Een universum van organismen die in je leven kunnen elk deel van je lichaam beïnvloeden, van je hersenen tot je botten, en zelfs je gedachten, gevoelens en je pogingen om af te vallen.

Dit is een universum van biljoenen micro-organismen - of wat we biologen noemen microbiota - die in uw onderbuik leven, het deel van uw lichaam dat verantwoordelijk is voor de spijsvertering van het voedsel dat u eet en de vloeistoffen die u drinkt.

Als onderzoekers hebben we steeds meer gekeken naar het effect van deze bacteriën op het lichaam van hun gastheer, van obesitas tot psychische aandoeningen en hartziekten. Met obesitas kunnen deze kleine organismen bijvoorbeeld een grote rol spelen door te beïnvloeden welk voedsel we verlangen en hoe ons lichaam vet vasthoudt.

In een recente studie van de darm microbioom, we gingen op zoek om te bepalen of de microbiota in de darmen niet alleen door ons zenuwstelsel kunnen worden beïnvloed, maar ook door een onvermoede bron - ons beenmerg.

Onze hoop is dat, door de interacties van het microbioom met andere delen van het lichaam te begrijpen, op een dag behandelingen voor een reeks ziekten kunnen worden ontwikkeld.

De darm-hersen-beenmerg verbinding

De darm, die je slokdarm, maag, dunne en dikke darm, colon en andere delen van je spijsverteringsstelsel omvat, is de eerste verdedigingslinie en de grootste interface tussen de gastheer - in dit geval een persoon - en de buitenwereld.

Na de geboorte is de darm het eerste toegangspunt voor milieu- en voedingsinvloeden op het menselijk leven. De microbiota in het darmkanaal spelen dus een cruciale rol tijdens de groei van de mens, omdat ze bijdragen aan de ontwikkeling en het onderhoud van ons immuunsysteem gedurende ons hele leven.

Terwijl we aanvankelijk de microbiota als relatief eenvoudige organismen beschouwden, is het een feit dat ze toch niet zo eenvoudig zijn. De darmflora kan zo persoonlijk en complex zijn als een vingerafdruk.

Er zijn meer bacteriën in je darmen dan cellen in je hele lichaam. Dit uitgestrekte bacteriële universum bevat soorten die in combinatie tot 150 keer meer genen kunnen hebben dan bij mensen. Onderzoek suggereert dat de bacteriën in onze darmen dateert van vóór het uiterlijk van mensen en dat ze mogelijk een belangrijke rol hebben gespeeld in de evolutionaire scheiding tussen onze aap-voorouders en ons.

Gezonde bacteriën reageren actief op het immuunsysteem van de gastheer in de darm. Ze dragen bij aan de barrière tussen ziekteverwekkende micro-organismen of infecties geïntroduceerd via ingestie. Ze helpen ook om het immuunsysteem van de gastheer voor te bereiden om het lichaam te verdedigen. De verkeerde mix van microben, aan de andere kant, kan bijdragen aan veel spijsverterings-, immuun- en mentale gezondheidsproblemen en zelfs obesitas.

Deze kleine organismen werken heel hard in de spijsvertering. Ze helpen ons voedsel te verteren en kunnen voedingsstoffen en vitaminen vrijmaken die essentieel zijn voor ons welzijn, allemaal in ruil voor het voorrecht om in een voedzame omgeving te mogen bestaan.

Onderzoekers zijn actief bezig met het verkennen van de vele facetten van deze symbiotische relatie. Recente gegevens tonen een link tussen darmmicrobiotische diversiteit en rijkdom en de manier waarop we vet opslaan, hoe we spijsverteringshormonen en bloedsuikerspiegel reguleren, en zelfs welke soorten voedsel we geven.

Dit kan ook een reden zijn waarom onze eetgewoonten zo moeilijk te veranderen zijn. Wat onderzoek suggereert dat microbiota het hunkeren naar voedsel kan veroorzaken waarin ze gespecialiseerd zijn - zelfs chocolade - of die ervoor zorgen dat ze beter kunnen strijden om middelen tegen andere bacteriën.

Een drieweggesprek?

Er zijn steeds meer aanwijzingen dat er een verband bestaat tussen het brein en onze microbiota. Het brein is het equivalent van de hoofdprocessor van een computer en reguleert alle fysiologische variabelen, inclusief het immuunsysteem, de afweer van het lichaam tegen infectie en ziekte.

