Communicatielijntje darmen-hersenen verklaart onverzadigbaar suikerverlangen

De mens heeft een bijna onverzadigbare lust naar zoetigheid en het zit zelfs in ons DNA gebakken. Het zijn echter niet alleen de smaakpapillen op onze tong die zoetigheid in ons lijf detecteren en een sterk signaal naar de hersenen sturen, maar de suikermoleculen blijken ook door de darmen waargenomen te worden en ook deze sturen hun boodschap naar het brein. Er is echter een verschil: De tong proeft zoet en de darmen reageren op het suikermolecuul. Zoetstoffen kunnen de smaakpappillen daarom voor de gek houden, maar de darmen laten zich niet gemakkelijk misleiden door deze kunstmatige zoethoudertjes. Dit zou volgens de onderzoekers van het Howard Hughes Medisch Instituut kunnen verklaren waarom zoetstoffen geen voldoening geven aan de onverzadigbare drang naar suiker.

Van een beetje extra suiker wordt ons lijf een tikje hebzuchtig. We kunnen likkebaardend kijken naar een rijkgevulde moorkop, vers druipende stroopwafel of Italiaans gelato delicatezza. Geen ras of volk haalt zijn neus op voor het suikergoed. Maar de smaak van zoetigheid van zoetwaren, die de tongen streelt, verklaart niet helemaal ons verlangen naar suiker. Recent onderzoek, dat in het tijdschrift Nature werd gepubliceerd, heeft namelijk aangetoond dat het toverachtig suikermolecuul een achterdeurtje naar de hersenen heeft. Net als andere zoetigheden brengt suiker gespecialiseerde smaakpapillen op de tong op gang, maar het schakelt ook een volledig aparte neurologische weg in. Een route die opvallend genoeg begint in de darm en niet op de tong. Dat ontdekten neurowetenschapper Charles Zuker (whats in a name?) en zijn team verbonden aan het Howard Hughes Medical Institute in Maryland en de Columbia University.

Begrippen zoet en suiker

In de darmen kondigen signalen naar de hersenen aan dat er suiker in aantocht is. Daar wakkeren de breincellen de eetlust naar nog meer suiker aan, zo blijkt uit experimenten met muizen. Deze darm-tot-hersenroute lijkt ook nog eens kieskeurig en reageert alleen op suikermoleculen en niet op kunstmatige zoetstoffen. Wetenschappers wisten al dat suiker een unieke controle over de hersenen uitoefent. In een studie uit 2008 gaven muizen zonder het vermogen om zoetigheid te proeven bijvoorbeeld nog steeds de voorkeur aan suiker. De ontdekking van een suikergevoelige weg door het team van Zuker helpt te verklaren waarom suiker voor het lichaam een bijzondere plek inneemt en kan helpen om methoden te vinden hoe we onze onverzadigbare eetlust kunnen stillen. We moeten de begrippen zoet en suiker van elkaar scheiden", geeft Zuker aan. Zoet is lekker, maar suiker heeft een dwingend verlangen vastgelegd in ons zenuwstelsel. Dit onderzoek ontraffelt de neurale basis voor de voorkeur voor suiker boven een zoete smaak."

Diepgewortelde eetlust

De term suiker is een verzamelnaam, die een aantal stoffen omvat dat ons lichaam als brandstof gebruikt. Het eten van suiker en dus brandstof activeert het beloningssysteem van de hersenen, waardoor mensen en muizen zich goed voelen. Echter, in een wereld waar geraffineerde suiker in overvloed aanwezig is, kan deze diepgewortelde eetlust voor chaos zorgen. De gemiddelde jaarlijkse suikerinname van de Amerikanen is omhooggeschoten van minder dan 5 kilogram in de negentiende eeuw tot meer dan 45 kilogram anno 2020. Die consumptiestijging heeft echter wel een prijs. Studies hebben overmatige suikerconsumptie in verband gebracht met tal van gezondheidsproblemen, waaronder obesitas en type 2 diabetes.

