De invloed van het microbioom op ons brein

Breinontwikkeling

De eerste levensfase van een baby is een belangrijke en unieke periode als het gaat om hersenontwikkeling. Het directe contact dat tijdens de geboorte plaatsvindt tussen het vaginale microbioom van de moeder en het kind en de daaropvolgende kolonisatie van de babydarmen, legt het fundament voor de rol van micro-organismen in de ontwikkeling van de hersenen. In die eerst periode van het leven is de hersenontwikkeling zeer gevoelig voor invloeden vanuit de omgeving.

Wanneer de samenstelling van het vaginale microbioom van de moeder verandert door bijvoorbeeld stress, dieet, infectie of antibioticagebruik, heeft dat gevolgen voor de manier waarop de baby­darmen worden gekoloniseerd en daarmee op de ontwikkeling van het immuunsysteem, het metabolisme en zeker ook de hersenen. Dit heeft direct consequenties voor de gezondheid van het kind, ook op de langere termijn.

Experimenten met muizen hebben aangetoond dat stress bij de moeder voor de geboorte gevolgen heeft voor het microbioom in de pasgeboren muizen. Wanneer de muizen volwassen zijn, is het afwijkende microbioom weer volledig genormaliseerd en is het niet te onderscheiden van dat van ‘normale’ muizen. Echter, als deze muizen worden blootgesteld aan stress reageren ze heel anders dan ‘normale’ muizen. Dit zou kunnen suggereren dat het voorkomen van prenatale stress een manier kan zijn om het microbioom, en daarmee de ontwikkeling van het pasgeboren kind, gunstig te beïnvloeden.

Angsten en depressies

De bacteriën in onze darm bepalen mede wie er angsten of depressies krijgt. Recente proeven laten zien dat gedrag van dieren te beïnvloeden is door de samenstelling van het darmmicrobioom te veranderen. Angstige muizen veranderden in moedige muizen, en verlegen muizen werden sociaal. Het werd nog spannender toen bleek dat poeptransplantatie van depressieve mensen naar ratten ervoor zorgde dat die ratten tekenen van depressiviteit begonnen te vertonen. Ook studies in kleine groepen mensen geven aan dat toevoeging van specifieke bacteriesoorten aan het dieet, de hersenactiviteit kan beïnvloeden en zo angstproblemen kan onderdrukken.

De constatering dat de darmbacteriën onze hersenen kunnen beïnvloeden, betekent niet dat ons gedrag geheel door hen wordt beheerst. De conversatie tussen ons microbioom en onze hersenen is een daadwerkelijk gesprek en niet een monoloog, en ons gedrag kan ook het darmmicrobioom veranderen.

Gedragsbeïnvloeding

Een manier om de samenstelling van het darm­microbioom te veranderen is door ons voedsel. Het eten dat paste bij onze evolutionaire geschiedenis is heel anders dan wat we nu kunnen krijgen in de fastfoodrestaurants. Het bevatte veel meer slecht verteerbare ingrediënten die als voedsel dienden voor het microbioom van de dikke darm.

Veel van de van oudsher aanwezige bacteriën in ons microbioom dreigen we kwijt te raken door onze nieuwe manier van eten, en daarmee ook de gezondheidsbevorderende effecten van die door co-evolutie geselecteerde bacteriën. Mogelijk kunnen we dit verlies corrigeren door meer van die onverteerbare ingrediënten terug te brengen in ons dieet.

Een ander dieet kan leiden tot veranderingen in de chemische en fysiologische samenstelling van onze hersenen, en op die manier ons gedrag en stemming beïnvloeden. Dat soort voedselingrediënten wordt wel stemmingsvoedsel of mood foods genoemd. Voedsel dat bijvoorbeeld veel van het aminozuur tryptofaan bevat, zoals vlees of vis, maar ook chocola en sommige zaden en noten, kan een rol spelen in het verbeteren van onze stemming.

Tryptofaan is een belangrijke grondstof voor de productie van een aantal neurotransmitters, waaronder serotonine dat een positieve stemming stimuleert. Door consumptie van meer voedingsmiddelen die rijk zijn aan dit aminozuur kan onze stemming verbeteren, waarbij het darmmicrobioom kan bijdragen aan de omzetting van tryptofaan en dus de stemmingsverbetering.

De relatie tussen het microbioom en de neurobiologie van onze hersenen is een betrekkelijk nieuw concept waaraan veel onderzoek wordt gedaan, maar waar we nog heel veel niet van snappen. Het zal dus nog wel even duren voor we die kennis kunnen inzetten voor de geestelijke gezondheid van de mens. Tot dusver zijn de studies die in mensen zijn gedaan uitgevoerd met kleine groepen mensen en met wisselend resultaat. Een steeds groter wordend aantal dierstudies geeft echter aan dat hier veel te bereiken zou kunnen zijn. Daarnaast valt niet te ontkennen dat mensen die ziek geworden zijn door een darm­infectie, of die een antibioticumkuur krijgen of hun dieet drastisch veranderd hebben, vaak ook een verandering van hun stemming of gedrag vertonen.

Hoge verwachtingen

Als we de communicatie tussen het darmmicrobioom en onze hersenen beter begrijpen, biedt dat grote mogelijkheden voor wetenschappers en clinici om te werken aan alternatieve therapieën in de geestelijke gezondheidszorg. Het is opmerkelijk dat verschillende gedragsstoornissen vaak gepaard gaan met darmklachten of voedselallergieën, zoals autisme, ADHD, angstsyndromen of depressie.

Bovendien gaat een aantal degeneratieve hersenziekten, zoals de ziekte van Parkinson of Alzheimer, vaak gepaard met darmproblemen. Mogelijk speelt het microbioom een rol in het ontstaan of de ernst van deze problemen, en zijn er dus manieren te bedenken om die rol te beïnvloeden. Op dit moment is dit echter nog toekomstmuziek en de daadwerkelijke effectiviteit van dit soort benaderingen moet nog blijken.