Die Darm-Hirn-Achse ist ein bidirektionales Kommunikationssystem zwischen dem Magen-Darm-Trakt und dem Gehirn. Stress kann die Darmmotilität, das Immunsystem, das mikrobielle Milieu und die Barrierefunktion beeinflussen. SIBO bedeutet, dass sich die Menge und/oder Zusammensetzung der Mikroorganismen im Dünndarm verändert und dadurch das lokale Milieu und der mikrobielle Stoffwechsel beeinflusst werden können. Eine erhöhte intestinale Permeabilität kann die Wechselwirkung zwischen Stoffen im Darmlumen und den immunologischen und metabolischen Systemen des Körpers verändern. Gleichzeitig zeigt neue Forschung, dass von Bakterien produzierte Metaboliten weit über den Darm hinaus gelangen können. So wurde beispielsweise gezeigt, dass ImP das Gehirn erreichen kann und mit der Funktion des Hypothalamus, der Stressbewältigung und emotionalem Essen in Verbindung gebracht wurde, während TMAO unter anderem im Zusammenhang mit kognitiven und neurologischen Funktionen untersucht wird. Die Kommunikation zwischen Darm und Gehirn betrifft daher nicht nur die Darmflora, sondern das Zusammenspiel von Bakterien, Dünndarm, Darmbarriere, Nervensystem, Immunsystem, Stoffwechsel und Gehirn.
Stress kann den Darm beeinflussen – aber auch der Darm kann Signale an das Gehirn senden. Neue Forschung zeigt, wie Nervensignale, das Immunsystem, die Darmbarriere und von Bakterien produzierte Stoffe gemeinsam zur Kommunikation zwischen Darm und Gehirn beitragen können.
Hast du schon einmal bemerkt, dass du nervös wirst und gleichzeitig Bauchschmerzen bekommst, dich aufgebläht fühlst oder plötzlich auf die Toilette musst? Das ist ein deutliches Beispiel dafür, wie das Gehirn den Darm beeinflussen kann.
Aber die Kommunikation funktioniert auch in die andere Richtung.
Die sogenannte Darm-Hirn-Achse ist ein bidirektionales Kommunikationssystem, bei dem das Gehirn den Darm beeinflusst und gleichzeitig kontinuierlich Informationen aus dem Darm an das Gehirn weitergeleitet werden.
Neue Forschung hat diese Kommunikation besonders interessant gemacht. Im Mittelpunkt steht nicht mehr nur die Frage, welche Bakterien im Darm vorkommen, sondern auch wo sich die Bakterien befinden, welche Stoffe sie produzieren und wie gut die Darmbarriere funktioniert.
Dabei sind drei Faktoren besonders interessant:
Stress, eine bakterielle Überwucherung des Dünndarms (SIBO) und eine erhöhte intestinale Permeabilität – manchmal auch als „Leaky Gut“ bezeichnet.
Darm und Gehirn kommunizieren auf mehreren Wegen
Darm und Gehirn stehen über mehrere parallele Systeme miteinander in Verbindung:
- Das Nervensystem, insbesondere der Vagusnerv und das enterische Nervensystem.
- Das Immunsystem, unter anderem über Zytokine und andere entzündliche Signale.
- Das Hormon- und Stresssystem, einschließlich der HPA-Achse und Cortisol.
- Der Blutkreislauf, über den von Bakterien produzierte Metaboliten und andere Moleküle vom Darm in andere Bereiche des Körpers transportiert werden können.
Das bedeutet, dass Veränderungen im Darm vom Gehirn möglicherweise gleichzeitig über verschiedene Wege wahrgenommen werden können.
Der Vagusnerv – ein Kommunikationsweg vom Darm zum Gehirn
Der Vagusnerv ist einer der wichtigsten Kommunikationswege des Körpers zwischen den inneren Organen und dem Gehirn.
Es liegt nahe, den Vagusnerv vor allem als einen Nerv zu betrachten, der den Darm vom Gehirn aus steuert. Anatomisch betrachtet ist es jedoch eher umgekehrt:
Etwa 80 % der Nervenfasern des Vagusnervs sind afferent und übermitteln sensorische Informationen aus den inneren Organen in Richtung Gehirn, während etwa 20 % efferent sind und Signale vom Gehirn zu den peripheren Organen weiterleiten.
