Hoe communiceren je hersenen met je darmen?

Je hersenen, die ook wel het brein worden genoemd, bepalen wat je denkt en voelt, hoe je leert en onthoudt, en de manier waarop je beweegt en praat. Maar de hersenen regelen ook activiteiten waarvan je je minder bewust bent, zoals het kloppen van je hart en de vertering van voedsel. Alleen al de gedachte aan eten kan sappen in de maag doen vrijkomen voordat er voedsel komt. Deze verbinding gaat beide kanten op. Een onrustig maag-darmkanaal kan signalen naar de hersenen sturen, net zoals onrustige hersenen signalen naar het maag-darmkanaal kunnen sturen. Daarom kunnen maag- of darmklachten de oorzaak of het resultaat zijn van angst, stress of depressie. Dat komt omdat de hersenen en het spijsverteringsstelsel, waar maag en darmen een groot onderdeel van uitmaken, nauw met elkaar zijn verbonden.

De wederzijdse relatie tussen hersenen en het maag-darmkanaal, maar vooral tussen hersenen en de darmmicrobiota (= micro-organismen in de darmen, voor meer info hierover zie mijn andere artikel) heeft afgelopen decennia veel aandacht gekregen als een belangrijke bijdrage aan de menselijke gezondheid. Veel onderzoeken zijn gericht op de wederzijdse relatie tussen hersenen en de darmmicrobiota, namelijk de “darmmicrobiota-hersenen-as”. Met groeiend bewijs wordt steeds opnieuw aangetoond dat de darmmicrobiota een sleutelrol speelt in de regulering van menselijk gedrag en hersenfuncties1. Hierbij zijn de twee belangrijkste spelers, voedingsstoffen en de darmmicrobiota2 betrokken.

Hoe beïnvloedt darmmicrobiota de werking van de hersenen?

Darmmicrobiota zorgt voor de afgifte van de chemische informatieagenten – darmpeptiden, die in grote mate de gezondheid van de hersenen beïnvloeden. Peptiden worden vrijgegeven uit het maag-darmkanaal in reactie op voedingsstoffen en communiceren informatie over de huidige staat van energiebalans naar de hersenen. Deze peptiden reguleren eetlust, energieverbruik en glucosehuishouding3, maar ook beïnvloeden zij het immuunsysteem van de hersenen en de routes van zijn neurotransmitters, die een essentiële rol spelen in de functies van de hersenen, zoals stemming, persoonlijkheid en gedrag.

Een disbalans van de darmmicrobiota kan een darmontsteking veroorzaken. Wanneer de darmen ontstoken zijn, raakt de darmwand verzwakt, waardoor onverteerbare voedingsstoffen, toxinen en bacteriën in de bloedbaan terecht komen. Dit veroorzaakt de afgifte van de signaalmediatoren – cytokinen door het immuunsysteem. De cytokinen komen in de bloedbaan terecht en veroorzaken ontstekingen in het hele lichaam, waaronder in de hersenen. Een ontsteking in de hersenen is niet pijnlijk en is daardoor moeilijk te herkennen. Echter het bevordert het proces van hersendegeneratie en is gerelateerd aan de volgende symptomen: hersenmist (=brain fog), onduidelijke gedachten, laag uithoudingsvermogen van de hersenen, lage concentratie, langzame en gevarieerde mentale snelheden, verlies van hersenfunctie na trauma, hersenmoeheid en slechte concentratie na de maaltijd, hersenmoeheid bevorderd door systemische ontsteking, chemicaliën, geuren en verontreinigende stoffen.

Een aantal onafhankelijke onderzoeken hebben aangetoond dat verschillende darmziektes zoals darmontsteking, de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa, verschillende neuropsychiatrische stoornissen kunnen veroorzaken zoals depressie, geheugenverlies, angstaanvallen, de ziekte van Parkinson, Alzheimer en autisme5, 6, 7. Bijvoorbeeld, de ziekte van Parkinson veroorzaakt eerst degeneratieve processen in de darmen, voordat degeneratie in de hersenen begint8, 9, 10.

