Biologische klok

Darmmicrobiota speelt rol in biologische klok van muizendarm

Wanneer en hoe onze darmen voedsel verwerken, wordt bepaald door de biologische klok van onze darmen. Gedurende dag worden de genen die regelen wanneer bepaalde voedingsstoffen worden verwerkt, volgens een vast ritme ‘aan’ en ‘uit’ gezet. Dit ritme kan worden verstoord door verschuivingen in dag-nachtritmes, zoals bij nachtdiensten of jetlags. Eerder onderzoek liet al zien dat de darmmicrobiota ook een rol speelt in deze biologische klok: Als er geen darmmicrobiota aanwezig is, wordt dit ritme verstoord. De mechanismen waarmee dag-nachtcycli en de microbiota onze stofwisseling bepaalt, waren tot voor kort echter nog onbekend.

Een verschil in DNA modificaties

Amerikaanse onderzoekers hebben onlangs laten zien hoe de darmmicrobiota de stofwisseling in de dunne darm van muizen beïnvloedt. Ze richtten zich specifiek op modificaties in het DNA die bepalen of genen actief zijn of niet. Het was al bekend dat deze modificaties afhankelijk zijn van de biologische klok. De onderzoekers vergeleken nu muizen met en zonder darmmicrobiota en keken naar de verandering van DNA modificaties gedurende de dag. Ze zagen dat het DNA van de cellen in de dunne darm van de muizen zonder darmmicrobiota een ander patroon lieten zien dan de gewone muizen. De darmmicrobiota bepaalt dus mede het ritme waarin het DNA wordt gemodificeerd en, als gevolg hiervan, of de betreffende genen actief zijn. De genen die het meest onder invloed bleken te staan van deze DNA modificaties zijn betrokken bij de opname en verwerking van voedingsstoffen.

“…het DNA van de cellen in de dunne darm van de muizen zonder darmmicrobiota een ander patroon lieten zien dan de gewone muizen.”

De rol van HDAC3

De onderzoekers zagen dat één specifiek eiwit, HDAC3, minder actief was in de darmcellen van muizen zonder darmmicrobiota. Dit eiwit is betrokken bij bovengenoemde DNA modificaties en reguleert dus de activiteit van genen. In een nieuwe groep muizen schakelden de onderzoeken in de darmcellen het gen uit dat codeert voor HDAC3. Deze muizen lieten onder andere een verminderde vetopname zien in de dunne darm. Zoals de onderzoekers vervolgens al verwachtten, waren deze muizen beschermd tegen obesitas na een vetrijk dieet én na het verstoren van het dag-nachtritme van de muizen.  

Relevant in obesitas

De studie laat zien hoe de darmmicrobiota en de biologische klok de stofwisseling van muizen beïnvloedt, namelijk via het eiwit HDAC3. Het blijft echter onduidelijk hoe de darmmicrobiota precies communiceert met dit eiwit. Ook is het niet te voorspellen of de resultaten in de muizen direct naar mensen vertaald kunnen worden. Waarschijnlijk is de samenwerking tussen de darmmicrobiota en de biologische klok zodanig geëvolueerd, dat de opname van vet in de darmen zo efficiënt mogelijk kan plaatsvinden. Bij ons huidige Westerse dieet, dat veel vet en suiker bevat, kan dit proces juist doorslaan naar obesitas. Het gebruik van antibiotica of een jetlag kunnen dit proces verergeren. Nu duidelijk is dat HDAC3 en de darmmicrobiota een rol spelen in dit proces, kunnen er mogelijk nieuwe behandelingen tegen obesitas worden ontwikkeld.

Bronnen:

Lees ook: