Circadiaanse ritmes en aandoeningen in de darm

De productie van afweerstoffen door darmimmuuncellen loopt synchroon met de activiteit van klokgenen in deze immuuncellen, hebben onderzoekers ontdekt. Maar wat gebeurt er eigenlijk met onze microbiota wanneer het bioritme ontregeld is?

Het wordt steeds duidelijker dat verstoring van onze biologische klok schadelijk is voor onze gezondheid. Denk aan werken in ploegendienst, jetlag of chronische slaapgebrek. Ook onze spijsvertering volgt een bioritme, van overdag voeding verteren en nutriënten opnemen tot het herbevoorraden van de cellen tijdens onze slaap. Verstoring van dit ritme in de darm wordt in verband gebracht met een groter risico op een verhoogd doorlaatbare darm (leaky gut), prikkelbare darm, colitis ulcerosa en de ziekte van Crohn. Dit blijkt uit onderzoek naar het verzetten van de klok naar zomer- of wintertijd. [1]

Het is echter nog niet duidelijk hoe dit komt, geven onderzoekers van Washington University of Medicine aan. Uit hun studie blijkt nu dat de circadiaanse ritmes direct de functie van bepaalde immuuncellen in de darm beïnvloeden, namelijk de zogenaamde ILC3-cellen (type 3 innate lymphoid cell). Dit zijn cellen die afweerstoffen produceren. Voor een gezonde darmwerking is het belangrijk dat de activiteit van klokgenen in ILC3-cellen in de pas lopen met de activiteit van de immuuncellen zelf. De resultaten zijn gepubliceerd in Science Immunology.[2]

Anticiperen op voeding en pathogenen

ILC3-cellen zorgen voor evenwicht in de darm door de darmbarrière te versterken. Deze barrière voorkomt contact tussen de triljoenen bacteriën die normaal in de darm leven en het dunne laag epitheel waaruit de darm zelf bestaat. Ze produceren afweerstoffen die het darmimmuunsysteem helpen gepast te reageren op onschuldige microben en voedseldeeltjes, en tegelijkertijd ziekmakende pathogenen bevechten.

De onderzoekers zagen dat klokgenen heel actief zijn in ILC3, en vroegen zich af of deze immuuncellen hiermee het bioritme in de darm linken aan het immuunsysteem in de darm. Een onderzoeker: “Als ILC3-cellen afgestemd zijn op circadiaanse ritmes, dan kunnen deze immuuncellen anticiperen op het tijdstip dat voeding én eventuele ongewenste bacteriën in de darmen komen.” [3]

Geen effectieve verdediging bij verstoring bioritme

De onderzoekers bestudeerden elke 6 uur ILC3-cellen van muizen uit de darm en merkten allereerst op dat de activiteit van de klokgenen van deze immuuncellen inderdaad varieerde in een voorspelbaar 24-uurspatroon. Verder zagen ze dat de activiteit van de genen voor de productie van afweerstoffen gelijkliep met deze klokgenen. Toen ze sommige muizen op het schema van een ploegendienstwerker zetten, bleken ILC3-cellen minder immuunstoffen te produceren wanneer zij werden blootgesteld aan een infectie.

Vervolgens werd een aantal muizen genetisch gemodificeerd, zodat zij het klokeiwit REV-ERB alpha misten. Hierdoor bleek het lastig voor deze muizen om een bacteriële infectie met Clostridium difficile onder de duim te houden. Ze konden geen effectieve verdediging opbouwen, omdat ze minder ILC3-cellen produceerden. Bovendien produceerden deze cellen meer beschadigende moleculen en minder beschermende afweerstoffen. Hierdoor verspreidden de bacteriën zich meer in hun lichaam dan in het lichaam van muizen in een controlegroep.

Cruciale rol voor klokgenen

De onderzoekers concluderen uit hun studie dat de productie van immuunstoffen door ILC3-cellen een circadiaans ritme volgt, en dat de klokgenen in deze cellen hierbij een cruciale rol spelen. Dit onderzoek geeft hiermee antwoord op de vraag waarom verstoring van ons bioritme tot allerlei maagdarmproblemen kan leiden.

Wat kunt u met deze kennis in uw praktijk?

De uitkomsten van dit onderzoeken onderstrepen het belang van het volgen van ons bioritme. Wanneer u een cliënt met darmproblematiek behandelt, kan mogelijk ook een verstoord bioritme een rol spelen. Indien nodig kan het slaappatroon positief worden beïnvloed door aanpassingen in leefstijl en voeding. Denk aan voedingsfrequentie, tijdstip van eten en interessante voedingsstoffen, zoals tryptofaan, de bouwstof van melatonine. In dit artikel leest u meer hierover: Gezondheid reguleren met Zeitgebers, https://www.naturafoundation.nl/kenniscentrum/artikelen/?newsid=16309.

Bronnen

[1] Föh, B. et al., Seasonal Clock Changes Are Underappreciated Health Risks—Also in IBD?, Front. Med., 09 May 2019, https://doi.org/10.3389/fmed.2019.00103

[2] Q. Wang et al., Circadian rhythm–dependent and circadian rhythm–independent impacts of the molecular clock on type 3 innate lymphoid cells, Science Immunology (2019), immunology.sciencemag.org/look … 6/sciimmunol.aay7501

[3] https://medicalxpress.com/news/2019-10-scientists-timekeepers-gut-immune.html