Studie bestätigt Wirkung der Darmmikroflora auf die psychologische Belastbarkeit und den Abbau von Ängsten

Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Mental Health veröffentlichte Studie untersuchte die Beziehung zwischen Mustern der Interaktionen zwischen Gehirn und Darmmikrobiom (BGM) und der Stressresistenz.

Resilienz wird als die Fähigkeit definiert, mit belastenden Ereignissen erfolgreich umzugehen. Sie umfasst die Akzeptanz von Veränderungen, Beharrlichkeit, die Toleranz gegenüber negativen Emotionen und die Fähigkeit, sich von Stress zu erholen. Die Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf die Zusammenhänge zwischen Resilienz und Persönlichkeitsmerkmalen, sozialen Faktoren sowie Strategien zur Verhaltens- und Emotionsregulation.

Zusammensetzung und Funktion des menschlichen Mikrobioms stehen im Zusammenhang mit stressbedingten Erkrankungen. Das Darmmikrobiom kann über das Blutzuckersystem die psychische Funktion modulieren und die Stressresistenz fördern. Dies deutet darauf hin, dass das Mikrobiom Metaboliten mit potenzieller therapeutischer Wirkung enthalten könnte. Bisher gibt es jedoch keine Studie, die das integrative biologische Profil der Resilienz untersucht hat.

In dieser Studie untersuchten die Forscher den Zusammenhang zwischen Resilienz und klinischen Phänomenen, neuronalen Eigenschaften und der Funktion des Mikrobioms. Es handelte sich um eine Sekundärstudie, die Daten aus zwei früheren Studien zusammenfasste. Die Teilnehmer stammten aus der Gemeinde Los Angeles.

Personen mit neurologischen Erkrankungen, früheren Bauchoperationen, psychiatrischen Erkrankungen, Drogenmissbrauch, Antibiotika-/Probiotikagebrauch, schwangere oder stillende Frauen usw. wurden ausgeschlossen.

Alle Teilnehmer unterzogen sich einer multispektralen Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns, gaben Stuhlproben ab und füllten Fragebögen aus.

Die Fragebogendaten umfassten Body-Mass-Index (BMI), körperliche Aktivität, Connor-Davidson Resilience Scale (CD-RISC), sozioökonomischen Status, State-Trait Anxiety Inventory (STAI), Perceived Stress Scale (PSS), Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS), Positive and Negative Affect Scale, Diet and Sleep Scale (PROMIS).

Weitere Maßnahmen umfassten Gesundheitsfragebögen der Patienten, Bewältigungsstrategien, Diskriminierungsbewertung, Neigungs-/Vermeidungsverhaltenssystem, Fünf-Faktoren-Achtsamkeitsskala (FFM), mehrdimensionale Selbsteinschätzung der Fähigkeiten (MASQ), Schmerzkatastrophenskala, Frühtraumaskala, Viszeraler Sensibilitätsindex, Schmerzvigilanzskala, Internationaler Persönlichkeitspool (IPIP) und normale Persönlichkeitsbewertung. DNA wurde aus Stuhlproben für die 16S-rRNA-Gensequenzierung extrahiert.

Stuhlproben wurden mithilfe der globalen Metabolomik-Plattform HD4 verarbeitet und analysiert. Es wurden RNA-Extraktion und Metatranskriptomsequenzierung durchgeführt.

Die Forscher verwendeten die Methode „Data Integration for Discovery of Biomarkers“ (DIABLO), um Wechselwirkungen zwischen klinischen/verhaltensbezogenen, zentralen (Gehirn) und peripheren (Metabolom, Mikrobiom) Markern zu identifizieren, die mit Resistenzphänotypen assoziiert sind.

Insgesamt nahmen 116 Teilnehmer, darunter 71 Frauen, an der Studie teil. Es gab keine signifikanten Unterschiede in der Alpha- und Beta-Diversität zwischen der Gruppe mit hoher Resilienz (HR) und der Gruppe mit niedriger Resilienz (LR).

Die DIABLO-Analyse ergab eine stark korrelierte Omik-Signatur, die Personen mit geringer und hoher psychischer Belastbarkeit unterscheidet. Die von DIABLO ausgewählten Variablen umfassten 45 Merkmale (13 klinische, drei metabolomische, fünf funktionelle MRT-Daten im Ruhezustand, sechs strukturelle MRT-Daten, zwei Diffusions-MRT-Daten und 16 transkriptomische Variablen).

Zu den klinischen Variablen gehörten IPIP-Neurotizismus und Extraversion, HADS-Angst und Depression, STAI-Angst, MASQ-verbales Gedächtnis, Aufmerksamkeit, visuelle Wahrnehmung und Sprache, PSS-Score, FFM-Gesamtscore sowie nicht wertende und beschreibende Unterskalen.

Die HR-Gruppe zeigte im Vergleich zur LR-Gruppe ein höheres Durchschnittsniveau an Achtsamkeit und Extraversion, jedoch ein niedrigeres Durchschnittsniveau an Neurotizismus, Angst, Aufmerksamkeitsproblemen, verbalem Gedächtnis, Sprache, visueller Wahrnehmung und Stresswahrnehmung.

Zu den metabolomischen Variablen gehörten Kreatin, Dimethylglycin (DMG) und N-Acetylglutamat (NAG). Die NAG- und DMG-Werte waren in der HR-Gruppe im Durchschnitt höher als in der LR-Gruppe. Die Kreatinwerte waren in beiden Gruppen ähnlich.

Kurz gesagt waren die mittleren Werte der bakteriellen Transkriptome, die mit der genetischen Ausbreitung, der Entzündungshemmung, dem Stoffwechsel und der Anpassung an die Umwelt in Zusammenhang stehen, in der HR-Gruppe höher.

Die HR-Gruppe wies im Ruhezustand niedrigere Durchschnittswerte aller strukturellen MRT-Merkmale auf, jedoch höhere Werte aller funktionellen MRT-Merkmale.

Unter den Diffusions-MRT-Merkmalen zeigte die HR-Gruppe eine geringere durchschnittliche bilaterale Konnektivität des Gyrus subcallosalis, jedoch eine höhere Konnektivität zwischen dem rechten Hippocampus und dem rechten lateralen Gyrus orbitalis. Zwei CD-RISC-Faktoren (Persistenz und Kontrolle) zeigten starke Assoziationen mit diesen DIABLO-Variablen.

Die Studie ergab, dass mehrere BGM-Marker Personen mit hoher Resilienz (HR) von Personen mit geringer Resilienz (LR) unterscheiden konnten. Die HR-Gruppe zeigte adaptive psychologische Merkmale, neuronale Signaturen, die kognitiv-emotionale Verbindungen und Emotionsregulation unterstützen, sowie Mikrobiomfunktionen, die die Darmgesundheit fördern.

Insbesondere unterschieden sich die Gruppen am deutlichsten in ihren bakteriellen Transkriptomen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass das Darmmikrobiom und die Gehirneigenschaften zur Stressresistenz beitragen.