Voel je vlinders of blues? De microbiota-darm-hersenas

Volgens recente publicaties strekken de implicaties van de microbiota-darm-hersenas zich uit naar veel medische domeinen. Die domeinen zijn erg verschillend en gaan van darmstoornissen tot psychische en psychiatrische aandoeningen; van de ziekte van Alzheimer tot autisme en multiple sclerose. De manier waarop de microbiota-darm-hersenas onze keuzes, ons humeur en onze gezondheid precies beïnvloedt, wordt nog steeds onderzocht.

Wat is de microbiota-darm-hersenas precies?

De microbiota-darm-hersenas definieert een nauwe wisselwerking tussen deze twee organen – de darmen en de hersenen – en de microbiota die in de darmen leven. Vlinders in je buik voelen of een ‘misselijkmakend’ ervaring hebben zijn een bewijs van die interactie. De hersenen hebben een directe invloed op de darm door meerdere signalen te sturen. 

Darmklachten kunnen bijvoorbeeld het resultaat (of de oorzaak) van stress of een depressie zijn.

Wat zijn de belangrijkste spelers?

De darmen en de hersenen communiceren met elkaar via neuronen en specifieke stoffen die worden aangemaakt door onze microbiota. 

Om de meest relevante interacties binnen de microbiota-darm-hersenas te verklaren, moeten we de interactie van de twee zenuwstelsels bekijken: het centrale en het enterische zenuwstelsel. Het enterische zenuwstelsel (van de darm), ook wel het ‘tweede brein’ genoemd, heeft zijn eigen specifieke zenuwen (tussen 200 en 600 miljoen volgens de meest recente schattingen en heeft een brede waaier van functies.  

Het enterische zenuwstelsel kan ook nauwkeurige signalen uitwisselen met het centrale zenuwstelsel. De twee stelsels zijn fysiek verbonden door de nervus vagus, die begint aan de onderkant van de hersenen (in de hersenstam) en naar de buikholte loopt om de darmen te innerveren. De signalen van specifieke stoffen, waarvan sommige afkomstig zijn van onze microbiota, hebben via de nervus vagus een effect op de hersenen. Een directe actie van de signalen via de bloedstroom is ook mogelijk: het debat is nog open.  

Wat is de rol van de microbiota?

De microbiota produceert stoffen – de zogenaamde korteketenvetzuren zoals boterzuur, propionzuur en azijnzuur. Die moleculen staan bekend om hun heilzame effecten, zoals het bevorderen van de gezondheid van de darmcellen (butyraat) of bijdragen aan het beheersen van cholesterol-plasmaspiegels (propionaat). Die moleculen spelen ook een rol als ‘signaalzenders’ in de communicatie tussen de darm en de hersenen. De microbiota heeft ook een invloed op het metabolisme van het aminozuur tryptofaan dat nodig is voor de synthese van serotonine. Serotonine is een belangrijke neurotransmitter in de hersenen die ook neuronen van het enterische zenuwstelsel en immuuncellen stimuleert, waarvan een tekort in verband wordt gebracht met depressie. 

Bronnen:
Osadchiy V, Martin CR, Mayer EA. The Gut-Brain Axis and the Microbiome: Mechanisms and Clinical Implications. Clin Gastroenterol Hepatol. 2018 Oct 4. S1542-3565(18)31081-4.
Liang S, Wu X, Jin F. Gut-Brain PsychologyRethinking Psychology from the Microbiota-Gut-Brain Axis. Front Integr Neurosci. 2018 Sep 11;12:33
Weltens N, Iven J, Van Oudenhove L, Kano M. The gut-brain axis in health neuroscience: implications for functional gastrointestinal disorders and appetite regulation. Ann N Y Acad Sci. 2018 Sep;1428(1):129-150.
Mörkl S, Wagner-Skacel J, Lahousen T, Lackner S, Holasek SJ, Bengesser SA, Painold A, Holl AK, Reininghaus E. The Role of Nutrition and the Gut-Brain Axis in Psychiatry: A Review of the Literature. Neuropsychobiology. 2018 Sep 17:1-9
La Rosa F, Clerici M, Ratto D, Occhinegro A, Licito A, Romeo M, Iorio CD, Rossi P. The Gut-Brain Axis in Alzheimer’s Disease and Omega-3. A Critical Overview of Clinical Trials. Nutrients. 2018 Sep 8;10(9).
Roman P, Rueda-Ruzafa L, Cardona D, Cortes-Rodríguez A. Gut-brain axis in the executive function of austism spectrum disorder. Behav Pharmacol. 2018 Oct;29(7):654-66
Xu F, Yang J, Negishi H, Sun Y, Li D, Zhang X, Hayashi T, Gao M, Ikeda K, Ikejima T. Silibinin decreases hepatic glucose production through the activation of gut-brain-liver axis in diabetic rats. Food Funct. 2018 Sep 19;9(9):4926-4935
Lyte JM, Proctor A, Phillips GJ, Lyte M, Wannemuehler M. Altered Schaedler flora mice: A defined microbiota animal model to study the microbiota-gut-brain axis. Behav Brain Res. 2019 Jan 1;356:221-226.
Liu YW, Liong MT, Tsai YC. New perspectives of Lactobacillus plantarum as a probiotic: The gut-heart-brain axis. J Microbiol. 2018 Sep;56(9):601-613.
Martin CR et al. The Brain-Gut-Microbiome Axis. Cell Mol Gastroenterol Hepatol 2018;6:133–148 (2018)
Furness JB et al. The enteric nervous system and gastrointestinal innervation: integrated local and central control. Adv Exp Med Biol. 2014;817:39-71.
Yano, J. M., Yu, K., Donaldson, G. P., Shastri, G. G., Ann, P., Ma, L., … & Hsiao, E. Y. (2015). Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell, 161(2), 264-276.
Waclawiková, B., & El Aidy, S. (2018). Role of microbiota and tryptophan metabolites in the remote effect of intestinal inflammation on brain and depression. Pharmaceuticals, 11(3), 63.