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Können Darmmikroben die kognitive Funktion verbessern?

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  • Bestimmte Darmmikroben können die Butyratproduktion hochregulieren, was den BDNF-Spiegel (Brain-Derived Neurotrophic Factor) erhöht, der eine entscheidende Rolle bei der kognitiven Funktion spielt.

  • Butyrat ist eine kurzkettige Fettsäure (SCFA), die von der Darmmikrobiota produziert wird, aber typischerweise nimmt die SCFA-Produktion mit zunehmendem Alter ab.

  • In dieser Studie schnitten Ratten, denen sowohl präbiotische als auch probiotische Behandlung verabreicht wurde, bei räumlichen Gedächtnistests besser ab und hatten erhöhte BDNF-Spiegel, verringerte proinflammatorische Zytokine und verbesserte elektrophysiologische Ergebnisse an ihren Hippocampi.

Der folgende Kommentar wurde von Reason am 6. November 2019 auf FightAging.org veröffentlicht:

Die mikrobiellen Populationen des Darms haben über die Moleküle, die sie erzeugen und auf die unsere Zellen reagieren, Einfluss auf die Gesundheit und das Fortschreiten des Alterns. Die Reihenfolge von Ursache und Wirkung bei den schädlichen Veränderungen, die mit dem Altern im Darmgewebe, im Immunsystem, in der Ernährung und in der Mikrobenpopulation auftreten, ist nicht ganz klar. Studien haben jedoch gezeigt, dass die Wiederherstellung jugendlicherer Bevölkerungsgruppen die Funktion von Geweben im gesamten Körper, einschließlich des Gehirns, beeinflussen kann. Die Autoren dieses Open-Access-Artikels diskutieren die Modulation der Mikrobenpopulationen im Darm von Ratten, um die Butyratproduktion und den BDNF-Spiegel hochzuregulieren und dadurch einige Aspekte der kognitiven Funktion zu verbessern. Ähnliche Beispiele gibt es in der Literatur für eine Reihe anderer Organe und Gewebe; Es handelt sich um ein interessantes Forschungsgebiet, auch wenn sich das Ausmaß der Auswirkungen letztendlich wahrscheinlich nicht allzu sehr von denen im Zusammenhang mit Bewegung oder Ernährung unterscheidet.

Die folgende Studie wurde veröffentlicht in Gehirnzirkulation am 30. September 2019:

Eine Neuroinflammation geht mit einer Verschlechterung der kognitiven Funktion und des Gedächtnisses einher, vor allem weil eine Entzündung des Hippocampus tendenziell schädliche Veränderungen der synaptischen Übertragung und Plastizität verursacht. Da BDNF dazu beiträgt, die Induktion der Langzeitpotenzierung (LTP) aufrechtzuerhalten und zu verbessern, spielt es eine wesentliche Rolle bei der kognitiven Funktion. Mit zunehmendem Alter geht ein Rückgang des BDNF-Spiegels einher, was darauf hindeutet, dass die Aufrechterhaltung angemessener BDNF-Konzentrationen möglicherweise dazu beitragen könnte, den Beginn einer kognitiven Beeinträchtigung zu verhindern oder zu verzögern.

Eine praktische Möglichkeit, den BDNF-Spiegel zu erhöhen, ist die Ergänzung mit Butyrat, einer kurzkettigen Fettsäure (SCFA), die als Histon-Deacetylase-Inhibitor fungiert. Butyrat hält die Relaxation des Chromatins aufrecht und steigert dadurch die BDNF-Expression im Hippocampus. Die Sekretion entzündungsfördernder Zytokine kann auch durch BDNF gehemmt werden, da das letztere Molekül die Aktivierung des Kernfaktors Kappa Beta (NF-κβ) beeinträchtigt. Darüber hinaus kann die Expression von Enzymen, die an der Produktion von Glutathion (GSH) beteiligt sind, auch durch die Butyratsekretion ausgelöst werden. GSH ist ein antioxidatives Enzym, das oxidativen Stress lindert – einen weiteren neurodegenerativen Risikofaktor.

Die Darmmikrobiota ist für einen erheblichen Teil der SCFA-Produktion verantwortlich. Allerdings nimmt der SCFA-Spiegel mit zunehmendem Alter aufgrund von Dysbiose ab, einem mikrobiellen Ungleichgewicht, das häufig zu einer erheblichen Zunahme pathologischer Bakterien (Proteobacterium) auf Kosten von Mutualisten (Bifidobacterium) führt. Das Fortschreiten der Darmdysbiose wurde mit chronischen systemischen Entzündungen, einschließlich Entzündungen des Gehirns, in Verbindung gebracht. Eine Nahrungsergänzung mit Probiotika und Präbiotika kann den schädlichen Auswirkungen des Alterns auf das Gehirn entgegenwirken, indem sie nicht nur Entzündungen und oxidativen Stress lindert, sondern auch neurotrophe Faktoren und neuronale Plastizität erhöht.

Es wurde eine Studie durchgeführt, um zu testen, wie sich eine probiotische und präbiotische Nahrungsergänzung auf das räumliche und assoziative Gedächtnis bei Ratten mittleren Alters auswirkt. Die Ergebnisse zeigten, dass Ratten, denen die symbiotische (sowohl probiotische als auch präbiotische) Behandlung verabreicht wurde, im räumlichen Gedächtnistest signifikant besser abschnitten als andere Gruppen, jedoch nicht im assoziativen Gedächtnistest. Die Daten zeigten auch, dass diese Verbesserung mit erhöhten BDNF-Spiegeln, verringerten entzündungsfördernden Zytokinspiegeln und besseren elektrophysiologischen Ergebnissen in den Hippocampi der symbiotischen Gruppe korrelierte. Somit deuten die Ergebnisse darauf hin, dass das Fortschreiten der kognitiven Beeinträchtigung tatsächlich durch Veränderungen der Mikrobiota beeinflusst wird, die durch Probiotika und Präbiotika hervorgerufen werden.



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