Der Darm ist also nicht nur Empfänger von Informationen aus dem Gehirn. Er ist auch eine wichtige Quelle von Informationen, die das Gehirn erreichen.
Vagale Nervenendigungen können beispielsweise indirekt durch Nährstoffe, Hormone, immunologische Signale und Stoffe beeinflusst werden, die durch den Stoffwechsel von Bakterien entstehen.
Stress: Wenn die Kommunikation vom Gehirn zum Darm verläuft
Stress verdeutlicht die entgegengesetzte Richtung innerhalb der Darm-Hirn-Achse.
Wenn wir Stress ausgesetzt sind, werden unter anderem das sympathische Nervensystem und die HPA-Achse des Körpers aktiviert. Stresshormone wie Cortisol und Katecholamine verändern die Physiologie des Körpers, um uns bei der Bewältigung der Situation zu unterstützen.
Im Magen-Darm-Trakt kann anhaltender oder starker Stress unter anderem Folgendes beeinflussen:
- die Darmmotilität
- die Sekretion
- das Immunsystem
- Mastzellen
- das mikrobielle Milieu
- die Funktion der Darmbarriere
Bei manchen Menschen kann Stress daher zu Magen-Darm-Beschwerden wie Blähungen, Durchfall, Verstopfung und Bauchschmerzen beitragen.
Kann Stress zu einem durchlässigen Darm beitragen?
Die Innenseite des Darms ist von einer dünnen Schicht aus Epithelzellen bedeckt, die eine Barriere zwischen dem Darminhalt und dem restlichen Körper bildet.
Zwischen den Zellen befinden sich Proteinkomplexe, sogenannte Tight Junctions, die regulieren, welche Stoffe zwischen den Zellen hindurchtreten können.
Wenn sich diese Regulation verändert, kann die intestinale Permeabilität zunehmen.
Experimentelle Forschung zeigt, dass psychischer Stress die Darmbarriere beeinflussen kann, unter anderem über Signalwege, an denen CRH und Mastzellen beteiligt sind. Auch Studien am Menschen zeigen stressbedingte Veränderungen der intestinalen Permeabilität, wobei die Ergebnisse je nach Studie und Art des Stresses unterschiedlich ausfallen.
„Leaky Gut“ bedeutet daher nicht, dass Löcher im Darm entstehen. Gemeint ist eine veränderte Regulation der Durchlässigkeit der Darmbarriere.
SIBO – wenn sich Bakterien am falschen Ort befinden
Der Dickdarm enthält normalerweise sehr große Mengen an Bakterien. Im Dünndarm ist die Bakteriendichte dagegen deutlich geringer.
Bei SIBO – Small Intestinal Bacterial Overgrowth – kommt es zu einer erhöhten Menge und/oder einer veränderten Zusammensetzung von Mikroorganismen im Dünndarm.
Das ist ein wichtiger Unterschied.
Bei SIBO geht es daher nicht nur darum, welche Bakterien vorhanden sind, sondern auch darum, wo im Magen-Darm-Trakt sie sich befinden und was sie dort tun.
Wenn Bakterien bereits im Dünndarm vermehrt Nährstoffe verstoffwechseln können, kann dies unter anderem zu einer verstärkten Fermentation und zur Produktion verschiedener mikrobieller Metaboliten führen.
SIBO wurde außerdem mit einer veränderten Darmmotilität, einer Aktivierung des Immunsystems und Veränderungen der Darmschleimhaut in Verbindung gebracht.
Kann SIBO zu einem durchlässigen Darm beitragen?
Es gibt biologische Gründe, einen Zusammenhang zwischen bakterieller Überwucherung und der Funktion der Darmbarriere anzunehmen, aber der Zusammenhang ist komplex.
Studien haben bei bestimmten Formen bakterieller Überwucherung eine erhöhte Durchlässigkeit des Dünndarms gezeigt. Andere Studien – beispielsweise bei Menschen mit Reizdarmsyndrom (IBS) – konnten dagegen nicht zeigen, dass SIBO allein die erhöhte Durchlässigkeit erklärt.
Daher ist es sinnvoller, SIBO, Entzündungen, eine veränderte Barrierefunktion und eine gestörte Darmmotilität als möglicherweise zusammenwirkende Prozesse zu betrachten, anstatt zu sagen, dass SIBO grundsätzlich einen durchlässigen Darm verursacht.
