Volgens nieuw onderzoek van het California Institute of Technology (Caltech) bij muizen kunnen specifieke darmbacteriën eetbuien onderdrukken.
Darmmicroben beïnvloeden eetbuien van zoete lekkernijen bij muizen
We zijn er allemaal geweest. Je wilde gewoon een enkel Oreo-koekje als tussendoortje hebben, maar dan merk je dat je teruggaat voor nog een, en nog een. Voor je het weet, heb je het hele pakket op, ook al had je in het begin niet zo’n honger.
Maar voordat je je te schuldig gaat voelen voor je gulzigheid, overweeg dit: het is misschien niet helemaal jouw schuld. Nu blijkt uit nieuw onderzoek bij muizen dat specifieke darmbacteriën eetbuien kunnen onderdrukken.
Oreo’s en andere desserts zijn voorbeelden van zogenaamd « smakelijk voedsel » – voedsel dat wordt geconsumeerd voor hedonistisch plezier, niet alleen uit honger of voedingsbehoefte. Mensen zijn niet de enigen die genieten van dit soort hedonisme: muizen eten ook graag toetjes. Zelfs als ze net hebben gegeten, zullen ze nog steeds zoete snacks consumeren, indien beschikbaar.
De nieuwe Caltech-studie toont aan dat de afwezigheid van bepaalde darmbacteriën ervoor zorgt dat muizen eetbuien krijgen met smakelijk voedsel. De bevindingen tonen zelfs aan dat muizen met een verstoorde microbiota door orale antibiotica gedurende twee uur 50 procent meer suikerkorrels consumeerden dan muizen met normale darmbacteriën. Toen hun microbiota was hersteld door fecale transplantaties, keerden de muizen terug naar normaal voedingsgedrag.
Verder onthulde de studie dat niet alle bacteriën in de darm hedonische voeding kunnen onderdrukken, maar dat specifieke soorten het gedrag lijken te veranderen. Eetbuien zijn alleen van toepassing op smakelijk voedsel; muizen met of zonder darmmicrobiota eten allebei nog steeds dezelfde hoeveelheid van hun normale dieet. De bevindingen tonen aan dat de darmmicrobiota belangrijke invloeden heeft op gedrag en dat deze effecten kunnen worden gemoduleerd wanneer de microbiota wordt gemanipuleerd.
Illustratie van het menselijke darmmicrobioom. Darmmicrobiota zijn de micro-organismen, waaronder bacteriën, archaea, schimmels en virussen die in het spijsverteringskanaal leven.
Een paper waarin het onderzoek wordt beschreven, werd op 29 november in het tijdschrift gepubliceerd Huidige biologie. Afgestudeerde student James Ousey leidde de studie in het laboratorium van Sarkis Mazmanian, de Luis B. en Nelly Soux hoogleraar Microbiologie.
« Het is aangetoond dat het darmmicrobioom veel gedragingen en ziektetoestanden in muismodellen beïnvloedt, van gezelligheid en stress tot de ziekte van Parkinson », zegt Mazmanian. “De recente erkenning dat voedingsgedrag, gedreven door motivatie, onderhevig is aan de samenstelling van het darmmicrobioom, heeft niet alleen implicaties voor obesitas, diabetes en andere metabolische aandoeningen, maar misschien ook voor overmatig gebruik van alcoholnicotine of ongeoorloofde stoffen die plezier brengen.”
Om te onderzoeken hoe de darmflora het voedingsgedrag beïnvloedde, gaf Ousey een groep muizen gedurende vier weken antibiotica, waardoor de darmbacteriën van de dieren werden vernietigd. Vervolgens vergeleek hij hun voedingsgedrag met dat van normale muizen met een gezonde darmmicrobiota. De twee groepen aten ongeveer dezelfde hoeveelheid van hun standaard muizendieet, chow genaamd.
Sarkis Mazmanian. Krediet: Caltech
Maar het echte verschil zat in hoeveel smakelijk of dessertachtig voedsel de muizen aten. Wanneer ze gepresenteerd werden met pellets met een hoog sucrosegehalte, aten de met antibiotica behandelde muizen 50 procent meer pellets gedurende twee uur en aten ze in langere uitbarstingen dan hun gezonde muis-tegenhangers.
