Darmneuronen könnten Verstopfung und Bauchschmerzen verbinden

Verstopfung und Bauchschmerzen treten häufig gemeinsam auf. Dennoch verstehen Forschende bislang nicht vollständig, wie das Nervensystem die Bewegung durch den Darm mit den Empfindungen koordiniert, die aus seinem Inneren stammen.

Eine neue Untersuchung an Mäusen hat nun eine Gruppe von Nervenzellen identifiziert, die möglicherweise an beiden Vorgängen beteiligt ist.

Aktivierten die Forschenden diese Zellen in isolierten Dickdärmen, bewegten sich Kotpellets mit höherer Wahrscheinlichkeit nach vorn. Wurden dieselben Zellen bei lebenden Mäusen aktiviert, zeigten die Tiere zudem Verhaltensweisen, die mit Schmerz oder Unwohlsein verbunden sind.

Zusammengenommen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass dieselben Darmneuronen möglicherweise sowohl die Bewegung des Darminhalts im Dickdarm als auch die Wahrnehmung von Vorgängen im Körperinneren mitsteuern.

„Diese Neuronen könnten direkt auf Entzündungen reagieren.“ – Arzt und Wissenschaftler Daniel Verbaro

Die Studie liegt als Preprint bei bioRxiv vor und wurde bislang nicht im Peer-Review-Verfahren begutachtet.

Das enterische Nervensystem im Darm

Der Verdauungstrakt verfügt über ein weitreichendes Netzwerk von Nervenzellen, das als enterisches Nervensystem bezeichnet wird. Dieses System wird bisweilen als „zweites Gehirn“ beschrieben. Es hilft bei der Steuerung der Verdauung und koordiniert die Muskelkontraktionen, welche Material durch den Darm transportieren.

Eine 2025 in Nature veröffentlichte Studie zeigte, dass unterschiedliche Nährstoffe bei Mäusen verschiedene Gruppen enterischer Neuronen aktivieren. Das lieferte weitere Hinweise darauf, dass das körpereigene Nervensystem des Darms Signale aus dem Darminneren wahrnehmen und unterscheiden kann.

Das enterische Nervensystem umfasst jedoch zahlreiche unterschiedliche Arten von Neuronen. Welche Aufgabe jede einzelne Zellpopulation erfüllt, wird weiterhin untersucht.

Die Forschenden durchsuchten Daten zur Genexpression nach einem Marker, der sensorische Neuronen im Darm von sensorischen Nervenzellen unterscheiden könnte, welche den Darm mit Gehirn und Rückenmark verbinden.

Ihre Analyse wies auf Pdyn hin, das Gen für ein Protein namens Prodynorphin.

Mithilfe genetisch veränderter Mäuse verfolgte das Team Neuronen, die mit Pdyn verbunden sind. Dabei zeigte sich, dass diese Zellen vor allem im eigenen Nervensystem des Dickdarms konzentriert waren. Ein Teil von ihnen gehörte zu dem Nervennetzwerk, das die Darmbewegung steuert.

Damit stand den Forschenden eine klar abgegrenzte Neuronengruppe zur Verfügung, die möglicherweise den Weitertransport von Material durch den Darm unterstützt.

Auch das elektrische Verhalten der Zellen zeigte eine schnelle, stoßartige Reaktion: Nach einem Reiz erzeugten sie ein oder zwei Signale und verstummten anschließend, selbst wenn die Stimulation fortgesetzt wurde.

Pdyn-Neuronen beeinflussen die Bewegung im Dickdarm

Als Nächstes aktivierten die Forschenden diese Neuronen mit Licht, um ihren Einfluss auf die Darmbewegung zu prüfen. Wurden die Zellen in aus Mäusen entnommenen Dickdärmen stimuliert, wanderten Kotpellets nach vorn.

„Unsere Ex-vivo-Experimente liefern dafür die stärksten Belege“, sagte Daniel Verbaro, Kinderarzt und Arzt-Wissenschaftler an der Washington University School of Medicine in St. Louis, gegenüber ScienceAlert.

Da der Dickdarm aus dem Körper entfernt worden war, erhielt er keine Signale mehr von Gehirn, Rückenmark oder äußeren Nerven. Dadurch konnten die Forschenden beobachten, wozu die Nervenzellen des Darms eigenständig fähig sind.

Die Aktivierung derselben Neuronen bei lebenden Mäusen veränderte allerdings nicht die von ihnen ausgeschiedene Kotmenge. Verbaro zufolge könnte dies daran liegen, dass die Darmbewegung eines lebenden Tieres von Signalen des enterischen Nervensystems und von Nerven außerhalb des Darms abhängt.

„Wahrscheinlich steuert bei der Maus die Kombination dieser äußeren Signale und der Signale des enterischen Nervensystems die gastrointestinale Motilität“, sagte er.

Möglicher Zusammenhang mit Schmerz und Entzündungen

Obwohl die Stimulation die Kotmenge nicht beeinflusste, löste sie eine andere Reaktion aus: Die Mäuse erstarrten und spannten die Bereiche um ihre Augen an. Dieses Verhalten kann bei Mäusen auf Schmerz oder Unwohlsein hindeuten.

Die Befunde legen nahe, dass diese Neuronen nicht nur an der Darmbewegung beteiligt sein könnten, sondern auch daran, wahrzunehmen, was im Inneren des Darms geschieht. Was die Mäuse genau erlebten und ob die Nervenzellen Schmerzen unmittelbar auslösen, ist jedoch noch nicht bekannt.

„Wir haben noch nicht aufgeschlüsselt, wie diese Funktionen miteinander verbunden sind“, sagte Verbaro.

Darüber hinaus stellten die Forschenden fest, dass die Neuronen Merkmale tragen, die ihnen möglicherweise das Erkennen von Signalen im Zusammenhang mit Entzündungen ermöglichen.

Daher vermuten sie, dass die Zellen auf Entzündungen reagieren könnten. Experimentell belegt ist dies bislang jedoch nicht.

„Diese Neuronen exprimieren bei gesunden Mäusen Untereinheiten von Zytokinrezeptoren, was uns zu der Hypothese führt, dass diese Neuronen direkt auf Entzündungen reagieren könnten“, erläuterte Verbaro.

Ähnliche enterische Neuronen wurden auch im menschlichen Darm nachgewiesen. Ob diese Zellen bei Menschen die Darmbewegung und Schmerzen beeinflussen, ist allerdings weiterhin unbekannt.

„Ich glaube, dass uns diese Arbeit letztlich helfen wird, gastrointestinale Symptome beim Menschen zu verstehen“, sagte Verbaro.

„Ich denke, es wird entscheidend sein zu wissen, ob menschliche enterische Neuronen ebenfalls bei Darmschmerzen eine Rolle spielen. Dadurch können wir gezielter Strategien entwickeln, die auf Motilität und/oder Schmerz abzielen.“

Die Ergebnisse könnten langfristig zu einem besseren Verständnis von Erkrankungen wie chronischer Verstopfung und Reizdarmsyndrom beitragen. Keine dieser beiden Erkrankungen wurde in der Studie jedoch unmittelbar untersucht.

Weil die Untersuchung noch kein Peer Review durchlaufen hat, müssen ihre Ergebnisse durch weitere Forschung bestätigt werden.

Die Forschungsarbeit ist als Preprint auf bioRxiv verfügbar.

Dieser Artikel wurde von Michael Irving auf Fakten geprüft und von Rebecca Dyer redigiert. Wir legen großen Wert auf unseren Prozess, sind aber nur Menschen. Falls Sie einen Fehler entdecken, teilen Sie uns dies bitte mit.