Wenn Stoffe aus dem Darm in den Blutkreislauf gelangen
Hier hat die Forschung zur Darm-Hirn-Achse einen wichtigen Schritt nach vorn gemacht.
Bakterien im Darm produzieren eine große Anzahl kleiner Moleküle – mikrobielle Metaboliten –, wenn sie Bestandteile unserer Ernährung abbauen.
Diese Metaboliten verbleiben nicht zwangsläufig im Darm.
Einige können über die Darmschleimhaut aufgenommen werden, in den Blutkreislauf gelangen und dadurch möglicherweise Organe an ganz anderen Stellen des Körpers beeinflussen.
Zwei interessante Beispiele sind Imidazolpropionat (ImP) und Trimethylamin-N-oxid (TMAO).
ImP – ein bakterieller Metabolit mit Verbindung zum Stresssystem des Gehirns
Imidazolpropionat oder ImP entsteht, wenn bestimmte Darmbakterien die Aminosäure Histidin verstoffwechseln.
ImP wurde bisher vor allem im Zusammenhang mit der Forschung zu Typ-2-Diabetes, Insulinresistenz und Stoffwechselgesundheit untersucht.
Doch neue Forschung hat ein völlig neues Forschungsfeld eröffnet.
Eine 2025 veröffentlichte Studie zeigte, dass von Bakterien produziertes ImP in den Blutkreislauf und ins Gehirn gelangen konnte.
In experimentellen Modellen beeinflusste erhöhtes ImP unter anderem die Genexpression im Hypothalamus und das Gleichgewicht zwischen GABAerger und glutamaterger Signalübertragung – zwei zentrale Systeme für die Aktivität von Nervenzellen im Gehirn.
Die Forschenden fanden außerdem Zusammenhänge mit stressbezogenem Verhalten.
Bei Menschen waren höhere ImP-Werte mit einer schlechteren Fähigkeit zur Stressbewältigung und verstärktem emotionalem Essen verbunden.
Das bedeutet nicht, dass ImP psychische Erkrankungen verursacht. Die Ergebnisse zeigen jedoch etwas grundsätzlich Wichtiges:
Ein von Darmbakterien produzierter Metabolit kann das Gehirn erreichen und die neuronale Funktion beeinflussen.
TMAO – eine weitere Verbindung zwischen Bakterien und dem restlichen Körper
TMAO, Trimethylamin-N-oxid, ist ein weiterer Metabolit, der mit dem Stoffwechsel von Darmbakterien verbunden ist.
Der Prozess beginnt damit, dass Bakterien beispielsweise Cholin und Carnitin zu Trimethylamin (TMA) verstoffwechseln. TMA wird aufgenommen und hauptsächlich in der Leber zu TMAO umgewandelt.
TMAO wurde vor allem im Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Nierenfunktion und Stoffwechsel untersucht. In den vergangenen Jahren hat die Forschung auch mögliche Zusammenhänge mit der Gehirnfunktion untersucht.
Studien haben beispielsweise Zusammenhänge zwischen höheren TMAO-Werten und kognitiven Beeinträchtigungen gefunden. TMAO wird inzwischen auch als möglicher Bestandteil der metabolischen Kommunikation innerhalb der Darm-Hirn-Achse untersucht.
Gleichzeitig ist es wichtig, zwischen Zusammenhang und Ursache-Wirkungs-Beziehung zu unterscheiden. TMAO wird unter anderem durch Ernährung, mikrobiellen Stoffwechsel, Leberfunktion und Nierenfunktion beeinflusst. Es ist noch nicht geklärt, in welchem Ausmaß TMAO selbst zu verschiedenen neurologischen oder psychischen Erkrankungen beiträgt.
Von der Darmflora zur Darmfunktion
Dies verändert teilweise die Art und Weise, wie wir über die Darm-Hirn-Achse denken können.
Die Frage lautet nicht nur:
„Welche Bakterien befinden sich im Darm?“
Mindestens ebenso interessant sind die Fragen:
Wo befinden sich die Bakterien?
Welche Stoffe produzieren sie?
Wie funktioniert die Barriere des Dünndarms?
Und welche dieser Signale erreichen den Blutkreislauf, das Nervensystem und schließlich das Gehirn?