Ousey probeerde toen te bepalen hoeveel poging de muizen waren bereid geld uit te geven om zoete snacks te krijgen. In een andere reeks experimenten moesten de muizen, in plaats van simpelweg lekkernijen in hun kooien te plaatsen, op een knop drukken om een pellet te ontvangen. Bij elke volgende pellet moesten de muizen steeds vaker op de knop drukken. De onbehandelde muizen zouden op een gegeven moment hun interesse in het indrukken van de knop verliezen en weglopen. De muizen die orale antibiotica kregen, deden echter veel meer moeite om steeds meer suiker binnen te krijgen, waarbij ze herhaaldelijk op de knop drukten alsof ze wanhopig snakten naar een tussendoortje.
Belangrijk is dat dit eetbuiengedrag eigenlijk omkeerbaar is: de onderzoekers konden de muizen terugbrengen naar normaal voedingsgedrag door simpelweg de microbiota van de muis te herstellen door middel van een fecale transplantatie. De herstelde muizen consumeerden nog steeds suiker indien beschikbaar, maar vertoonden niet hetzelfde overeten.
De darmmicrobiota bevat honderden bacteriesoorten en het team vermoedde dat sommige meer invloed hadden dan andere bij het aansturen van eetbuien.
« Om erachter te komen welke specifieke microben er mogelijk bij betrokken zijn, heb ik verschillende cohorten muizen individueel verschillende antibiotica gegeven », legt Ousey uit. “De verschillende antibiotica richten zich op verschillende bacteriën. Wat ik waarnam was dat muizen die ofwel ampicilline of vancomycine kregen, maar geen neomycine of metronidazol, deze suikerrijke pellets te veel consumeren in vergelijking met controles. Dat zou suggereren dat er een microbe is, of een verzameling microben, die vatbaar is voor ampicilline of vancomycine, die verantwoordelijk is voor het beheersen van de normale reactie op het zeer smakelijke voedsel. »
Het team stelde vervolgens vast dat verhoogde niveaus van bacteriën uit de familie S24-7 (een soort bacterie die specifiek is voor laboratoriummuizen) en uit het geslacht Lactobacillus werden in verband gebracht met verminderde overconsumptie. Wanneer deze bacteriesoorten aan de met antibiotica behandelde muizen werden gegeven, maar niet aan andere bacteriën, werd hedonische voeding onderdrukt.
Hoewel de studie alleen conclusies trekt over de microbiota van de muis, opent het nieuwe studierichtingen om te begrijpen hoe en waarom we ertoe worden aangezet om te veel suikerhoudende snacks te consumeren. « Ik denk dat het zo intrigerend zou zijn om te zien of mensen die orale antibiotica krijgen, verschillen vertonen in hun eetpatroon en voedingskeuzes, en of deze dingen in verband kunnen worden gebracht met de darmmicrobiota », zegt Ousey. “We weten dat mensen met eetstoornissen zoals eetbuistoornis en anorexia nervosa verschillen hebben in hun darmflora in vergelijking met mensen bij wie deze aandoeningen niet zijn vastgesteld. Het is duidelijk dat de eetstoornis misschien de microbiota beïnvloedt omdat ze ander voedsel eten; misschien is het bidirectioneel. Maar onderzoek naar hoe antibiotica de reacties op smakelijk voedsel bij mensen kunnen beïnvloeden, is zeker goed te doen.
« We begrijpen de neurobiologie niet die ten grondslag ligt aan de observatie dat het microbioom de overconsumptie van smakelijk voedsel bij muizen beïnvloedt », zegt Mazmanian. « Toekomstige studies in ons lab en anderen zullen de darm-hersenas onderzoeken bij het moduleren van beloningscircuits in de hersenen en mogelijk probiotica bedenken om in te grijpen bij eetstoornissen. »
Referentie: « Darmmicrobiota onderdrukken voeding veroorzaakt door smakelijk voedsel » door James Ousey, Joseph C. Boktor en Sarkis K. Mazmanian, 29 november 2022, Huidige biologie.
DOI: 10.1016/j.cub.2022.10.066
Naast Ousey en Mazmanian is afgestudeerde student Joseph Boktor co-auteur. Financiering werd verstrekt door de National Science Foundation, het Gates Millennium Scholars Program en het Heritage Medical Research Institute. Sarkis Mazmanian is een verbonden faculteitslid bij het Tianqiao en Chrissy Chen Institute for Neuroscience bij Caltech.
