Sinds krap twintig jaar verdiept de wetenschap zich bij mensen met hersenaandoeningen niet enkel meer in het brein, maar ook in de darmen. Iris Sommer, hoogleraar Cognitieve aspecten van neurologische en psychiatrische aandoeningen aan het Universitair Medisch Centrum Groningen (umcg), heeft onlangs eveneens haar focus in die richting verlegd: van ziektemechanismen in het brein naar bacteriën in onze darmen. ‘Ik had niet verwacht dat ik me nog eens zo zou toeleggen op darmen,’ vertelt Sommer. ‘Maar de darmen en de hersenen lijken meer op elkaar dan je misschien denkt. De darmen hebben namelijk heel veel zenuwcellen en die gebruiken voor een groot deel dezelfde signaalstoffen als het brein.’
Het onderzoek van Sommer richt zich nu onder meer op de darmen omdat je die makkelijker kunt beïnvloeden dan het brein. Via voeding bijvoorbeeld, door meer of minder vochtinname. Door de inname van bacteriën. Medicijnen krijg je vaak maar moeilijk in de hersenen, ze kennen veel bijwerkingen en veel patiënten zijn er onvoldoende bij geholpen. ‘Er is dus echt nood aan betere behandelingen voor mensen met hersenaandoeningen.’
In onze darmen leven verschillende bacteriën, schimmels en virussen. Alle levende organismen die zich in ons maag-darmstelsel bevinden, noemen we ook wel de microbiota of de darmflora. ‘In gezonde darmen leven zoveel mogelijk verschillende soorten bacteriën,’ legt Sommer uit. ‘In totaal bestaan er zo’n duizend varianten. De balans tussen goede bacteriën en ziekteverwerkers speelt ook mee met de darmgezondheid. De prevotella-bacteriën zijn bijvoorbeeld nuttig, al is te veel daarvan ook weer niet goed. Deze soort produceert korteketenvetzuren. Uit onderzoek weten we dat die vetzuren een gunstig effect hebben op onze organen en op ons immuunsysteem. Sommige korteketenvetzuren hebben zelfs een gunstig effect op onze stemming. Om deze balans te bewaken, hebben alle bacteriën voldoende voeding nodig. Daarom is het zo belangrijk voldoende vezels te eten.’
Sommer gaat het verband tussen de darmen en het brein bij mensen met de ziekte van Parkinson, schizofrenie, bipolaire stoornis en de ziekte van Alzheimer onderzoeken. Ook wil ze voor elke hersenstoornis een zogenoemd probiotisch mengsel, een samenstelling van levende bacteriën die een gunstig effect op de darmgezondheid hebben, ontwikkelen om klachten die horen bij de hersenaandoening te verminderen en het welzijn van deze patiënten te verbeteren. Daarin zijn ze in de wetenschap de eersten. Van de Hersenstichting ontving ze een miljoen euro om het onderzoek te realiseren. Hoewel ze zich nu focust op enkel deze vier aandoeningen, verwacht Sommer dat het verband tussen het brein en de darmen bij meer stoornissen een rol speelt, zoals bij angst en depressie. ‘Multiple Sclerose (ms) hadden we ook graag meegenomen. We weten uit onderzoek dat mensen met ms een afwijkende darmflora hebben.’
Sommer legt uit waar het idee van de zogenoemde darm-brein-as vandaan komt: ‘Het besef is relatief nieuw, maar er zijn verschillende aanwijzingen dat de darmen het brein beïnvloeden. De echte eyeopener vond plaats in 2004. Muizen die zonder darmbacteriën opgroeiden, zogenoemde germ-free muizen, raakten extremer gestrest dan gezonde muizen. Ook hun hersenontwikkeling liep achter, ze werden minder slim en minder sociaal. Kregen die muizen vervolgens probiotica, dan herstelde die achterstand deels.’
Ook in haar werk als psychiater merkte Sommer dat patiënten met schizofrenie regelmatig darmklachten hadden. ‘We weten daarnaast al langer dat patiënten met de ziekte van Parkinson ook vaak last van hun darmen hebben. Bovendien krijgen mensen met een doorgeknipte nervus vagus, een grote zenuwbaan die van de hersenstam naar het maag-darmkanaal loopt, de helft minder vaak parkinson dan mensen bij wie die zenuw nog intact is. Vroeger werd die ingreep gedaan bij mensen die last hadden van maagzweren. We weten ook dat als je enkel vertakkingen van die zenuw doorsnijdt, parkinson weer vaker voorkomt. Tot slot kunnen verschillende antibiotica een manische psychose uitlokken. Dat zijn allemaal aanwijzingen dat de darmen, en de bacteriën die daarin leven, een rol spelen bij psychische stoornissen.’
