3
January
2020

Praten je darmen met je hersenen?

Hoe verloopt de communicatie tussen de hersenen en de bacteriën in de darm? Saskia van Hemert probeert dit te ontrafelen.

Praten je darmen met je hersenen? En heeft wat je eet daarmee te maken? Zou het kunnen dat onze bacteriën bepalen hoe we ons voelen en gedragen? Saskia van Hemert werkt als senior onderzoeker bij Winclove Probiotics. Haar expertise ligt op het gebied van interacties tussen de mens en hun bacteriën, met een focus op de microbiota-darmen-hersenenas. In samenwerking met onderzoekers van verschillende universiteiten probeert ze te ontrafelen hoe de communicatie tussen de hersenen en de bacteriën in de darm verloopt.

De mens en zijn bacteriën

Mensen bestaan voor het grootste deel uit bacteriecellen, niet uit menselijke cellen[1]. Deze bacteriecellen, de microbiota, bevinden zich vooral in het darmstelsel. In totaal zijn er meer dan 1000 verschillende soorten bacteriën bekend die in de menselijke microbiota kunnen voorkomen. Ieder mens heeft daarvan een unieke selectie. Deze bacteriën beginnen vlak na de geboorte met de kolonisatie van het maag-darmstelsel. Er zijn zelfs aanwijzingen dat een foetus al in de baarmoeder met bacteriën in aanraking komt.[2] Factoren die van invloed zijn op de bacteriesamenstelling, zijn onder andere voeding en omgevingsfactoren zoals beweging, roken en het gebruik van medicijnen, de leeftijd en de genetische achtergrond van de gastheer.[3]

De rol van darmbacteriën bij ziekte en gezondheid

Darmbacteriën zijn belangrijk voor de gezondheid van mensen. Ze helpen om het immuunsysteem te ontwikkelen, ze hebben een rol bij het verteren van voedsel, ze produceren vitamines en ze helpen het lichaam te beschermen tegen pathogenen. De laatste jaren is er veel onderzoek gedaan naar de verschillen in samenstelling van de microbiota tussen gezonde en zieke mensen. Momenteel zijn er al meer dan 25 ziektes bekend die gelinkt zijn aan een afwijkende microbiota.[4] Dit zijn bijvoorbeeld darmziektes, zoals Colitis Ulcerosa, de ziekte van Crohn en het prikkelbaredarmsyndroom, maar ook ziektes zoals diabetes, reuma, en de ziekte van Parkinson. Over het algemeen wordt er bij zieke mensen een verminderde diversiteit van de microbiota gevonden, maar het is vaak nog onduidelijk of deze lagere diversiteit een oorzaak of een gevolg van de ziekte is.  

Onderzoek bij muizen naar de rol van bacteriën bij gedrag

Experimenten met bacterievrije muizen hebben aangetoond dat bacteriën een belangrijke rol spelen bij gedrag.[5] Zo laten bacterievrije muizen minder angstig en depressief gedrag zien, maar hebben ze juist een verhoogde respons op stress. Ook experimenten met poeptransplantaties hebben het belang van bacteriën op gedrag laten zien. In een  experiment kregen ratten poeptransplantaties van mensen met een ernstige depressie of van gezonde vrijwilligers. De ratten die de transplantatie van depressieve mensen hadden gekregen, toonden depressief en angstig gedrag, in tegenstelling tot de dieren die een poeptransplantatie van gezonde mensen hadden gekregen.[6]

De invloed van bacteriën op stemming bij mensen

Ook bij mensen zijn een aantal interessante bevindingen gedaan. Zo is gebleken dat er verschillen zijn in bacteriesamenstelling tussen gezonde mensen en mensen met een depressie,[6-8] gezonde mensen en mensen met autisme[9,10] en gezonde mensen en mensen met schizofrenie.[11,12]

Een andere interessante bevinding werd gedaan in een recente studie, waarbij gezonde vrouwen werden ingedeeld in twee groepen, gebaseerd op hun bacteriesamenstelling. Vrouwen uit de ene groep hadden een hogere activiteit in bepaalde hersengebieden wanneer ze naar afbeeldingen van vervelende dingen keken dan de vrouwen uit de andere groep,[13] waarbij wel opgemerkt moet worden dat de ene groep maar uit zeven personen bestond en de andere uit 33.

Een derde voorbeeld is een studie in een kliniek voor alcoholverslaafden in België. Hierbij werden de patiënten in twee groepen verdeeld, gebaseerd op de doorlaatbaarheid van de darm. De groep met een hoge darmdoorlaatbaarheid had een andere bacteriesamenstelling vergeleken met de groep met een lage darmdoorlaatbaarheid en een controlegroep.[14] De groep met de hoge darmdoorlaatbaarheid scoorde significant hoger bij het invullen van vragenlijsten op het gebied van depressie, angst en hunkering voor en na een afkickperiode.

Communicatie tussen bacteriën en hersenen via verschillende mogelijke routes

Voorlopig is het nog onduidelijk via welke mechanismen bacteriën invloed uitoefenen op gedrag en gevoel in mensen. Er zijn verschillende communicatieroutes van de darmen naar de hersenen mogelijk: via het immuunsysteem, via stoffen die de bacteriën maken en uitscheiden, via hormonen en/of via het zenuwstelsel.[15] Welke routes het belangrijkst zijn, is nog onbekend. Ook is nog onduidelijk welke soorten bacteriën een rol spelen bij deze communicatie tussen de verschillende bacteriën in de darmen en de hersenen.

