Met de herfst- en wintervakanties in het vooruitzicht, zullen velen nadenken over de relatie tussen eten en slapen. Onderzoekers onder leiding van professor Masashi Yanagisawa van de Universiteit van Tsukuba in Japan hopen dat ze mensen kunnen focussen op de belangrijke tussenpersonen in de vergelijking: bacteriële microben in de darm. Hun gedetailleerde studie bij muizen onthulde de mate waarin bacteriën de omgeving en de inhoud van de darmen kunnen veranderen, wat uiteindelijk invloed heeft op gedrag zoals slaap.
Het experiment zelf was vrij eenvoudig. De onderzoekers gaven een groep muizen vier weken lang een krachtige cocktail van antibiotica, waardoor ze geen darmmicro-organismen meer hadden. Vervolgens vergeleken ze de darminhoud tussen deze muizen en controlemuizen die hetzelfde dieet hadden. De spijsvertering breekt voedsel af in stukjes en beetjes die metabolieten worden genoemd. Het onderzoeksteam vond significante verschillen tussen metabolieten in de microbiota-verarmde muizen en de controlemuizen. Professor Yanagisawa legt uit: “We vonden meer dan 200 metabolietverschillen tussen muisgroepen. Ongeveer 60 normale metabolieten ontbraken in de microbiota-verarmde muizen, en de andere verschilden in aantal, sommige meer en sommige minder dan in de controlemuizen. ”
Het team ging vervolgens op zoek naar wat deze metabolieten normaal doen. Met behulp van verrijkingsanalyse van metaboloomsets ontdekten ze dat de biologische routes die het meest worden beïnvloed door de antibioticabehandeling, die waren die betrokken zijn bij het maken van neurotransmitters, de moleculen die cellen in de hersenen gebruiken om met elkaar te communiceren. De tryptofaan-serotonine-route werd bijvoorbeeld bijna volledig stilgelegd; de microbiota-verarmde muizen hadden meer tryptofaan dan de controles, maar bijna nul serotonine. Dit toont aan dat de muizen zonder belangrijke darmmicroben geen serotonine konden maken uit de tryptofaan die ze aten.
Het team ontdekte ook dat de muizen een tekort hadden aan vitamine B6-metabolieten, die de productie van de neurotransmitters serotonine en dopamine versnellen. Het team analyseerde ook hoe de muizen sliepen door naar hersenactiviteit in EEG’s te kijken. Ze ontdekten dat vergeleken met de controlemuizen de muizen met een tekort aan microbiota ’s nachts meer REM- en niet-REM-slaap hadden – wanneer muizen actief zouden moeten zijn – en minder niet-REM-slaap gedurende de dag – wanneer muizen meestal zouden slapen. Het aantal REM-slaapepisodes was zowel overdag als ’s nachts hoger, terwijl het aantal niet-REM-episodes overdag hoger was. Met andere woorden, de muizen met een tekort aan microbiota schakelden vaker tussen slaap / waakstadia dan de controles.
Professor Yanagisawa speculeert dat het gebrek aan serotonine verantwoordelijk was voor de slaapafwijkingen; het exacte mechanisme moet echter nog worden uitgewerkt. “We ontdekten dat de uitputting van microben de serotonine in de darmen elimineerde, en we weten dat serotoninespiegels in de hersenen de slaap / waakcycli kunnen beïnvloeden”, zegt hij. “Het veranderen van de microben in de darmen door het dieet te veranderen, kan dus mensen helpen die moeite hebben met slapen.”
Dus, deze feestdagen, als je je slaperig voelt na het eten van met tryptofaan gevulde kalkoen, vergeet dan niet je darmmicroben te bedanken!
Links
https://doi.org/10.1038/s41598-020-76562-9
https://wpi-iiis.tsukuba.ac.jp/