Maar ook hersendegeneratie kan darmdegeneratie veroorzaken. Uit onderzoeken blijkt dat het afsterven van zenuwcellen in de hersenen (= neurale degeneratie) het afsterven van neuronen in het enterische zenuwstelsel van het spijsverteringsstelsel veroorzaakt11, 12. Soms gebeurt het andersom: chronische darmproblemen kunnen het eerste signaal zijn van hersendegeneratie12.

Hoe verloopt communicatie tussen darmmicrobiota en de hersenen?

De bacteriën van darmmicrobiota communiceren heen en weer met de hersenen op 4 verschillende manieren13, waaronder

  • via de nervus vagus 
De grote zenuw, nervus vagus of met andere woorden, zwervende zenuw vertegenwoordigt de belangrijkste communicatieroute van de darmen naar de hersenen. Deze zenuw komt uit de hersenstam en loopt naar alle organen van het lichaam, inclusief het spijsverteringskanaal. Het speelt een cruciale rol bij het faciliteren van bi-directionele communicatie tussen de hersenen en de darmmicrobiota2, 13. Er is voldoende wetenschappelijk bewijs dat de darmmicrobiota in staat is om deze route te activeren en daardoor de gedrags- en fysiologische effecten op de hersenen te beïnvloeden.
  • via het immuunsysteem door productie van immuunmediatoren, zoals cytokines

Het immuunsysteem is een belangrijke schakel tussen de darmmicrobiota en de hersenen14. De signaalmediatoren van het immuunsysteem – cytokines – kunnen via de nervus vagus, of rechtstreeks, naar de hersenen signaleren als er onverteerbare voedingsstoffen, toxinen of “slechte” bacteriën in de bloedbaan terechtkomen. Dierstudies tonen aan dat de darmmicrobiota in staat is om een ontstekingsreactie te veranderen, die de hersenfunctie en het gedrag kan beïnvloeden.

  • via neuro-endocriene paden door celsignalering naar de hersenen

Entero-endocriene cellen (EEG’s) zijn gespecialiseerde darmcellen, die in staat zijn signaalmoleculen (peptiden en als onderdeel, hormonen) te produceren. EEG’s zijn verdeeld over de gehele lengte van het maagdarmslijmvlies. Hormonen zoals cholecystokinin (CCK), glucagon-like peptide-1 (GLP-1), en peptide tyrosine tyrosine (PYY) komen allemaal vrij uit de EEG’s na voedselinname, vooral na inname van vetten en koolhydraten. Deze hormonen remmen de maaglediging en geven een verzadigingsgevoel. Bovendien is aangetoond dat GLP-1 en PYY beide een rol spelen bij het energieverbruik. Interessant is dat er aanwijzingen zijn dat bacteriën in staat zijn de EEG signalen te reguleren, wat niet verwonderlijk is, aangezien deze cellen direct worden blootgesteld aan bacteriële bewoners in de darm13.

  • via de van bacteriën afgeleide bioactieve tussen- of eindproducten van voedingscomponenten – metabolieten (zoals korteketenvetzuren)

Azijnzuur, propionzuur en boterzuur zijn de belangrijkste korteketenvetzuren-metabolieten die door de “goede” bacteriën in onze darm worden geproduceerd. Deze korteketenvetzuren-metabolieten vormen een schakel tussen de darmmicrobiota en de hersenen. Ze zijn een extra mechanisme waarmee darmbacteriën de hersenfysiologie en -gedrag kunnen beïnvloeden. Zo, bijvoorbeeld, heeft propionzuur gunstige effecten op de controle van lichaamsgewicht en glucosemetabolisme. Er zijn aanwijzingen dat boterzuur antidepressiva-achtige effecten produceert, terwijl een hoge doses van propionzuur wordt geassocieerd met een tekort aan cognitieve functies en gezelligheid13.

