Jij weet misschien niet of je nu zoetstof proeft of echte suiker, maar gespecialiseerde cellen in de twaalfvingerige darm prikken daar zo doorheen.

In je mond zitten smaakreceptoren die gevoelig zijn voor zoete, zoute, zure, bittere en umami smaken. Als bijvoorbeeld een suikermolecuul bindt aan een receptor raakt de smaakzenuw geactiveerd en verstuurt die een signaal naar de hersenen. Dat signaaltje wordt verwerkt en voilà: je proeft iets zoets.

Het ene zoet is het andere niet, maar zie maar eens het verschil te proeven tussen echte suiker en suikervervangers. Dat is knap lastig. Toch hebben verschillende experimenten aangetoond dat dieren (waaronder mensen) liever echte suiker dan een vervanger nuttigen. Nu blijkt dat gespecialiseerde cellen in de darmen daar verantwoordelijk voor zijn. Dat schrijft een team van de Amerikaanse Duke University in Nature Neuroscience.

Lees ook:

• Interview Jeroen Raes: ‘Darmbacteriën kunnen signalen naar de hersenen sturen’
• Man met ‘brouwerij in zijn darmen’ genezen met poep

Darm-breinconnectie

De specialistische cellen – in het Engels neuropod cells of neuropods – bevinden zich in het bovenste deel van de dunne darm, de twaalfvingerige darm geheten. Daar vormen ze een belangrijk zendstation: in milliseconden versturen ze signalen vanuit het darmmilieu via de nervus vagus (een hersenzenuw) naar het brein. De darmen en de hersenen wisselen namelijk continu informatie met elkaar uit.

Onder leiding van neurobioloog Diego Bohórquez namen de onderzoekers de neuropods  onder de loep. Ze ontdekten dat de cellen herkennen of er suiker of een suikervervanger de darmwand passeert en geven als reactie daarop verschillende signaalstoffen (neurotransmitters) af aan het brein. Zo weet iemand ‘dit is suiker’ of ‘dit is zoetstof’.

Neuropods

Van menselijke en muizencellen kweekte het team in het lab vereenvoudigde versies van de twaalfvingerige darm. Deze organoïden werden vervolgens blootgesteld aan suiker of zoetstof. Dit stimuleerde de neuropodcellen, en de onderzoekers bestudeerden welk neurotransmitter ze afgaven. Natuurlijke suiker zorgt voor de afgifte van glutamaat, belangrijk voor hersenfuncties als leren en geheugen. Zoetstof, daarentegen, stimuleerde de afgifte van een compleet andere neurotransmitter: ATP.

In een ander experiment wendden de onderzoekers zich tot de techniek optogenetica: ze brachten lichtgevoelige eiwitten met behulp van onschadelijke virussen in de neuropods, waardoor ze met blauw licht aan of uit te zetten waren. Dit vond plaats in de twaalfvingerige darm van een levende muis. Als de cellen waren uitgeschakeld, had de muis niet langer een duidelijke voorkeur voor echte suiker.

Echte vs. neppe suiker

Internist-endocrinoloog en hoogleraar diabetologie Hanno Pijl (LUMC) is zeer onder de indruk van het onderzoek. “Wat dat team voor een werk heeft verricht en hoe zorgvuldig ze dat hebben aangepakt, is ongelooflijk. Een interessante bevinding vind ik dat het onderscheid tussen echte en neppe suiker niet meer kon worden gemaakt toen de neuropods werden uitgeschakeld. Je zou denken dat smaak hierin een grote rol speelt, maar er zit dus een heel ander mechanisme achter.”

“Wat de onderzoekers alleen niet hebben uitgezocht, is welke hersengebieden betrokken zijn bij de reacties van de neuropods op suiker en zoetstof”, vervolgt Pijl. “Dat is interessant voor vervolgonderzoek.” Een andere vraag die onbeantwoord blijft, is hoe de darmcellen ons beïnvloeden. Veel mensen proeven het verschil tussen echte en neppe suiker niet en toch hebben de meesten een voorkeur voor natuurlijke suiker. Pijl: “Mijn theorie is dat echte suiker een verzadigder gevoel geeft. Je leert dus dat suiker je achteraf een voller gevoel gaf, waardoor je de eerstvolgende keer de voorkeur geeft aan suiker boven kunstmatige zoetstof.”

Ook Liesbeth Winter, eveneens internist-endocrinoloog in het LUMC, is enthousiast. “Ik vind het een prachtige studie, en denk dat het enorme impact zal kunnen hebben op termijn in onze strijd tegen overgewicht.” Dat denken de onderzoekers zelf ook. “We kunnen het gedrag van een muis veranderen vanuit de darm,” zegt Bohórquez, “dat geeft hoop voor nieuwe therapieën die zich richten op de darm.”

Bronnen: Nature Neuroscience, Duke University via EurekAlert!

Beeld: iStock/Getty Images

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!