Darmbacteriën geven signaal aan hersenen als ze vol zijn
CELL PRESS
Geen plekje over voor een toetje? De bacteriën in je darmen
willen je misschien iets vertellen. Twintig minuten na een maaltijd
produceren darmbacteriën eiwitten die de voedselinname bij dieren
kunnen remmen, meldt een onderzoek dat in Cell Metabolism van 24
november staat. De onderzoekers laten ook zien hoe de eiwitten, die
bij muizen en ratten werden geïnjecteerd, inwerken op de hersenen
zodat de eetlust werd geremd, wat de suggestie wekt dat
darmbacteriën wellicht medebepalen wanneer en hoeveel we eten.
Het nieuwe bewijs bestaat naast de huidige modellen van
eetlustbeheersing, waarbij hormonen uit de darm betrokken zijn, die
aan hersencircuits een seintje geven als we honger hebben of klaar
zijn met eten. Voor het eerst is aangetoond dat de bacteriële
eiwitten – die worden geproduceerd door mutualistische E.
colibacteriën als die verzadigd zijn – de afgifte van
darm-hersensignaalstoffen blijken te beïnvloeden (b.v. GLP-1 en PYY)
en de eetlustregulerende neuronen in de hersenen te activeren.
“Er zijn nu zoveel onderzoeken die kijken naar de samenstelling
van het microbioom in verschillende pathologische toestanden, maar
ze onderzoeken niet de mechanismes die achter deze verbanden
zitten”, zegt seniorauteur van het onderzoek Serguei Fetissov van de
Universiteit van Rouen en het INSERM Voedings-, Darm- en
Hersenlaboratorium in Frankrijk. “Ons onderzoek toont aan dat
bacteriële eiwitten uit E. coli betrokken kunnen zijn bij dezelfde
moleculaire routes die ook worden gebruikt door het lichaam om het
sein te geven dat het voldaan is, en nu moeten we er nog achter
komen hoe een veranderd darmmicrobioom deze fysiologie kan
beïnvloeden.”
Tijdens het eten komt er een toevloed van voedingsstoffen aan bij
de bacteriën in je darmen. In reactie daarop delen zij zich en
vervangen bacteriën die bij het ontstaan van de ontlasting verloren
zijn gegaan. De studie oppert een interessante theorie: omdat
darmbacteriën om te kunnen leven van ons afhankelijk zijn, is het in
hun voordeel als hun aantal stabiel blijft. Het zou dus logisch zijn
als ze een manier van communicatie met de gastheer zouden hebben als
ze niet vol zitten, waarbij ze de gastheer aanzetten om weer
voedingsstoffen te gaan innemen.
In het laboratorium zagen Fetissov en zijn collega’s dat de E.
colibacteriën in de darm, na 20 minuten te hebben gegeten van de
voedingsstoffen en na te zijn toegenomen in aantal, andere eiwitten
gingen produceren dan ze voor hun voeding deden. De 20-minutengrens
leek samen te vallen met de tijd die het duurt voordat iemand zich
voldaan of moe voelt na een maaltijd. De onderzoekers, enthousiast
over deze ontdekking, begonnen profielen op te stellen van de
bacteriële proteïnen voor en na de voeding.
Ze zagen dat het injecteren van kleine hoeveelheden bacteriële
eiwitten die worden aangemaakt na toediening van voedsel, zorgde
voor een vermindering van de voedselinname bij alle ratten en
muizen. Verdere analyse onthulde dat ‘volle’ bacteriële eiwitten de
afgifte van peptide YY stimuleerden, een hormoon dat samenhangt met
verzadigingsgevoel, terwijl dat niet gold voor ‘hongerige’
bacteriële eiwitten. Het omgekeerde gold voor de ‘glucagonachtige’
(glucagon-like) peptide-1 (GLP-1), een hormoon waarvan bekend is dat
het de insulineafgifte stimuleert.
De onderzoekers ontwikkelden vervolgens een proef waarmee de
aanwezigheid van één van de ‘volle’ bacteriële eiwitten, genaamd
ClpB in dierlijk bloed kon worden vastgesteld. Hoewel het gehalte
van het eiwit in het bloed bij muizen en ratten 20 minuten na een
maaltijd niet veranderde, correleerde het wel met ClpB DNA-productie
in de darmen, wat aangeeft dat het wellicht de samenstelling van
darmbacteriën koppelt aan de eetlustbeheersing van de gastheer. De
onderzoekers ontdekten ook dat ClpB het vuren van neuronen die de
eetlust remmen verhoogde. De rol van andere E. coliproteïnen bij
honger en verzadiging, en hoe eiwitten van andere soorten bacteriën
zouden kunnen bijdragen, is nog onbekend.
“We denken nu dat bacteriën fysiologisch deelnemen aan
eetlustregulering, direct na voedselverschaffing, door zich te
vermenigvuldigen en de afgifte van verzadigingshormonen uit de
darmen te stimuleren”, zegt Fetissov. “Bovendien denken we dat
darmbacteriën proteïnen produceren die langere tijd in het bloed
aanwezig kunnen zijn en die de routes in de hersenen kunnen
regelen.”
Vertaling: Astrid Zwart