Alle immuuncellen worden "geboren" in het beenmerg. Uit ons eerdere onderzoek wisten we dat verhoogde beenmergontsteking, een van de vele gevolgen van hoge bloeddruk, werd aangedreven door een directe boodschap vanuit de hersenen. De darm speelt ook een belangrijke rol bij het voorbereiden van het immuunsysteem op de strijd.

Dus vroegen we ons af: zouden de immuuncellen in het beenmerg een rol kunnen spelen bij signalering tussen de hersenen en de darm? We wilden het weten.

Met behulp van een nieuw experimenteel muismodel hebben we het beenmerg vervangen dat van nature voorkomt in een muis met beenmergcellen van een andere, genetisch gemodificeerde muis. Dit vervangingsmerg had een tekort aan een specifiek molecuul genaamd adrenerge receptor beta, waardoor het beenmerg minder reageerde op de neurale berichten uit de hersenen.

Op deze manier kunnen we onderzoeken hoe de gastheer-hersen-immuuncommunicatie de darmflora zal wijzigen.

Inderdaad, door dit nieuwe muismodel te bestuderen, hebben we vastgesteld dat ons zenuwstelsel - gestuurd door onze hersenen - de samenstelling van de darmmicrobiotica kan wijzigen door rechtstreeks met de immuuncellen van het beenmerg te communiceren. De hersenen kunnen daarom onze darmmicrobiota indirect veranderen door met het bot te praten.

Minder ontstekingscellen in het beenmerg = minder in de darmen

Gebaseerd op onze experimenten, hebben we waargenomen dat minder ontstekingscellen aanwezig waren in de circulatie van muizen die de speciale beenmergvervanging ontvingen dan in die welke dat niet deden. Dit betekent dat er minder immuuncellen zijn die de darm kunnen infiltreren en de bacteriële omgeving kunnen beïnvloeden.

Dus, door het onderdrukken van de communicatie tussen de hersenen en het beenmerg, zagen we een gedempte ontstekingsreactie in de darm en een consequente verschuiving naar een "gezonder," meer divers microbioom.

Dit lijkt te worden gemedieerd via specifieke veranderingen in inflammatoire genen in de darm. Deze interactie tussen de gastheer en de darmflora is echter zeer complex en er is nog veel meer onderzoek nodig om de exacte mechanismen van hun nauwe communicatie vast te stellen.

Dit kan ook beschermend zijn tegen gewichtstoename, vanwege de zeer belangrijke rol die beide spelen microbiota en het immuunsysteem spelen bij obesitas.

Een sleutel tot gezondheid van het hart, mentale gezondheid en gewichtsverlies?

Deze bevinding kan ook implicaties hebben voor immuunziekten en voor behandelingen die resulteren in of gebruik maken van immunosuppressie. Dit laatste kan de darmmicrobiota beïnvloeden, die op zijn beurt ongewenste effecten in het lichaam kan veroorzaken, inclusief die geassocieerd met spijsvertering en geestelijke gezondheidstoestand.

In het kader van cardiovasculaire aandoeningen, lijkt deze gedempte ontstekingsreactie gunstig, omdat het leidt tot een gunstige verlaging van de bloeddruk in onze experimentele muizen.

Interessant genoeg is de laatste tijd een duidelijker verband gelegd tussen de darmflora en onze geestelijke gezondheid. In het bijzonder hebben sommigen dat gesuggereerd darmflora beïnvloedt de stress en angst paden in de hersenen op een manier die stemming en gedrag zowel positief als negatief kan veranderen, waardoor de term 'onderbuik' een geheel nieuwe betekenis krijgt.

Dit zou snel kunnen leiden tot een nieuwe klasse van medicijnen, genaamd psychobiotica.

Net als het scenario "kip en het ei", vereist dit complexe samenspel verder onderzoek om de consequenties (of voordelen) van het verstoren van één enkele component van de darmmicrobiota volledig te begrijpen. Dit begrip is essentieel als we de kracht van manipulatie van darmmicrobiota bij gezondheid en ziekte volledig willen benutten, zonder negatieve bijwerkingen.

Over de Auteurs

Jasenka Zubcevic, universitair docent, Universiteit van Florida en Christopher Martyniuk, universitair hoofddocent toxicologie, Universiteit van Florida

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Related Books:

at InnerSelf Market en Amazon