Wat er precies mis is in de darmen van mensen met een hersenaandoening is niet helemaal duidelijk. ‘Bij de ziekte van Alzheimer lijken dezelfde eiwitophopingen van het eiwit bèta-amyloïd die in de hersenen zichtbaar zijn, ook in de darmen te zitten,’ verduidelijkt Sommer. ‘Dat weten we uit onderzoek naar overleden alzheimerpatiënten.’
Bij de ziekte van Parkinson is iets vergelijkbaars te zien. Daar stapelt het eiwit alpha-synucleïne zich op in de substantia nigra, een hersengebied dat een rol speelt in het aansturen van bewegingen. Daardoor zullen de cellen uiteindelijk afsterven en ontstaan er problemen. In de darmen van overleden parkinsonpatiënten zijn diezelfde eiwitopeenhopingen aangetroffen. Over de rol van de darmen in schizofrenie en bipolaire stoornis is iets minder bekend, vervolgt Sommer. ‘We weten wel dat klachten van het maag-darmkanaal bij beide aandoeningen veel vaker voorkomen dan bij leeftijdsgenoten zonder die aandoeningen.’
Meerdere routes
Er zijn verschillende manieren waarop de darmen kunnen communiceren met het brein. ‘Ik ken er minstens vijf,’ zegt Sommer. ‘De eerste noemde ik eerder al. Dat is via de nervus vagus, de tiende hersenzenuw. Zenuwcellen die in en om de darmen liggen, kunnen verstoringen opmerken en doorgeven aan het brein. Mogelijk reizen verkeerd gevouwen eiwitten, die later de eiwitopstapelingen vormen, via de nervus vagus van de darmen richting het brein. Voor de ziekte van Parkinson zijn daar sterke aanwijzingen voor.’
Darm en brein kunnen ook met elkaar ‘praten’ via hormonen in het bloed, een tweede mogelijkheid. De derde: ‘Darmbacteriën produceren zelf neurotransmitters, zoals serotonine en gamma-aminoboterzuur (GABA), of voorlopers van die neurotransmitters. Die passen door de bloed-hersenbarrière, de beschermwand van de hersenen.’
‘Het verbeteren van cognitie is lastig, maar we hopen er wel op’
Ten vierde kunnen de darmen de hersenen via het immuunsysteem beïnvloeden. Als de balans van verschillende darmbacteriën niet goed is, vermindert de barrièrefunctie van de darmen. Sommer: ‘Fragmenten van bacteriën en voedsel kunnen dan vanuit de darmholte het bloed bereiken. Dit wordt ook wel het ‘leaky gut syndrome’ genoemd. Daardoor activeert het immuunsysteem. Mogelijk draagt dat bij aan de ontwikkeling van psychische problemen.’
Een vijfde mogelijkheid waarop de darmen en het brein met elkaar in contact staan is via de voeding. ‘Hersencellen zijn opgebouwd uit stoffen, zoals onverzadigde vetzuren, die uit onze voeding moeten komen,’ aldus Sommer. ‘Wanneer de darmen het voedsel niet goed afbreken en opnemen, hebben de hersenen daaronder te lijden.’
Mini-darmen
Het onderzoek van Sommer en collega’s bestaat uit een aantal onderdelen. Ze buigt zich allereerst over het bouwen van mini-darmen in het lab. ‘Uit de urine van een aantal patiënten met schizofrenie, bipolaire stoornis, alzheimer en parkinson halen we stamcellen,’ legt Sommer uit. Die stamcellen zetten we vervolgens om in darmcellen en zenuwcellen waardoor er heuse mini-darmsysteempjes ontstaan.’
Aan die mini-darmsystemen worden vervolgens verschillende soorten pre- en probiotica toegediend. ‘We kunnen kiezen uit ruim duizend verschillende soorten bacteriën.’ Probiotica bestaan uit levende bacteriën en prebiotica bestaan uit voedingsstoffen voor bacteriën, zoals vezels. Sommer: ‘We voegen bacteriesoorten toe aan de darmsystemen die daar nog niet in grote getalen aanwezig zijn. Door combinaties van verschillende bacteriën toe te dienen, proberen we de bacteriesamenstelling van de darmwand te veranderen en daarmee ook de gezondheid van de darmen te verbeteren. Om dat te testen, meten we de doorlaatbaarheid van de minidarmpjes. Hoe meer stoffen de darm naar buiten lekt, hoe ongezonder de darm, denk maar aan mensen die kampen met het ‘leaky gut syndrome’.’
Sommer voegt geen pre- en probiotica uit de supermarkt toe, maar probeert juist nieuwe combinaties uit om uiteindelijk nieuwe, op maat gemaakte middelen te ontwikkelen. ‘In de supermarktproducten zitten meestal vooral de bifidobacterium en de lactobacillus, en daar hebben de meeste mensen er wel genoeg van.’