Neurale basis

Eerder toonde het werk van Zuker aan dat suiker en kunstmatige zoetstoffen op hetzelfde smaak sensorische systeem overschakelen. Eenmaal in de mond activeren deze moleculen de zoet-smaakreceptoren op de smaakpapillen, waardoor signalen worden uitgezonden naar het deel van de hersenen dat de zoetheid verwerkt. Maar suiker beïnvloedt het menselijk of dierlijk gedrag op een manier die de kunstmatige zoetstof niet beïnvloedt. Zuker's team voerde een test uit om suiker te vergelijken met de zoetstof Acesulfame K, die wordt gebruikt in dieet soda, zoetstofdoosjes en andere producten. Muizen kregen water met de zoetstof of met suiker aangeboden. In de eerste instantie dronken de muizen beide zoetsmakende vloeistoffen, maar binnen twee dagen schakelden ze vrijwel uitsluitend over op suikerwater. We beredeneerden dat de duidelijke keuze die het dier heeft voor het consumeren van suiker, in plaats van zoetigheid, een neurale basis zou kunnen hebben",aldus de Amerikaanse neurowetenschapper.

Uniek suikercircuit

Door de hersenactiviteit op camerabeelden te zetten wanneer de knaagdieren suiker consumeerden of kunstmatige zoetstof of water, konden de onderzoekers voor het eerst het hersengebied identificeren dat uitsluitend op suiker reageert: Dat blijkt de zogenaamde nucleus caudatus (staartkern) van de nucleus tractus solitarius (braakcentrum) in de hersenstam te zijn. De nucleus tractus solitarius (cNST) is een centrale punt in de hersenen voor informatie over de toestand van het lichaam. Het pad naar het cNST dat het team heeft ontdekt, begint in het slijmvlies van de darm. Daar geven sensormoleculen een signaal af dat via de nervus vagus (een soort zwervende of mobiele hersenzenuw) verloopt en vormt een directe informatielijn van de darmen naar de hersenen.

Dit darm-tot-hersencircuit geeft de voorkeur aan één vorm van suiker: glucose en soortgelijke moleculen. Het negeert kunstmatige zoetstoffen en dat kan volgens de onderzoekers er op wijzen waarom deze zoete additieven niet de aantrekkingskracht van suiker kunnen nabootsen. Het ziet ook enkele andere soorten suiker over het hoofd, met name fructose, die in fruit wordt aangetroffen. Glucose is een bron van energie voor alle levende wezens en dat zou naar de mening van het team van Zuker kunnen verklaren waarom het hersen- en darmcommunicatiesysteem specifiek voor dit suikermolecuul is geëvolueerd.

Calorieën tellen niet

Voorheen speculeerden wetenschappers dat het hoge energiegehalte van suiker, oftewel calorieën, de aantrekkingskracht van suiker verklaarde, maar veel kunstmatige zoetstoffen bevatten geen calorieën. De studie van Zuker toonde nu ook aan dat niet het energiegehalte de oorzaak is; aangezien ook calorievrije, glucoseachtige moleculen de darm-tot-hersenen-suiker-route kunnen activeren.

Om beter te begrijpen hoe de sterke voorkeur van de hersenen voor suiker zich ontwikkelt, bestuderen dezelfde onderzoekers nu de verbindingen tussen dit darm-hersensuikercircuit en andere hersensystemen, zoals de systemen die betrokken zijn bij beloning, voeding en emoties. Hoewel de studies op muizen zijn uitgevoerd, gelooft Zuker dat dezelfde route ook in de mens bestaat: Het ontdekken van deze route helpt te verklaren hoe suiker direct invloed heeft op onze hersenen en de suikerconsumptie wordt gestimuleerd. Deze ontdekking opent nieuwe wegen en mogelijkheden voor het verzinnen van strategieën om onze onverzadigbare honger naar suiker te verminderen."

www.youtube.com/watch?v=4_gHp7TbRAs&feature=youtu.be

Een mening over dit artikel? Reageer op onze Twitter, Facebook, Instagram of LinkedIn. Een opinieartikel is ook van harte welkom. Mail dan even met de redactie (redactie@vork.org). Geïnteresseerd in de andere artikelen van VORK? Word abonnee, vraag een gratis proefnummer aan en schrijf je in voor de tweewekelijkse Vork-nieuwsbrief. Student? Wellicht is het speciale studentenabonnement dan iets voor jou.

Tekst:Reinout Burgers Beeld: Pxhere/Reinout Burgers