Psychobiotica: probiotica voor de hersenen

De laatste jaren is er groeiende aandacht voor de effecten van probiotica op de hersenen van de gastheer. Daar is zelfs een nieuwe term voor bedacht: psychobiotica.[16] Psychobiotica zijn veel bestudeerd in diermodellen, maar er zijn ook al enkele eerste studies bij mensen gedaan. Deze studies hebben aangetoond dat deelnemers minder last hebben van stress na inname van probiotica.[17,18] Zo liet een studie bij gezonde vrouwen dat de hersenactiviteit van vrouwen anders is als ze vier weken lang dagelijks een gefermenteerd yoghurtproduct met probiotica hebben gegeten, in vergelijking tot vrouwen die een controleyoghurt zonder probiotica hebben gegeten.[19]

Een andere studie met gezonde vrijwilligers heeft aangetoond dat zij na inname van een probiotisch voedingssupplement gedurende vier weken lager scoorden op een vragenlijst die piekergedrag bij tegenslagen meet.[20]

Recente overzichtsstudies suggereren dat probiotica effect kunnen hebben op depressiesymptomen, maar geven ook aan dat er nog veel meer onderzoek nodig is.[21,22] Ook zijn er nog geen studies gedaan die een duidelijk effect op gedrag laten zien.

Veel correlaties tussen darmbacteriën en gedrag

Al met al zijn er dus al veel correlaties gevonden tussen de darmbacteriën en verschillende ziektes en gedragingen, maar het is nog te vroeg om te kunnen concluderen welke manipulaties van de microbiota effect hebben op hoe mensen zich voelen of gedragen. Tot nog toe heeft een indicatiespecifiek multispecies probioticum mooie resultaten laten zien bij gevoelens van piekeren en agressie, en hier loopt momenteel verder onderzoek mee.

Referenties

1. Sender, R., S. Fuchs, and R. Milo, Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biol, 2016. 14(8): p. e1002533.
2. Reid, G., et al., Microbes central to human reproduction. Am J Reprod Immunol, 2015. 73(1): p. 1-11.
3. Zhernakova, A., et al., Population-based metagenomics analysis reveals markers for gut microbiome composition and diversity. Science, 2016. 352(6285): p. 565-9.
4. De Vos, W.M. and E.A. de Vos, Role of the intestinal microbiome in health and disease: from correlation to causation. Nutr Rev, 2012. 70 Suppl 1: p. S45-56.
5. Foster, J.A. and K.A. McVey Neufeld, Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends Neurosci, 2013.
6. Kelly, J.R., et al., Transferring the blues: Depression-associated gut microbiota induces neurobehavioural changes in the rat. J Psychiatr Res, 2016. 82: p. 109-18.
7. Jiang, H., et al., Altered fecal microbiota composition in patients with major depressive disorder. Brain Behav Immun, 2015. 48: p. 186-94.
8. Naseribafrouei, A., et al., Correlation between the human fecal microbiota and depression. Neurogastroenterol Motil, 2014. 26(8): p. 1155-62.
9. Berding, K. and S.M. Donovan, Microbiome and nutrition in autism spectrum disorder: current knowledge and research needs. Nutr Rev, 2016. 74(12): p. 723-736.
10. Kraneveld, A.D., et al., Gut-to-Brain Axis in Autism Spectrum Disorders: Central Role for the Microbiome. Int Rev Neurobiol, 2016. 131: p. 263-287.
11. Dickerson, F., E. Severance, and R. Yolken, The microbiome, immunity, and schizophrenia and bipolar disorder. Brain Behav Immun, 2016.
12. Nemani, K., et al., Schizophrenia and the gut-brain axis. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 2015. 56: p. 155-60.
13. Tillisch, K., et al., Brain structure and response to emotional stimuli as related to gut microbial profiles in healthy women. Psychosom Med, 2017.
14. Leclercq, S., et al., Intestinal permeability, gut-bacterial dysbiosis, and behavioral markers of alcohol-dependence severity. Proc Natl Acad Sci U S A, 2014. 111(42): p. E4485-93.
15. Carabotti, M., et al., The gut-brain axis: interactions between enteric microbiota, central and enteric nervous systems. Ann Gastroenterol, 2015. 28(2): p. 203-209.
16. Dinan, T.G., C. Stanton, and J.F. Cryan, Psychobiotics: A Novel Class of Psychotropic. Biol Psychiatry, 2013.
17. Andersson, H., et al., Oral Administration of Lactobacillus plantarum 299v Reduces Cortisol Levels in Human Saliva during Examination Induced Stress: A Randomized, Double-Blind Controlled Trial. Int J Microbiol, 2016. 2016: p. 8469018.
18. Moller, C.M., et al., Influence of acute multi-species and multi-strain probiotic supplementation on cardiovascular function and reactivity to psychological stress in young adults: a double-blind, randomized, placebo-controlled trial. Psychosom Med, 2017.
19. Tillisch, K., et al., Consumption of fermented milk product with probiotic modulates brain activity. Gastroenterology, 2013. 144(7): p. 1394-401, 1401 e1-4.
20. Steenbergen, L., et al., A randomized controlled trial to test the effect of multispecies probiotics on cognitive reactivity to sad mood. Brain Behav Immun, 2015. 48: p. 258-64.
21. Wallace, C.J. and R. Milev, The effects of probiotics on depressive symptoms in humans: a systematic review. Ann Gen Psychiatry, 2017. 16: p. 14.
22. Huang, R., K. Wang, and J. Hu, Effect of Probiotics on Depression: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Nutrients, 2016. 8(8).

27
November
2018

darmbacteriën

darm-hersen-as

probiotica

Hersenen