Het stelt de darmen in staat om een signaal binnen een paar seconden in het brein te krijgen.

Misschien heb je je wel eens misselijk gevoeld voor je een belangrijk sollicitatiegesprek inging. Of ben je wel eens slaperig geworden na de kerstmaaltijd. Het zijn kleine, alledaagse voorbeelden die mooi illustreren dat er een connectie is tussen het brein en de darmen. Sterker nog: onderzoekers noemen de darmen ook wel eens ons ‘tweede brein’. Maar hoe ons spijsverteringskanaal precies communiceert met het brein was tot voor kort onduidelijk. Over het algemeen vermoeden onderzoekers dat er sprake is van een indirecte en vrij trage communicatie tussen het brein en de darmen, waarbij voedingsstoffen in de darmen ervoor zorgen dat hormonen vrijkomen. Die hormonen zouden het brein vervolgens vertellen hoe de vlag er in de darmen bij hangt (en of je bijvoorbeeld nog een keertje moet opscheppen of niet). Maar een nieuw onderzoek onthult nu een geheel nieuwe manier waarop onze darmen – razendsnel – in staat zijn om met het brein te communiceren.

Eerder onderzoek
De nieuwe studie borduurt voort op eerder onderzoek – uitgevoerd door dezelfde onderzoeksgroep – dat aantoonde dat de darmen aan de binnenzijde bedekt zijn met entero-endocriene cellen die niet alleen de hormonen waarmee onze darmen indirect met het brein communiceren, aanmaken, maar ook een soort uitsteeksels hebben die sterk doen denken aan synapsen: contactplaatsen voor zenuwcellen. Het suggereerde dat deze cellen op de één of andere manier deel uitmaakten van een neuraal netwerk.

Nervus vagus
Grote vraag bleef echter met welke zenuwcellen deze entero-endocriene cellen middels hun synapsen dan contact legden. Om daar meer over te weten te komen, injecteerden onderzoekers een fluorescerend virus in de darmen van muizen. Het gaat om het rabiësvirus waarvan we weten dat het zich via het centrale zenuwstelsel verspreidt. De onderzoekers zagen hoe het fluorescerende virus de entero-endocriene cellen liet oplichten en ook de cellen waarmee deze entero-endocriene cellen communiceerden, werden fluorescerend. Het blijkt te gaan om cellen die deel uitmaken van de nervus vagus, oftewel de tiende hersenzenuw. Deze zenuw ontspringt rechtstreeks aan het brein en loopt naar de borst- en buikholte. Het experiment toonde aan dat deze nervus vagus eerst ging fluoresceren. De hersenstam volgde niet veel later. Het is duidelijk bewijs dat er – via de nervus vagus – sprake is van een verbinding tussen de darmen en het brein, aldus de onderzoekers. En zo kan voedsel invloed uitoefenen op de hersenfunctie.

In het lab
Dat wordt verder onderschreven door experimenten in een petrischaaltje. Hierbij lieten de onderzoekers de entero-endocriene cellen van muizen in de aanwezigheid van zenuwcellen uit de nervus vagus groeien. Die zenuwcellen bleken een verbinding aan te gaan met de cellen uit de darmen en bovendien signalen af te geven. Wat met name indrukwekkend is, is de snelheid waarmee er gecommuniceerd wordt. Onder de juiste omstandigheden bleken de zenuwcellen in de nervus vagus binnen 100 milliseconden op de hoogte te zijn. Daarmee is deze manier van communiceren veel sneller dan de methode waarbij hormonen worden ingezet. “Wetenschappers spreken over eetlust in de orde van minuten tot uren,” stelt onderzoeker Diego Bohórquez. “Dat heeft enorme implicaties voor ons begrip van eetlust. Veel van de medicijnen bedoeld om de eetlust te onderdrukken zijn ontwikkeld om traag reagerende hormonen in plaats van snelle synapsen aan te pakken. En dat kan waarschijnlijk verklaren waarom de meeste ervan niet werken (…) Wij denken dat deze resultaten de biologische basis vormen voor een nieuw zintuig. Een zintuig dat verklaart hoe het brein weet wanneer de maag gevuld is met voedsel en calorieën.”

Vervolgonderzoek moet uitwijzen wat dit ‘zesde zintuig’ in onze darmen precies onthult. Laat het ons brein bijvoorbeeld weten hoeveel calorieën ons voedsel herbergt of wat voor type voedsel we nuttigen? En kunnen ziekteverwekkers in de darmen via het ontdekte neuronale netwerk hun weg vinden naar het brein? De toekomst moet het uitwijzen.