Gezonde darmen voor een gezond brein

Darmmicrobioom beïnvloedt gezondheid van de hersenen. Gezonde darmen voor een gezond brein.

Doorbraak: Voor de eerste keer een beschrijving van de communicatie en samenwerking van darmbacteriën en hersencellen, de darm-brein-as. Chemicaliën van darm-bacteriën beïnvloeden de hersenen, op jonge leeftijd speelt dit al een rol.

Nieuw onderzoek van Weill Cornell Medicine and Cornell's Ithaca campus.

Auto-immuunziekten en psychische aandoeningen

In de laatste 20 jaar hebben wetenschappers een duidelijk link gelegd tussen auto-immuunziekten en verschillende psychische aandoeningen. Bijvoorbeeld: mensen met auto-immuunziekten zoals PDS, darmontstekingen, psoriasis en MS kunnen ook een uitgeput darm-microbioom hebben en last hebben van angst, depressie en stemmingswisselingen. Tot dusver was niet precies duidelijk op welke manier de gezondheid van de darmen de hersenen beïnvloeden.

Hoe communiceren darmbacteriën met de hersenen?

“Onze studie geeft nieuwe inzichten in de mechanismen waarmee de darmen communiceren met de hersenen op een moleculair niveau” volgens co-senior auteur Dr. David Artis, director van het Jill Roberts Institute for Research in Inflammatory Bowel Disease, director of the Friedman Center for Nutrition and Inflammation en Michael Kors Professor of Immunology van het Weill Cornell Medicine. “Niemand begreep tot nu hoe PDS en andere chronische darm-aandoeningen het gedrag en de mentale gezondheid beïnvloeden. Onze studie is het begin van een nieuwe manier op het hele plaatje te begrijpen”.

Studie in Nature

De studie is gepubliceerd in Nature op 23 oktober 2019. De onderzoekers hebben muizen gebruikt om meer te leren over de veranderingen in de hersenen als het darm-microbioom werd verwijderd. Hoofd auteur Dr. Coco Chu van het Jill Roberts Institute for Research in Inflammatory Bowel Disease, leidde een multidisciplnair team van verschillende departementen van Weill Cornell Medicine, Cornell's Ithaca campus, Boyce Thompson Institute, Broad Institute van MIT en Harvard, en Northwell Health met speciale expertise in gedrag, gen-onderzoekstechnieken en kennis van de analyse van kleine moleculen in cellen.

Muizen die behandeld zijn met antibiotica verliezen bacterie-populaties en kiemvrije muizen (zonder darmflora) lieten duidelijk een vermindering in leervermogen zien. Om de moleculaire veranderingen in beeld te brengen van deze effecten keken de onderzoekers in het RNA van de immuun-cellen (microglia) in de hersenen, daar ontdekte zij dat de veranderingen van de genen een rol spelen in het aanleggen van verbindingen in de hersenen tijdens een leerproces. Deze veranderingen werden niet waargenomen in de microglia van gezonde muizen.

“Veranderingen in de genen in de microglia verstoren het ontspringen van synapsen, de verbindingen tussen hersencellen. Het aanleggen van die verbindingen is een resultaat van een leerproces” zei onderzoeker Dr. Conor Liston, een professor in neuroscience van het Feil Family Brain & Mind Research Institute en psychiater van Weill Cornell Medicine.

Metabolieten in het brein

Het onderzoeksteam keek ook naar chemische veranderingen in het brein van de kiemvrije muizen en vond andere concentraties van verschillende metabolieten (afvalstoffen) die het gevolg zijn van neuro-psychiatrische verstoringen (aandoeningen) zoals schizofrenie en autisme. ”De chemie in het brein bepaald hoe wij ons voelen en hoe wij reageren op onze omgeving. Er is toenemend bewijs dat chemicaliën die geproduceerd worden door darmbacteriën een grote rol spelen.” Volgens Dr. Frank Schroeder, een professor van het Boyce Thompson Institute en het Chemistry and Chemical Biology Department aan Cornell Ithaca.

Muizen met darmflora

Vervolgens probeerden de onderzoekers het leerproces te verbeteren bij de muizen, in verschillende levensfasen, door het microbioom in de darmen (darmflora) te herstellen. “wij waren verrast dat wij de leer-capaciteiten van kiemvrije muizen konden herstellen, maar alleen als wij direct na de geboorte van de muis ingrepen. Dit suggereert dat de signalen van de darmbacteriën op jonge leeftijd nodig zijn. Volgens Dr. Liston “dit was een interessante conclusie gegeven het feit dat veel psychische problemen geassocieerd worden aan auto-immuunziekten en problemen met de vroege ontwikkeling van het brein”.

Gezonde darmen voor een gezond brein

De darm-brein-as heeft effect op elk individu, elke dag in hun leven zei Dr. Artis. “Wij beginnen meer te begrijpen hoe de darmen ziekten beïnvloeden zo divers als autisme, ziekte van Parkinson, PTSD en depressie. Onze studie geeft een stuk nieuw inzicht in hoe deze mechanismen werken”.

Dr. Liston: “We weten het nu nog niet, maar uiteindelijk is er een potentieel om veelbelovende doelen te halen die gebruikt kunnen worden om in de toekomst mensen te behandelen. Dat is iets wat we verder gaan testen.”

Bron: Materials provided by Weill Cornell Medicine. Journal Reference: 1. Coco Chu, Mitchell H. Murdock, Deqiang Jing, Tae Hyung Won, Hattie Chung, Adam M. Kressel, Tea Tsaava, Meghan E. Addorisio, Gregory G. Putzel, Lei Zhou, Nicholas J. Bessman, Ruirong Yang, Saya Moriyama, Christopher N. Parkhurst, Anfei Li, Heidi C. Meyer, Fei Teng, Sangeeta S. Chavan, Kevin J. Tracey, Aviv Regev, Frank C. Schroeder, Francis S. Lee, Conor Liston & David Artis. The microbiota regulate neuronal function and fear extinction learning. Nature, 2019 DOI: 10.1038/s41586-019-1644-y

Weill Cornell Medicine. "Gut instincts: Researchers discover first clues on how gut health influences brain health." ScienceDaily. ScienceDaily, 23 October 2019. <>.

Lees ook mijn blogs over darm-bacteriën bij foetussen en baby’s.

Wat zijn microglia?

Microglia bestaat uit gliacellen die een belangrijke rol speelt in het afweersysteem van het centraal zenuwstelsel.Microgliacellen zijn zeer kleine structuren die verspreid voorkomen in de weefsels van de hersenen en het ruggenmerg Het cytoplasma van microglia komt sterk overeenkomt met dat van macrofagen. Ze komen voor in zowel de witte als de grijze stof van het centraal zenuwstelsel. Microglia en andere gliacellen in de hersenen zijn van essentieel belang voor hersenonderhoud: ze tasten het centraal zenuwstelsel voortdurend af op plaques, beschadigde of ongewenste neuronen en synapsen en infectieuze agentia. (Wikipedia)

Photo by Robina Weermeijer on Unsplash