Das Biotop in uns

Wenn man Forschern wie Sven Pettersson eine Weile zuhört, fühlt man sich fast schon in seinem eigenen Körper in der Minderheit. Bakterien sind nicht nur zahlenmäßig in der Übermacht, sie haben zusammen genommen schätzungsweise sogar 150 Mal mehr Gene, als die menschlichen Zellen. Für den am Karolinska Institut arbeitenden Wissenschaftler ist es deshalb kein Wunder, dass unsere mikroskopisch kleinen Untermieter den Körper nach ihren eigenen Vorstellungen dirigieren. Auch unser Gehirn ist seiner Ansicht nach nur deswegen so komplex entwickelt, weil wir von Bakterien besiedelt sind.

"Man kann unseren Körper als eine Art Haus für die Bakterien betrachten. Sie senden Signale aus, die die Temperatur und die Energiezufuhr in diesem Haus regulieren. Eine gleich bleibende Temperatur und eine sichere Energieversorgung sind gleichzeitig die Voraussetzung dafür, dass ein Organismus so komplexe Organe entwickeln konnte, wie den Magen-Darm-Trakt oder das Gehirn. Die Bakterien sind also eine Erklärung dafür, dass der Mensch ein so hoch entwickeltes Gehirn hat."

Tatsächlich konnten die Forscher zeigen, dass die Anwesenheit von Bakterien wichtig ist, damit sich das Gehirn richtig entwickeln kann. Sie ließen Mäuse in speziellen Plastikzelten aufwachsen um sie völlig keimfrei zu halten. Dann beobachteten die Wissenschaftler das Verhalten dieser Tiere. Sie verglichen es mit dem von Artgenossen, die eine normale Entwicklung durchgemacht hatten.

"Wir haben gesehen, dass die Tiere, die während ihrer Entwicklung keinen Kontakt zu Bakterien hatten, viel unruhiger waren. In unseren Verhaltenstests benahmen sie sich auch viel risikofreudiger. Das änderte sich selbst dann nicht, wenn wir die bereits erwachsenen keimfreien Tiere mit Bakterien behandelten."

Die Verhaltensänderungen konnten die Forscher nur bei sehr jungen keimfrei gehaltenen Mäusen umkehren. Bekamen diese Tiere Kontakt zu Bakterien, verhielten sie sich als Erwachsene normal. Offenbar ist es für eine normale Entwicklung also entscheidend, dass sich die Tiere schon sehr früh in ihrem Leben mit Keimen auseinandersetzen.

"Das ist die wichtigste Beobachtung, die wir gemacht haben. Wir wissen aber nicht, welcher Mechanismus dahinter steckt. Allerdings haben wir ein paar indirekte Zusammenhänge entdeckt. Zum Beispiel konnten wir nachweisen, dass Bakterien in bestimmten Teilen des Gehirns Wachstumsfaktoren beeinflussen, die bei der Hirnentwicklung eine Rolle spielen. Genau dieselben Faktoren steuern die Bewegung und die Ängstlichkeit."

Zudem konnten Sven Pettersson und seine Kollegen zeigen, dass Bakterien die Bildung von Synapsen, also von Verschaltungen zwischen Nervenzellen beeinflussen. Offenbar regulieren die Keime auch die Konzentration so genannter Neurotransmitter – wenn auch nur in bestimmten Teilen des Gehirns. Diese Botenstoffe transportieren Informationen zwischen Nervenzellen.

"Warum die Bakterien das machen und warum sie es nur in bestimmten Regionen des Gehirns tun, wissen wir nicht. Interessant ist aber auch der Zusammenhang, dass die Keime die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke beeinflussen. Dafür gibt es zumindest gute Belege. Kurz vor der Geburt senden die Bakterien Signale an das Ungeborene, dass es an der Zeit ist, diese Barriere zu schließen."

Über die Blut-Hirn Schranke reguliert der Organismus, welche Stoffe in das Gehirn gelangen dürfen und welche nicht. Damit schützt der Körper eines seiner wichtigsten Organe vor Schadstoffen oder Krankheitserregern. Kann ein Organismus diese Barriere nach der Geburt nicht schließen, haben diese Eindringlinge freie Bahn. Auch das könnte eine Erklärung dafür sein, dass sich keimfrei aufgewachsene Mäuse anders verhalten.