artikel

De darm-brein-as, de invloed van voeding… op je hersenen

Voeding & Ziekte

De darm-brein-as, de invloed van voeding… op je hersenen

Het is bekend dat het brein invloed heeft op de darmen, maar voor het omgekeerde is ook steeds meer bewijs: de darmmicrobiota heeft ook invloed op het brein. Voeding zou dus een rol kunnen spelen bij het voorkomen van hersenaandoeningen. Om dat werkelijk aan te tonen is nog wel meer onderzoek nodig.

Het onderzoek naar de invloed van darmmicrobiota op het brein begon met muizenonderzoek (1), vertelt Ester Aarts, onderzoeker bij het Dondersinstituut van de Radboud Universiteit in Nijmegen. De muizen werden in een steriele omgeving geboren en hadden daardoor geen darmbacteriën. ‘Ze gingen ze zich heel anders gedragen dan verwacht. Dat vonden de onderzoekers raar.’ Eerder was al bewezen dat patiënten met neuropsychiatrische ziektes als Parkinson of autisme meer problemen hebben met hun spijsvertering (2,3). Ze hebben sneller dan anderen last van constipatie of een prikkelbare darm. In de afgelopen jaren is het bepalen van de microbiota van een individueel persoon gemakkelijker geworden door nieuwe sequencingmethodes. ‘Het is aangetoond dat mensen met een neuropsychiatrische ziekte een andere microbiota kunnen hebben dan mensen zonder een dergelijke aandoening, maar we weten niet precies wat eerst komt, de ziekte of een andere microbiota (4).’

Verschillende routes naar het brein

‘We weten dat het brein invloed heeft op de darm. Als je gestrest bent, merk je van alles aan je spijsvertering. Je hebt dan bijvoorbeeld geen trek meer in eten. Onderzoek toont aan dat het ook de andere kant op kan gaan’, legt Aarts uit (5). ’Dat is belangrijk om te weten, want bacteriën zijn voor ons van groot belang. We hebben immers net zoveel bacteriën in ons lichaam als we cellen hebben. En de meeste daarvan zitten in onze darmen.’ Er zijn verschillende routes gevonden waarlangs de darmbacteriën het brein zouden kunnen beïnvloeden. Eén is via het immuunsysteem. ’Het blijkt dat verschillende neurodegeneratieve ziektes zoals Parkinson en Alzheimer gepaard gaan met ontstekingen in het lichaam. Het immuunsysteem is dus blijkbaar ook belangrijk voor de hersenen’, aldus Aarts. ’De bacteriën beschermen de darmwand en zorgen ervoor dat er geen indringers kunnen passeren, dus dat het immuunsysteem minder “opvlamt” en er minder ontstekingen ontstaan. De bacteriën in de darm maken ook anti-inflammatoire stoffen van vezels uit knoflook, ui en banaan, waardoor het ontstekingsniveau in heel het lichaam omlaag gaat. De bacteriën produceren ook nog andere stofjes die door de bloed-brein-barrière heen kunnen. Het zijn voorlopers van neurotransmitters. De stofjes lijken heel erg op stofjes die de hersenen zelf ook kunnen maken.’

Mechanisme

Naast het centrale zenuwstelsel hebben we ook een darmzenuwstelsel. ‘Deze twee zijn met elkaar verbonden door een lange zenuw: de nervus vagus. Veel communicatie tussen de hersenen en de darmen gaat via deze zenuw. Als je bij muizen deze zenuw doorknipt, dan hebben interventies op bacteriën in de darm geen effect meer op gedrag.’ Er zijn dus verschillende routes waarlangs de darmbacteriën het brein kunnen beïnvloeden: via het immuunsysteem, de metabole route via stofjes en via de nervus vagus. ‘Er is echter, zeker in mensen, nog weinig causaal bewijs dat als we iets veranderen in de darmen, dat dat tot een verandering leidt in de hersenen.’

Uitgevoerd onderzoek

Het Donders Instituut voert verschillende onderzoeken uit op dit gebied. Aarts vertelt over hun onderzoek waarbij ze bij studenten het effect van probiotica op stress hebben gemeten (6). De deelnemers moesten hun hand in ijskoud water (pijnstimulus) plaatsen in aanwezigheid van een norse onderzoeker die ze nog niet kenden. Door deze combinatie schoot het cortisolgehalte (marker voor stress) omhoog. Daarna moesten ze een werkgeheugentaak uitvoeren. De probiotica zou tegen de stress moeten beschermen. ‘Bij gezonde mensen zagen we eerst geen effecten van probiotica, totdat we ze onder stress plaatsten: de groep met probiotica liet een minder negatief effect van de stress zien dan de controlegroep.’
Aarts zegt dat veel onderzoeken naar probiotica herhaald moeten worden en het liefst met grotere groepen. ‘Het moet duidelijk worden wat het echte effect is, onder meer om ongefundeerde claims te voorkomen.’ De kleine studies die worden uitgevoerd tonen wel indrukwekkende resultaten. Wanneer mensen overstappen van een dieet met meer dierlijke producten naar een dieet met plantaardige eiwitten, is al binnen vijf dagen een duidelijke verandering in de darmbacteriën te zien (7). ‘Ook bij een verhoogde inname van visvetzuren en vezels zie je verandering in de samenstelling van de darmbacteriën, maar we weten nog niet of dat nou goed of slecht is. De studies bestaan vooral uit veel associatieve observaties. Zo zien ze dezelfde bacteriën bij mensen die een visrijk dieet hebben als bij dunne mensen. Waarom dat zo is, is nog niet duidelijk; er is nog geen causaal verband.’ Aarts ziet dat er wel steeds meer onderzoek wordt gedaan, maar dat gebeurt nog steeds met kleine populaties. ‘Het is ook niet bekend of onderzoekers die geen effect van hun interventie vinden, wel publiceren. Dan krijg je een publication bias (8).’

