengel, A. (eds) Psychosomatik in der Gastroenterologie und Hepatologie. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-68436-8_3 Zugriff am: 10.02.2025.

[4] Bonaz, Bruno & Bazin, Thomas & Pellissier, Sonia. (2018). The Vagus Nerve at the Interface of the Microbiota-Gut-Brain Axis. Frontiers in Neuroscience. 12. 10.3389/fnins.2018.00049. https://www.researchgate.net/publication/322986233_The_Vagus_Nerve_at_the_Interface_of_the_Microbiota-Gut-Brain_Axis/citation/download?_tp=eyJjb250ZXh0Ijp7ImZpcnN0UGFnZSI6InB1YmxpY2F0aW9uIiwicGFnZSI6InB1YmxpY2F0aW9uIn19 Zugriff am: 10.02.2025.

[5] Marano G, Mazza M, Lisci FM, Ciliberto M, Traversi G, Kotzalidis GD, De Berardis D, Laterza L, Sani G, Gasbarrini A, Gaetani E. The Microbiota-Gut-Brain Axis: Psychoneuroimmunological Insights. Nutrients. 2023 Mar 20;15(6):1496. doi: 10.3390/nu15061496. PMID: 36986226; PMCID: PMC10059722. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10059722/ Zugriff am: 03.02.2025.

[6] Wang Q, Yang Q, Liu X. The microbiota-gut-brain axis and neurodevelopmental disorders. Protein Cell. 2023 Oct 25;14(10):762-775. doi: 10.1093/procel/pwad026. PMID: 37166201; PMCID: PMC10599644. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10599644/ Zugriff am: 03.02.2025.

[7] Margolis KG, Cryan JF, Mayer EA. The Microbiota-Gut-Brain Axis: From Motility to Mood. 2021. Gastroenerology Vol 160(5), 1486-1501. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016508521002687#:~:text=Inthisreview%2Cwehighlighttheroleofbowelsyndromeanddisordersofmoodandaffect Zugriff am:03.02.2025.

[8] Lee A, Lee JY, Jung SW, Shin SY, Ryu HS, Jang SH, Kwon JG, Kim YS. Brain-Gut-Microbiota Axis. Korean J Gastroenterol. 2023 Apr 25;81(4):145-153. Korean. doi: 10.4166/kjg.2023.028. PMID: 37096434. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37096434/ Zugriff am: 03.02.2025.

[9] Johnson KVA. Gut microbiome composition and diversity are related to human personality traits. Hum Microb J 2020; DOI: 10.1016/j.humic.2019.100069. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452231719300181?via%3Dihub Zugriff am 10.02.2025.

[10] Kim N. et al. Correlation between gut microbiota and personality in adults: A cross-sectional study. Brain Behavior and Immunity 2018; 69: 374-385. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29278751/ Zugriff am 10.02.2025.

[11] Tofani GSS, Leigh SJ, Gheorghe CE, Bastiaanssen TFS, Wilmes L, Sen P, Clarke G, Cryan JF. Gut microbiota regulates stress responsivity via the circadian system. Cell Metab. 2025 Jan 7;37(1):138-153.e5. doi: 10.1016/j.cmet.2024.10.003. Epub 2024 Nov 5. PMID: 39504963. https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(24)00399-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1550413124003991%3Fshowall%3Dtrue Zugriff am: 10.02.2025.

[12] Dos Santos A, Galiè S. The Microbiota-Gut-Brain Axis in Metabolic Syndrome and Sleep Disorders: A Systematic Review. Nutrients. 2024 Jan 29;16(3):390. doi: 10.3390/nu16030390. PMID: 38337675; PMCID: PMC10857497. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10857497/ Zugriff am: 03.02.2025.

[13] Ding M, Lang Y, Shu H, Shao J, Cui L. Microbiota-Gut-Brain Axis and Epilepsy: A Review on Mechanisms and Potential Therapeutics. Front Immunol. 2021 Oct 11;12:742449. doi: 10.3389/fimmu.2021.742449. PMID: 34707612; PMCID: PMC8542678. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8542678/ Zugriff am: 03.02.2025.

[14] Kadowaki A, Quintana FJ. The Gut-CNS Axis in Multiple Sclerosis. Trends Neurosci. 2020 Aug;43(8):622-634. doi: 10.1016/j.tins.2020.06.002. Epub 2020 Jul 7. PMID: 32650957; PMCID: PMC8284847. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8284847/ Zugriff am: 10.02.2025.

Abbildung 1: Buravleva stock/shutterstock.com ; Abbildung 2: Vink Fan/shutterstock.com ; Abbildung 3: Pikovit/shutterstock.com ; Abbildung 4: SizeSquares/shutterstock.com

20.02.2025