Wat is het verband tussen darmbacteriën en autisme?

Wat is het verband tussen darmbacteriën en autisme? Het menselijk lichaam biedt huisvesting aan een grote variëteit aan micro-organismen. Grote aantallen bacteriën bevolken verschillende delen van het lichaam, zoals de huid, de mond en de darm. De darm bevat de grootste en meest diverse microbiële gemeenschap die darmmicrobioom of darmflora wordt genoemd. Een afwijkende compositie van het darmmicrobioom (de samenstelling van bacteriesoorten waaruit het bestaat) wordt in verband gebracht met verschillende gezondheidsaandoeningen, waaronder obesitas, chronische darm ontstekingen en zelfs neurologische ontwikkelingsstoornissen. Autismespectrumstoornis (ASS) is een van deze neurologische ontwikkelingsstoornissen. Zo is het bijvoorbeeld bekend dat ASS vaak gepaard gaat met aandoeningen aan het maag-darmstelsel.

Het ontstaan en de ontwikkeling van het darmmicrobioom in baby’s

Er wordt anno 2020 aangenomen dat baby’s worden geboren met een steriele darm waarin nog geen micro-organismen leven. Na de geboorte wordt de darm gekoloniseerd door bacteriën die op den duur uitgroeien tot een volledig en complex darmmicrobioom dat van essentieel belang is voor de gezondheid van de mens. De initiële manier waarop kolonisatie van de darm plaatsvindt, heeft invloed op de ontwikkeling van het microbioom in de pasgeborene. Het is namelijk zo dat de eerste bacteriën die de darmen bereiken afhankelijk zijn van de geboorte. Baby's die vaginaal ter wereld komen krijgen andere bacteriën binnen dan baby's die via keizersnede geboren worden. Een andere belangrijke factor die van invloed is, is het dieet. Het dieet van zuigelingen bepaalt de manier waarop hun darmflora zich verder ontwikkelt. Kinderen die gevoed worden met moedermelk zullen daarom een ander microbioom ontwikkelen dan kinderen die flesvoeding krijgen. De eerste jaren na de geboorte blijft het darmmicrobioom zich ontwikkelen en veranderen. Wanneer een kind rond de drie jaar oud is zijn darmflora vergelijkbaar met dat van een volwassene.

Bacteriën / Bron: Geralt, PixabayBacteriën / Bron: Geralt, Pixabay

De functies van het darmmicrobioom

Het darmmicrobioom speelt een fundamentele rol in het verteren van voedsel evenals de immunologische ontwikkeling van zijn gastheer. Ook is het darmmicrobioom in verband gebracht met verschillende gezondheidsaandoeningen. Om deze reden weet men dat het een belangrijke functie heeft in de instandhouding van een gezond lichaam. De compositie van het darmmicrobioom is bijvoorbeeld anders in mensen die last hebben van obesitas, chronische darmontstekingen of neurologische ontwikkelingsstoornissen, zoals autisme, wanneer deze vergeleken worden met gezonde individuen. Zo blijken kinderen met ASS kleinere hoeveelheden te hebben van darmbacteriën zoals Prevotella, Coprococcus, Veillonellaceae, Bacteroides en Bifidobacterium in vergelijking met kinderen zonder ASS. Daarentegen hebben ze wel meer Lactobacillus bacteriën.

Autismespectrumstoornis (ASS)

ASS is een groep van neurologische ontwikkelingsstoornissen, die onder andere wordt gekenmerkt door verminderde sociale communicatie en repetitief gedrag. Binnen de ASS-populatie bestaat een grote variatie in de ernst van de symptomen. Vaak gaat ASS gepaard met andere afwijkingen, zoals angsten, slaap deficiëntie en maag-darmklachten. In 2019 werd geschat dat zo’n 90% van de mensen met ASS last heeft van hun darmen.

De mogelijke oorzaken van ASS

De precieze oorzaken voor de ontwikkeling van ASS zijn anno 2020 nog niet vastgesteld. Er wordt aangenomen dat ASS tot stand komt onder invloed van zowel genetische als milieufactoren. Wetenschappelijk onderzoek suggereert dat autisme al tijdens de ontwikkeling in de baarmoeder begint. In een studie uit het jaar 2000 van Ingram et al. van de University of Rochester is het bijvoorbeeld ontdekt dat ratten die tijdens de zwangerschap worden blootgesteld aan valproïnezuur, vaker jongen baren die symptomen vertonen vergelijkbaar met ASS in mensen. Factoren na de geboorte, zoals het dieet, zijn waarschijnlijk ook van invloed.

Sommige wetenschappelijke studies wijzen erop dat mensen met ASS hun symptomen kunnen verminderen door het volgen van een glutenvrij dieet. Dit voorbeeld benadrukt het belang van de positieve invloed van een gezond dieet op menselijk gedrag. Het is aannemelijk dat deze verandering van dieet invloed heeft op het gedrag omdat het de compositie van het darmmicrobioom verandert. In knaagdieren die met ASS vergelijkbare symptomen vertoonden is aangetoond dat het veranderen van het darmmicrobioom invloed heeft op de ernst van hun 'autismeachtige' gedrag.