In een ander deel van het onderzoek laat Sommer patiënten zes maanden lang een speciaal dieet volgen: het zogenoemde anti-inflammatoire dieet, of anti-ontstekingsdieet. ‘Dit dieet activeert het immuunsysteem en remt daarmee ontstekingen.’ De deelnemers krijgen voedselpakketten toegestuurd waarin onder meer veel groente, fruit, vis, noten en bonen zitten. Er zitten vooral veel verse, onbewerkte producten in. Heel weinig vlees, en geen kant-enklaarproducten. Veel onverzadigde vetten en veel vezels. ‘Er zijn goede bacteriën in de darmen die vezels eten en vervolgens die handige korteketenvetzuren produceren.’
Om het effect van het dieet te meten onderzoekt Sommer of het dagelijks functioneren van de patiënten verbetert. Ook kijkt ze of de stemming van deze patiënten opknapt, of ze minder last van symptomen van de hersenaandoening hebben, of angstklachten verminderen en of hun cognitie verbetert. ‘Dat laatste is lastig, het verbeteren van cognitie, maar we hopen er wel op.’
‘Het is waarschijnlijk dat de ziekte van Parkinson zich in elk geval bij een deel van de patiënten ontwikkelt vanuit de darm’
Ook laat Sommer ontlasting afnemen bij de deelnemers. ‘De bacteriën die in onze ontlasting zitten zijn een grove afspiegeling van de bacteriën die in onze darmen leven. We willen uitzoeken of de samenstelling van de darmbacteriën door het dieet verandert. Bovendien kan de zuurgraad van de ontlasting een afspiegeling geven van de hoeveelheid korteketenvetzuren. We kunnen allerlei stoffen, zoals serotonine en GABA meten in ontlasting, wat een goede indruk geeft van de functie van de darmbacteriën.’
Uiteindelijk willen de onderzoekers, naast het anti-infl ammatoire dieet, voor elk van de hersenaandoeningen een probioticum samenstellen, die ze zelf ontwikkelen met behulp van de experimenten met de mini-darmen.
De kip en het ei
‘Of hersenaandoeningen zich ontwikkelen in de hersenen of dat er eerst iets misloopt in de darmen, weten we niet,’ zegt Sommer. ‘Bovendien is er tot nog toe vooral veel dieronderzoek gedaan en enkel een handjevol studies bij mensen. Die werden overigens wel iets minder somber van een behandeling met probiotica. Maar dat onderzoek moet nodig gerepliceerd worden.’
Het is waarschijnlijk dat de ziekte van Parkinson zich in elk geval bij een deel van de patiënten ontwikkelt vanuit de darm, denkt Sommer. ‘Bij deze patiënten ontstaan eerst darmklachten en later pas klachten die typisch zijn voor de ziekte van Parkinson.’ Kan gezonde voeding de ontwikkeling van parkinson dan voorkomen? ‘Mogelijk kan voeding ervoor zorgen dat je de start van de ziekte uitstelt of dat je het beloop van de ziekte vertraagt, waardoor symptomen minder snel verergeren.’
Schizofrenie en bipolaire stoornis ontwikkelen zich vroeg in het leven. Het zijn ontwikkelingsstoornissen, weet Sommer. ‘Mogelijk spelen darmbacteriën tijdens die ontwikkeling al een rol. Aan de andere kant is het goed mogelijk dat als je kampt met een ernstige psychiatrische aandoening en leeft van een uitkering, je niet bezig bent met gezonde voeding en misschien ook geen geld hebt daarvoor. Misschien leidt de hersenaandoening dus tot ongezond eten en heeft dat vervolgens weer een negatief effect op het beloop van de ziekte.’
Haar onderzoek duurt in totaal vijf jaar. ‘Ik hoop dat het binnen die vijf jaar lukt patiënten met deze hersenaandoeningen, in totaal zijn dat er zo’n een miljoen in Nederland, te helpen met een op maat gemaakt probioticum dat we ontwikkeld hebben met de experimenten met de mini-darmen. Het zou fantastisch zijn als ze zich daardoor fitter voelen, en als hun stemming verbetert. Ik verwacht ook dat symptomen die horen bij de aandoening zullen verminderen en dat deze mensen minder last zullen hebben van hun hersenaandoening.’
Daarnaast wordt nu eindelijk het effect van gezonde voeding op het functioneren van patiënten met hersenaandoeningen onderzocht. ‘We vermoeden al lang dat dat gunstig zal zijn. Als over vijf jaar inderdaad blijkt dat patiënten met deze hersenaandoeningen baat hebben bij gezonde voeding, moeten we ook onderzoeken wat financieel mogelijk is, en of een vergoeding voor gezonde voeding vanuit de zorgverzekering bijvoorbeeld mogelijk is. Voor patiënten met suikerziekte bestaat die mogelijkheid al.’
Volgens Sommer zullen patiënten de opdracht hun dieet aan te passen hoe dan ook goed opvatten. ‘Mogelijk zijn ze gebaat bij iets wat ze zelf in de hand hebben, en dat ook nog relatief simpel is. Wie wil dat nu niet?’
Beeld: Helke Vijsma