Via deze communicatieroutes regelt de darmmicrobiota-hersenas centrale fysiologische processen, zoals:

  • neurotransmissie

afgifte van neurotransmitters zoals GABA, serotonine, dopamine etc dat invloed heeft op het gedrag

  • neurogenese

het ontstaan van nieuwe neuronen dat betrokken zijn bij regulatie van stemming, ruimtelijk leervermogens en geheugen codering

  • neuro-ontsteking en
  • neuro-endocriene signalering

afgifte van hormonen en andere darmpeptiden dat invloed hebben op de werking van de verschillende organen, o.a. spijsvertering, hart en longen.

Dysregulatie van de darmmicrobiota leidt vervolgens tot veranderingen in al deze centrale fysiologische processen.

Hoe beïnvloeden hersenen je spijsverteringsstelsel?

Hersenen spelen een belangrijke rol in het functioneren van je spijsverteringsstelsel. De voorbeelden hiervoor zijn:

  • controle van het doorschuiven van voedsel door het spijsverteringskanaal (motiliteit),
  • productie van de spijsverteringsenzymen om voedsel te kunnen afbreken en
  • regulatie van de bloedcirculatie zodat voedingstoffen de darmen bereiken voor een goede darmwerking en herstel daarvan.

Zie de hersenen als de CEO van het bedrijf, die alle functies van het lichaam bestuurt. De hersenen ontvangen continu verschillende signalen van buiten (de zogeheten presynaptic inputs). Deze signalen zijn visuele stimulering via de ogen, gevoel dat je krijgt door aanraking via je huid, geluid via je oren, zwaartekracht input voor je gewrichten en spieren, smaaksensatie via je tong en geur via je neus. Deze signalen activeren je hersenen. Je hersenen verwerken deze signalen en sturen berichten (de zogeheten “postsynaptic outputs”) naar de verschillende onderdelen van je lichaam, waaronder het spijsverteringsstelsel.

Het spijsverteringsstelsel heeft zijn eigen zenuwstelsel, het enterische zenuwstelsel. Het is een autonoom zenuwstelsel dat bestaat uit neuronen, neurotransmitters en elektrische signalen. Soms wordt het ook wel het tweede brein genoemd.

De hersenen communiceren met het enterische zenuwstelsel via de nervus vagus. Het werkt als volgt: de hersenen activeren de hersenstam, de hersenstam activeert de nervus vagus en de nervus vagus stimuleert het enterische zenuwstelsel van het spijsverteringsstelsel. Het enterische zenuwstelsel stimuleert dan darmspieren om het voedsel door het spijsverteringskanaal te schuiven.

Hoe herken je problemen met je hersenen en/of darmen?

Het is vaak erg moeilijk om problemen met darmen en/of hersenen te herkennen. Dit komt doordat hersenen en het slijmvlies van de darmwanden geen pijnreceptoren hebben. In plaats daarvan kan je het merken aan een opgeblazen gevoel, gevolgd door een hersenmist. Dat komt omdat darmontsteking een opgezette buik veroorzaakt terwijl hersenontsteking de overdracht tussen neuronen vertraagt met hersenmist als resultaat.

Bijvoorbeeld, als je lactose-intolerant bent, kan je merken dat na het nuttigen van lactose je buik opgezet wordt en je moeite hebt om op de juiste woorden te komen. Voedselintoleranties, lekkende darmen en disbalans van darmmicrobiota kunnen ontstekingsreacties in de hersenen veroorzaken. Deze ontstekingsreacties zijn te vermijden door de juiste voeding die de balans van darmmicrobiota herstelt en voorkomt dat alle onverteerbare voedingsstoffen, toxinen en bacteriën in de bloedbaan terecht komen, hetgeen ontstekingsreacties uitlokt. Onjuiste voeding is een belangrijke maar niet de enige oorzaak van verschillende hersenaandoeningen. Daarom is het van groot belang om de bron van een verminderde hersenfunctie uit te zoeken en te elimineren voordat het tot onomkeerbare chemische processen kan leiden.

Helaas kan je de inhoud van deze pagina niet kopiëren