Neue Forschungsergebnisse der Michigan State University zeigen, dass Mikroben eine wichtige Rolle bei der frühen Gehirnentwicklung spielen, insbesondere in einer Schlüsselregion des Gehirns, die Stress, Sozialverhalten und lebenswichtige Körperfunktionen steuert. Die in „Hormones and Behavior” veröffentlichte Studie verwendete ein Mausmodell, um zu zeigen, dass natürliche Mikroben nicht nur unmittelbar nach der Geburt Auswirkungen auf die Gehirnstruktur haben, sondern sogar schon im Mutterleib die Entwicklung beeinflussen können. Ein Mausmodell wurde gewählt, weil Mäuse erhebliche biologische und verhaltensbezogene Ähnlichkeiten mit Menschen aufweisen und es keine anderen Alternativen gibt, um die Rolle von Mikroben bei der Gehirnentwicklung zu untersuchen.
Der Einfluss von Mikroben auf das kindliche Gehirn
Diese Arbeit ist von Bedeutung, da moderne geburtshilfliche Praktiken wie der Einsatz von Antibiotika während der Geburt und Kaiserschnittentbindungen die mütterlichen Mikroben stören. Allein in den Vereinigten Staaten erhalten 40% der Frauen rund um die Geburt Antibiotika, und ein Drittel aller Geburten erfolgt per Kaiserschnitt. „Bei der Geburt wird der Körper eines Neugeborenen auf dem Weg durch den Geburtskanal von Mikroben besiedelt. Die Geburt fällt auch mit wichtigen Entwicklungsereignissen zusammen, die das Gehirn prägen. Wir wollten weiter untersuchen, wie die Ankunft dieser Mikroben die Gehirnentwicklung beeinflussen kann“, sagte Alexandra Castillo Ruiz, Hauptautorin der Studie und Assistenzprofessorin am MSU-Institut für Psychologie.
Das Forschungsteam konzentrierte sich auf eine Gehirnregion namens paraventrikulärer Kern des Hypothalamus (PVN), der eine zentrale Rolle bei der Regulierung von Stress, Blutdruck, Wasserhaushalt und sogar sozialem Verhalten spielt. Ihre früheren Arbeiten hatten gezeigt, dass Mäuse, die ohne Mikroben aufgezogen wurden, also keimfreie Mäuse, während ihrer frühen Entwicklung mehr absterbende Neuronen im PVN hatten. Die neue Studie sollte klären, ob dieser erhöhte Zelltod langfristig zu Veränderungen in der Neuronenanzahl führte und ob diese Auswirkungen durch das Eintreffen der Mikroben bei der Geburt verursacht wurden oder bereits im Mutterleib durch Signale der mütterlichen Mikroben ausgelöst wurden.
Partner in der frühen Lebensentwicklung
Um dies herauszufinden, verwendeten die Forscher einen Cross-Fostering-Ansatz. Keimfreie neugeborene Mäuse wurden bei Müttern mit Mikroben untergebracht und mit Kontrollgruppen verglichen. Als die Gehirne dieser Mäuse nur drei Tage nach der Geburt untersucht wurden, waren die Ergebnisse frappierend: Alle Mäuse, die von keimfreien Müttern ausgetragen wurden, hatten weniger Neuronen im PVN, unabhängig davon, ob sie nach der Geburt Mikroben erhielten. Sie fanden auch heraus, dass keimfreie erwachsene Mäuse weniger Neuronen im PVN hatten. „Unsere Studie zeigt, dass Mikroben eine wichtige Rolle bei der Entwicklung einer Gehirnregion spielen, die für Körperfunktionen und Sozialverhalten von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus deutet unsere Studie darauf hin, dass mikrobielle Einflüsse bereits im Mutterleib durch Signale von mütterlichen Mikroben beginnen“, so Dr. Castillo-Ruiz. „Anstatt unsere Mikroben zu meiden, sollten wir sie als Partner in der frühen Lebensentwicklung anerkennen“, sagte Dr. Castillo-Ruiz. „Sie helfen von Anfang an beim Aufbau unseres Gehirns.“
