Darmflora als Fabriek voor Serotonineprecursoren: De Darm-Hersen-As in Detail

Een aanzienlijk deel van de lichaamseigen serotonine, naar schatting circa 90 procent, vindt zijn oorsprong in het spijsverteringskanaal, waarbij de samenstelling van het dieet een doorslaggevende factor is. Deze perifere serotonine wordt geproduceerd in enterochromaffiene (EC) cellen en immuuncellen, en is betrokken bij fysiologische processen zoals de regulatie van de spijsvertering en bloedstolling. De interactie tussen het darmmicrobioom en de gastheer is hierbij essentieel; onderzoek met germ-free muizen toonde aan dat EC-cellen zonder darmbacteriën ongeveer 60 procent minder serotonine produceerden dan hun gecontroleerde tegenhangers.

Specifieke stammen van menselijke darmbacteriën, waaronder vertegenwoordigers van de geslachten Lactobacillus en Bifidobacterium, zijn direct betrokken bij de serotoninesynthese via de decarboxylering van 5-hydroxytryptofaan (5-HTP). Onderzoek suggereert dat de supernatantvloeistoffen van Lactobacillus acidophilus en Bifidobacterium longum de expressie van de serotoninetransporter (SERT) in intestinale epitheelcellen kunnen opreguleren. Bovendien kunnen bepaalde Bifidobacterium-soorten, zoals B. longum subsp. infantis E41, de Tph1-expressie verbeteren en de afscheiding van 5-HTP stimuleren, wat in muismodellen een antidepressief effect bewerkstelligt. Deze bacteriële activiteit positioneert het microbioom als een actieve producent van neurotransmitterprecursoren.

Een dieet rijk aan voedingsvezels, zoals dat met volle granen en gefermenteerde producten, voedt deze gunstige micro-organismen en ondersteunt de efficiënte aanmaak van serotonine. Vezels, die onverteerbaar zijn voor de mens, dienen als substraat voor de bacteriële flora in de dikke darm, waar ze worden omgezet in vetzuren zoals butyraat. Deze vetzuren stimuleren op hun beurt de serotonineproductie in EC-cellen door de activiteit van tryptofaanhydroxylase 1 (TPH1) te verhogen. Hoewel een dagelijkse inname van 30 tot 40 gram vezels wordt aanbevolen, kan een langzame opbouw winderigheidsklachten voorkomen. Gefermenteerde voedingsmiddelen, zoals zuurkool of tempeh, dragen bij aan de diversiteit van het darmmicrobioom, wat de algehele gezondheid van de darm-hersen-as ten goede komt.

Voor de synthese van serotonine in het centrale zenuwstelsel is de beschikbaarheid van het essentiële aminozuur tryptofaan, onder andere aanwezig in tofu en pompoenpitten, cruciaal voor het passeren van de bloed-hersenbarrière (BHB). De BHB reguleert de doorgang van moleculen en tryptofaan concurreert met andere aminozuren om de 'large neutral amino acid' (LNAA) transporter. Het consumeren van complexe koolhydraten, zoals quinoa, in combinatie met plantaardige eiwitten, initieert een insulinerespons. Deze respons helpt om concurrerende aminozuren weg te sluizen, waardoor de relatieve beschikbaarheid van tryptofaan voor transport naar de hersenen toeneemt.

Naast de koolhydraatstrategie is de inname van cofactoren zoals vitamine B3 (niacine), vitamine B6, magnesium en zink van belang voor de enzymatische omzetting van tryptofaan naar serotonine. Een tekort aan B3 kan ertoe leiden dat tryptofaan wordt ingezet voor de aanmaak van nicotinezuur in plaats van cerebrale serotonine. Bovendien kan een verstoorde darmflora, dysbiose, leiden tot de afbraak van tryptofaan via het kynureninepad, wat resulteert in de productie van neurotoxische metabolieten zoals quinolinezuur. Dit voedingspatroon, gericht op het voeden van de darmflora en het optimaliseren van de tryptofaanbeschikbaarheid voor de hersenen, ondersteunt de communicatie via de darm-hersen-as en heeft implicaties voor de regulatie van stemming en energieniveaus.