Bacteriën communiceren met zenuwstelsel in de darm

Biologie Het maagdarmstelsel telt wel een half miljard zenuwcellen. Dit buikbrein regelt onder meer de peristaltiek.

Foto Getty Images

Bacteriën in de darm communiceren direct met het ‘buikbrein’ en hebben daarmee invloed op de peristaltiek (pompbeweging) van de darm. Een internationaal onderzoeksteam heeft een receptor op zenuwcellen in de darmwand geïdentificeerd als biosensor. „Voor het eerst hebben we laten zien dat er een directe communicatie is met het zenuwstelsel van de spijsvertering”, zegt Werend Boesmans die aan het onderzoek meewerkte, waarvan de publicatie is verschenen in Nature.

Boesmans is als biomedisch onderzoeker verbonden aan Maastricht University en de Universiteit Hasselt. Als hij het heeft over het buikbrein, bedoelt hij het zenuwstelsel dat verspreid over het maagdarmstelsel wel een half miljard zenuwcellen telt. „Bij elkaar is het bijna even groot als het brein van een kat”, zegt hij. „Het buikbrein regelt de bloedtoevoer, de afbraak en de opname van voedingsstoffen en hoe de darmen samentrekken.”

Moleculaire mechanismen

Het team waar Boesmans deel van uitmaakt deed de ontdekking bij muizen. Eerder was al geconstateerd dat dieren zonder darmflora leden aan verstopping, door een verminderde peristaltiek. Maar zodra de dieren weer darmbacteriën kregen, kwam er weer beweging in de stoelgang. Welke moleculaire mechanismen de activiteit van het buikbrein beïnvloeden, was niet bekend.

Maar nu konden de onderzoekers na een serie van experimenten met genetisch gemanipuleerde muizen aantonen dat het de zogeheten arylkoolwaterstof-receptor (AhR) is die de inhoud van de darm kan detecteren. „Die receptor zelf was al bekend”, zegt Boesmans. „Maar het was niet bekend dat hij ook op zenuwcellen van de darm zat. Waarschijnlijk zijn het de stofwisselingsproducten van de darmbacteriën die de biosensor prikkelen. Vooral in de dikkedarm zijn deze receptoren veel aanwezig; daar is de bacteriepopulatie ook diverser en groter in aantal.”

Hoewel dit onderzoek gedaan is bij muizen, heeft het ook relevantie voor mensen, zegt Boesmans. „Bij mensen die last hebben van het prikkelbaredarmsyndroom houdt de aanwezigheid van de receptor verband met de frequentie van hun stoelgang, of ze last hebben van constipatie of diarree. Dat is het leuke aan deze studie, want nu kunnen we beter gaan kijken welke invloed bepaalde voeding heeft op de prikkeling van de biosensor, en of we dat misschien via medicatie of probiotica kunnen sturen.”

Depressie, parkinson en autisme

Dat is een nieuwe benadering, want het onderzoek dat tot nu toe is gedaan richtte zich vooral op de effecten van het microbioom op het centrale zenuwstelsel. Daarin is een verband gevonden tussen het microbioom en bijvoorbeeld depressie, parkinson en autisme. Daar komt nu de directe invloed van het microbioom op het perifere zenuwstelsel bij.

„Het buikbrein kan zelfstandig werken”, zegt Boesmans. „Daarmee voorziet het in de basisbehoefte van het lichamelijk functioneren. Een geïsoleerde darm behoudt bijvoorbeeld zijn eigen peristaltiek. Maar tegelijkertijd functioneert het buikbrein niet geheel zelfstandig, want er is ook een belangrijke invloed van het centraal zenuwstelsel. Dat merken we bijvoorbeeld als we zenuwachtig zijn, waardoor we meer aandrang krijgen.”