De microbiota-darm-brein-as is een complex systeem van communicatie tussen de darmmicroben, het endocriene systeem, het immuunsysteem en het zenuwstelsel (centraal, enterisch, autonoom en de HPA-as). De microbiota-darm-brein-as geeft signalen vanuit de hersenen om motorische, sensorische en secretoire functies van de darm te beïnvloeden. Andersom beïnvloeden signalen en metabolieten vanuit de darmmicrobiota de ontwikkeling, biochemie en functie van het brein en het gedrag.
Het enterische zenuwstelsel is het eigen zenuwstelsel van de darm dat via de nervus vagus verbonden is met de hersenstam. Maar liefst 80% van de neuronen in de nervus vagus stuurt informatie van de darm naar de hersenen. Hierbij zijn ook het endocriene systeem en immuunsysteem van de darm betrokken. Er zijn dus drie belangrijke communicatieroutes (endocrinologisch, neuronaal en immunologisch) die het contact tussen de hersenen en de darm mogelijk maken. Als er sprake is van microbiële dysbiose, treden er veranderingen op in deze routes.
Mechanismen van de microbiota-darm-brein-as
De mechanismen waarop signalen vanuit de darmmicrobiota naar de hersenen gestuurd worden, worden onderstaand toegelicht.
Dysbiose en ‘leaky gut’
Darmbacteriën kunnen actieve metabolieten produceren die menselijke cellen aantasten. Als de microbiota verandert onder invloed van toxines of stress, ontstaan dysbiose en een verhoogde darmpermeabiliteit (‘leaky gut’). Bacteriële metabolieten lekken vanuit het zwakke darmepitheel de bloedbaan in en er treedt een immuunreactie op. Als gevolg van de lekkende darm, produceren subepitheliale, dendritische cellen exosomen met bacterieel materiaal. Exosomen zijn kleine blaasjes, geproduceerd door cellen, die chemicaliën naar andere cellen kunnen transporteren. Exosomen bereiken de hersenen via het bloed en de lymfe.
Neuroactieve metabolieten
Endocriene cellen in de darm zorgen ervoor dat het microbioom neuro-actieve stoffen kan produceren zoals cortisol, maar ook neurotransmitters zoals serotonine (waarvan een deel wordt omgezet in melatonine), dopamine, noradrenaline, GABA en voorlopers van neurotransmitters zoals tryptofaan, kynurenine, en zenuwcelstimulerende factor BDNF (brain-derived neurotrophic factor).
Immuunsysteem
Bacteriële metabolieten zoals korteketenvetzuren kunnen stemming en cognitieve functies beïnvloeden door activatie van het immuunsysteem. Het korteketenvetzuur butyraat lijkt een positieve invloed te hebben op de stemming.
Nervus vagus
Veel effecten van het darmmicrobioom op de hersenfunctie verlopen via de nervus vagus. De darmmicrobiota kan de activiteit van de nervus vagus en de stressrespons beïnvloeden via activiteit van het sympathische zenuwstelsel.
Beïnvloeden van de darmmicrobiota
Voeding en beweging zijn belangrijke factoren die de samenstelling van de darmmicrobiota gunstig kunnen beïnvloeden. Er zijn aanwijzingen dat het effect van een gezonde voeding en voldoende beweging op een gezonde psyche plaatsvindt onder invloed van de samenstelling en het metabolisme van het darmmicrobioom.
Voeding
De microbiota speelt waarschijnlijk een centrale rol in de relatie tussen een ongezonde voeding en stemmingsproblemen. Een pure en onbewerkte voeding heeft een gunstig effect op de darmmicrobiota. Plantaardige producten leveren prebiotische (fermenteerbare) vezels zoals inuline of fructanen, oligosachariden (o.a. FOS, fructo-oligosachariden en GOS, galacto-oligosachariden) en resistent zetmeel. Een gevarieerde voeding levert dagelijks vijf tot tien gram oligosachariden. Een andere manier om via voeding de darmmicrobiota gunstig te beïnvloeden is het eten van gefermenteerd voedsel zoals (probiotische) yoghurt, gefermenteerde groenten zoals zuurkool en pickles, tempeh, natto, kefir en kombucha.
Beweging
Uit recent onderzoek komt naar voren dat lichaamsbeweging de microbiële diversiteit kan vergroten en de ontwikkeling van commensale bacteriën kan verbeteren. Al deze effecten zijn gunstig voor de gastheer, waardoor de gezondheidsstatus verbetert.
Poeptransplantaties
Dat de rol van de darmmicrobiota niet alleen associatief is maar ook causaal, komt voort uit interventiestudies met poeptransplantaties, ofwel fecale microbiotatransplantatie (FMT). Bij zowel knaagdieren als mensen heeft FMT metabolische veranderingen tot gevolg. In de muisstudies ontstonden na FMT niet alleen fysiologische veranderingen maar ook gedragsveranderingen, wat wijst op een causaal verband. In een aantal neuropsychiatrische stoornissen is de effectiviteit van FMT onderzocht. Zo kan FMT een effectieve therapeutische interventie zijn bij autistische stoornissen.
Antibiotica
Antibiotica kan een verhoogd risico geven op depressie en angstgevoelens. In sommige gevallen lijkt echter een lage dosering antibiotica juist gunstig, mogelijk omdat deze mensen al een overgroei van ‘slechte’ bacteriën in de darm hebben. Antidepressiva lijken dan een vergelijkbaar effect te hebben op de darm als antibiotica.
Prebiotica
Dagelijkse inname van een prebioticum (Bimuno-galacto-oligosachariden) gedurende drie weken toonde significant lagere speekselcortisolspiegels aan en verminderde aandacht en waakzaamheid voor negatieve versus positieve informatie. Deze bevindingen waren vergelijkbaar met de bevindingen uit een onderzoek waarbij SSRI’s werden toegediend.
Probiotica
Van zowel pre- als probiotica is aangetoond dat ze psychotrope effecten hebben bij zowel gezonde vrijwilligers als bij mensen die lijden aan depressie. Probiotica met positieve effecten op de geestelijke gezondheid worden ook wel psychobiotica genoemd. Studies hebben aangetoond dat verschillende probiotische formuleringen (meestal met inbegrip van Lactobacillus en Bifidobacterium-soorten) het vermogen hebben om stemming te verbeteren bij gezonde mannen en vrouwen.
Dit artikel is mogelijk gemaakt door Stichting Orthomoleculaire Educatie, www.soe.nl
Referenties kunnen opgevraagd worden bij de redactie.