De hersen-darmas en zijn mogelijke rol in ASS

Wanneer darmbacteriën voedsel in de darmen verteren, worden bijproducten gevormd. Deze bijproducten kunnen van invloed zijn op hersenfunctie en sociale ontwikkeling. De darmen en hersenen communiceren op deze manier dus met elkaar via de zogenaamde hersen-darmas en darmbacteriën hebben op deze manier invloed op het denken en gedrag van hun gastheer.

Het menselijk brein / Bron: Holdentrils, PixabayHet menselijk brein / Bron: Holdentrils, Pixabay
Verschillende onderzoeken suggereren dan ook een rol voor de hersen-darmas en het darmmicrobioom in autisme. Een voorbeeld hiervan is onderzoek uit 2019 van de microbioloog Mazmanian en zijn collega's van het California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena. Wanneer muizen met een steriele darm een darmbacterietransplantatie ontvingen van mensen met ASS, kregen zij jongen met op ASS gelijkende symptomen. Deze muizen vertoonden meer repetitief gedrag en hadden minder interesse in sociale interactie met andere muizen. Ook is gebleken dat zij minder stoffen in hun lichaam hebben die invloed hebben op GABA-receptoren in het brein. GABA (γ-aminobutyric acid) is een neurotransmitter die belangrijk is voor het verwerken van sensorische prikkels en controle over beweging. Het is bekend dat kinderen met ASS vaak afwijkingen hebben in de werking van hun GABA-systeem in de hersenen. Ander onderzoek ook uit 2019, van microbieel ecoloog Krajmalnik-Brown van de Arizona State University, liet zien dat kinderen met ASS die antibiotica toegediend kregen en vervolgens een darmbacterietransplantatie ondergingen veel baat hadden bij het veranderen van hun darmmicrobioom. Hun maag-darmklachten waren flink afgenomen en ze hadden minder last van hun autisme. Ook is in 2019, door Hill-Yardin en collega's van RMIT University in Melbourne, een genmutatie geïdentificeerd in mensen met autisme die invloed heeft op de communicatie van neuronen in het brein, maar eveneens het slecht functioneren van de darmen zou kunnen veroorzaken. Deze mutatie zou onder andere invloed hebben op het samentrekken van de darmen, de snelheid waarmee voedsel zich door de darm beweegt en het aantal neuronen in de dunne darm.

Vooruitzicht

Anno 2020 is het vooralsnog de vraag of de afwijkende darmflora van mensen met ASS de oorzaak is of het gevolg van ASS. Vaak hebben kinderen met ASS een erg specifieke dieetvoorkeur wat ook een verklaring zou kunnen zijn voor het afwijkende darmmicrobioom in deze kinderen. Wanneer het darmmicrobioom zou worden vastgesteld als (één van) de oorza(a)k(en) van ASS, dan is ook nog de vraag in hoeverre dit afwijkende microbioom onafhankelijk van andere factoren typisch ASS-gedrag zou kunnen veroorzaken. Een van de leidende hypotheses is dat sommige darmbacteriën autistische symptomen kunnen versterken in mensen die daar al vatbaar voor zijn. Daarom zouden in de toekomst behandelingen met probiotica en poeptransplantaties mensen met ASS mogelijk kunnen helpen om hun symptomen te verlichten.
© 2020 Nio2020, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Wat is Gamma-Aminoboterzuur?GABA is een afkorting, van Gamma-aminoboterzuur. Het is een remmende neurotransmitter in de hersenen. Het heeft invloed…
Ons lichaam is een bacterieOns lichaam is een bacterieOnze darmen zijn een “dierentuin” die miljarden micro-organismen (10 keer meer dan eigen menselijke cellen) herbergen. E…
Microbioom: Verstoring van evenwicht van micro-organismenMicrobioom: Verstoring van evenwicht van micro-organismenHet lichaam bevat triljoenen bacteriën, virussen, schimmels en gisten. Deze kleine organismen vormen samen het microbioo…
Rauwe voeding zorgt voor een gezonde darmfloraRauwe voeding zorgt voor een gezonde darmfloraEen gezonde darmflora ligt aan de basis van een goede gezondheid en dit zowel op lichamelijk als op mentaal vlak. Om onz…