Zwei Menschen können daher theoretisch eine ähnliche Bakterienzusammensetzung in einer Stuhlprobe haben und dennoch eine unterschiedliche mikrobielle Aktivität und unterschiedliche Bedingungen im Dünndarm aufweisen.
Ein möglicher Kreislauf: Stress → Darm → Gehirn
Die bidirektionale Kommunikation führt auch zu einem interessanten Modell:
Dies sollte nicht so interpretiert werden, dass Stress automatisch SIBO verursacht oder dass SIBO psychische Erkrankungen verursacht.
Vielmehr verdeutlicht das Modell, warum die Darm-Hirn-Achse ein Kreislauf und kein einseitiger Signalweg ist.
Das Gehirn kann die Bedingungen im Darm verändern – und Veränderungen im Darm können wiederum neue Signale an das Gehirn senden.
Was bedeutet das für die psychische Gesundheit?
Die Forschung zur Darm-Hirn-Achse hat sich in den vergangenen Jahren von relativ allgemeinen Zusammenhängen zwischen der „Darmflora“ und dem psychischen Wohlbefinden hin zu detaillierteren biologischen Mechanismen entwickelt.
Forschende untersuchen heute unter anderem:
- mikrobielle Metaboliten
- intestinale Permeabilität
- Immunaktivierung
- vagale Signalübertragung
- die HPA-Achse
- Neurotransmittersysteme
- das Zusammenspiel zwischen Darmbarriere und Blut-Hirn-Schranke
Veränderungen in diesen Systemen wurden unter anderem mit Stress, Angst, Depression, emotionalem Essen und kognitiver Funktion in Verbindung gebracht.
Das Forschungsgebiet ist jedoch noch jung.
Dass ein Metabolit oder eine Veränderung im Darm mit einer psychischen Erkrankung verbunden ist, bedeutet nicht, dass er oder sie die Erkrankung verursacht. Die psychische Gesundheit wird durch zahlreiche biologische, psychologische und soziale Faktoren beeinflusst.
Der Darm ist ein Teil dieses komplexen Systems – nicht die gesamte Erklärung.
Darm und Gehirn – ein fortlaufender Dialog
Die vielleicht wichtigste Erkenntnis der heutigen Forschung ist daher, dass Darm und Gehirn nicht als zwei voneinander getrennte Organe betrachtet werden sollten.
Sie stehen in ständigem Austausch.
Über das Stresssystem und das autonome Nervensystem kann das Gehirn die Darmmotilität, das Immunsystem und die Barrierefunktion beeinflussen.
Gleichzeitig kann der Darm über den Vagusnerv, das Immunsystem und den Blutkreislauf Informationen zurück an das Gehirn senden.
Neue Forschung zeigt außerdem, dass auch kleine Moleküle, die durch den Stoffwechsel von Bakterien entstehen, Teil dieser Kommunikation sein können.
Die nächste Generation der Forschung zur Darm-Hirn-Achse wird sich daher wahrscheinlich weniger ausschließlich darauf konzentrieren, welche Bakterien im Darm vorhanden sind, sondern stärker darauf, wo sie sich befinden, welche Stoffe sie produzieren und wie diese Stoffe mit der menschlichen Physiologie interagieren.
Quellen
- Vanuytsel T, van Wanrooy S, Vanheel H, et al. Psychological stress and corticotropin-releasing hormone increase intestinal permeability in humans by a mast cell-dependent mechanism. Gut. 2014;63(8):1293–1299. doi:10.1136/gutjnl-2013-305690.
- Konturek PC, Brzozowski T, Konturek SJ. Stress and the gut: pathophysiology, clinical consequences, diagnostic approach and treatment options. J Physiol Pharmacol. 2011;62(6):591–599.
- The microbial metabolite imidazole propionate modulates hypothalamic activity and stress-induced behaviors. 2025. PMID: 41297540.
- Liu M, et al. The role of gut microbiota-derived trimethylamine N-oxide in the pathogenesis and treatment of mild cognitive impairment. Int J Mol Sci. 2025;26(3):1373. doi:10.3390/ijms26031373.
- Small intestinal bacterial overgrowth: microbiome dysregulation, gut-brain axis disruption, and systemic consequences. 2026. PMID: 42378001.