Neurologische ziektes

De link tussen de neurologische ziekte Parkinson en de darmen is al beter onderzocht. ‘Van Parkinson weten we dat het in de darmen kan ontstaan (9). De ziekte ontstaat door een verkeerd “opvouwen” van een bepaald eiwit, wat vervolgens tot het afsterven van hersencellen leidt. Als de helft van de hersencellen die dopamine produceren zijn afgestorven, ontstaan de typische Parkinsonklachten, zoals stijfheid en soms tremor.’ Patiënten hebben vaak al jaren voordat de eerste symptomen optreden last van darmproblemen (2). ‘De eerste voorspeller van Parkinson is constipatie, naast geurverlies. Daarna komt depressie en pas daarna de bekende bewegingssymptomen, zoals stijfheid en tremors. Al wil het natuurlijk niet zeggen dat iedereen met constipatie of depressie ook de ziekte van Parkinson krijgt. Er wordt nu gedacht dat eiwitstapelingen in de darmen al optreden voor de eerste hersengerelateerde symptomen.’
Trigger Een van de hypothesen is dat mensen met een gevoeligheid in de genen voor Parkinson andere darmbacteriën en een meer doorlatende darmwand hebben dan mensen die geen aanleg voor Parkinson hebben. Daardoor zouden ze vatbaarder zijn voor bepaalde factoren in de omgeving. ‘Er kan een trigger zijn die maakt dat de eiwitten verkeerd gaan vouwen. Als je dan niet de goede darmbacteriën hebt, ben je daar niet goed tegen bestand. De verkeerde eiwitten lekken dan via de darmen en de nervus vagus langzaam richting de motorische gebieden in de hersenen.’ Maar volgens Aarts is een darmgerelateerde therapie nog niet bekend. ‘Is er een mogelijkheid om Parkinson te stoppen door middel van een dieet? Zover zijn we nog lang niet.’
In Nederland wordt behalve in Nijmegen ook in Wageningen, Utrecht en Leiden onderzoek gedaan naar de invloed van darmbacteriën op het brein.

Referenties: 

  1. Grover M, & Kashyap PC. Germ free mice as a model to study effect of gut microbiota on host physiology. Neurogastroenterol Motil. 2014;26(6):745–748. doi: 10.1111/nmo.12366 
  2. Postuma RBGagnon JF, & Montplaisir JY. Clinical prediction of Parkinson’s disease: planning for the age of neuroprotection. Journal of neurology, neurosurgery and psychiatry. 2010DOI:10.1136/jnnp.2009.174748 
  3. Tye C, Runicles AK, Whitehouse AJO, & Alvares GA. Characterizing the Interplay Between Autism Spectrum Disorder and Comorbid Medical Conditions: An Integrative ReviewFront. Psychiatry. 2019. doi.org/10.3389/fpsyt.2018.00751 
  4. Gerhardt S, & Mohajeri MH. Changes of Colonic Bacterial Composition in Parkinson’s Disease and Other Neurodegenerative DiseasesNutrients. 2018;10(6):708doi.org/10.3390/nu10060708 
  5. Sarkar AHarty SLehto SMMoeller AHDinan TGDunbar RIMCryan JFBurnet PWJ. The Microbiome in Psychology and Cognitive Neuroscience. Trends Cogn Sci.2018;22(7):611-636. doi: 10.1016/j.tics.2018.04.006 
  6. Papalini S, Michels F, Kohn N, Wegman J, Van Hemert S, Roelofs K, Arias-Vasquez A, Aarts E. Stress matters: Randomized controlled trial on the effect of probiotics on neurocognition. Neurobiol Stress. 2018;10:100141doi: 10.1016/j.ynstr.2018.100141 
  7. Tomova A,  Bukovsky I,  Rembert E,  Yonas W, Alwarith J,  Barnard ND, &  Kahleova H. The Effects of Vegetarian and Vegan Diets on Gut Microbiota. Front Nutr. 2019;6:47. doi: 10.3389/fnut.2019.00047 
  8. Aarts E, & El Aidy S. Increasing reproducibility and interpretability of microbiota-gut-brain studies on human neurocognition and intermediary microbial metabolites. Behavioral and Brain Sciences (accepted for publication). 
  9. Hansen C, & Li J-Y. Beyond α-synuclein transfer: pathology propagation in Parkinson’s disease. Trends in Molucular Medicine. 2012;18(5):248-255. doi.org/10.1016/j.molmed.2012.03.002 
Reageer op dit artikel