De galg en de wetenschapDe galg en de wetenschapDe wetenschap is niet te stuiten. In vervlogen tijden ging het er in sociaal en maatschappelijk opzicht zeer heftig aan…
David Adair: de echte raketman op avontuur in Area 51David Adair: de echte raketman op avontuur in Area 51David Adair was al, volgens eigen zeggen, vanaf zijn zevende met kwantumfysica bezig. Op zijn elfde bouwde hij zijn eers…
Bronnen en referenties
  • Inleidingsfoto: OpenClipart-Vectors, Pixabay
  • Human T, Project M. A framework for human microbiome research. Nature. 2012;486(7402):215–21.
  • Schloissnig S, Arumugam M, Sunagawa S, Mitreva M, Tap J, Zhu A. Genomic variation landscape of the human gut microbiome. Nature. 2013;493(7430):45–50.
  • Mulle JG, Sharp WG, Cubells JF. The Gut Microbiome : A New Frontier in Autism Research. 2013
  • Koenig JE, Spor A, Scalfone N, Fricker AD, Stombaugh J, Knight R. Succession of microbial consortia in the developing infant gut microbiome. 2010
  • Dominguez-bello MG, Costello EK, Contreras M, Magris M, Hidalgo G. Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. 2010;107(26):11971–5.
  • Schwartz S, Friedberg I, Ivanov I V, Davidson LA, Goldsby JS, Dahl DB, et al. A metagenomic study of diet-dependent interaction between gut microbiota and host in infants reveals differences in immune response. 2012;
  • Turnbaugh PJ, Hamady M, Yatsunenko T, Cantarel BL, Duncan A, Ley RE, et al. LETTERS A core gut microbiome in obese and lean twins. Nature. 2009;457(7228):480–4.
  • Qin J, Li R, Raes J, Arumugam M, Burgdorf KS, Manichanh C, et al. ARTICLES A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. 2010;464(March).
  • Theije CGM De, Wopereis H, Ramadan M, Eijndthoven T Van, Lambert J, Knol J, et al. Brain , Behavior , and Immunity Altered gut microbiota and activity in a murine model of autism spectrum disorders. Brain Behav Immun. 2014;37:197–206.
  • Adams JB, Johansen LJ, Powell LD, Quig D, Rubin RA. Gastrointestinal flora and gastrointestinal status in children with autism – comparisons to typical children and correlation with autism severity. 2011;
  • Kang D, Park JG, Ilhan ZE, Wallstrom G, Labaer J, Adams JB, et al. Reduced Incidence of Prevotella and Other Fermenters in Intestinal Microflora of Autistic Children. 2013;8(7).
  • Finegold SM, Dowd SE, Gontcharova V, Liu C, Henley KE, Wolcott RD, et al. Anaerobe Pyrosequencing study of fecal micro fl ora of autistic and control children. Anaerobe. 2010;16(4):444–53.
  • Vuong HE, Hsiao EY. Review Emerging Roles for the Gut Microbiome in Autism Spectrum Disorder. Biol Psychiatry. 2016;1–13.
  • Ã EAM, Padua D, Tillisch K. Prospects & Overviews Altered brain-gut axis in autism: Comorbidity or causative mechanisms? 2014;933–9.
  • Ingram JL, Peckham SM, Tisdale B, Rodier PM. Prenatal exposure of rats to valproic acid reproduces the cerebellar anomalies associated with autism. 2000;22:319–24.
  • Knivsberg AM, Reichelt KL, Høien T, Nødland M. A Randomised , Controlled Study of Dietary Intervention in Autistic Syndromes A Randomised , Controlled Study of Dietary Intervention in Autistic Syndromes. 2017;8305(January).
  • Whiteley P, Haracopos D, Knivsberg A, Ludvig K, Parlar S, Jacobsen J, et al. disorders The ScanBrit randomised , controlled , single- blind study of a gluten- and casein-free dietary intervention for children with autism spectrum disorders. 2013;8305(January 2017).
  • Hsiao EY, Mcbride SW, Hsien S, Sharon G, Hyde ER, Mccue T, et al. Microbiota Modulate Behavioral and Physiological Abnormalities Associated with Neurodevelopmental Disorders. Cell. 2013;155(7):1451–63.
  • Xu M, Xu X, Li J, Li F. Association Between Gut Microbiota and Autism Spectrum Disorder: A Systematic Review and Meta-Analysis. Front Psychiatry. 2019;10:473. Published 2019 Jul 17. doi:10.3389/fpsyt.2019.00473
  • https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190530101143.htm
  • https://www-nature-com.vu-nl.idm.oclc.org/articles/d41586-020-00198-y
  • Sharon, Gil, et al. "Human gut microbiota from autism spectrum disorder promote behavioral symptoms in mice." Cell 177.6 (2019): 1600-1618.
  • Hosie, Suzanne, et al. "Gastrointestinal dysfunction in patients and mice expressing the autism‐associated R451C mutation in neuroligin‐3." Autism Research 12.7 (2019): 1043-1056.
  • Afbeelding bron 1: Geralt, Pixabay
  • Afbeelding bron 2: Holdentrils, Pixabay

Reageer op het artikel "Wat is het verband tussen darmbacteriën en autisme?"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Nio2020
Gepubliceerd: 10-07-2020
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Onderzoek
Bronnen en referenties: 26
Schrijf mee!