Begrip voor onderbuikgevoelens: Probiotica en cognitie

In 2004 bleek dat steriele (bacterievrije) muizen verhoogde reactiviteit tegen
stress vertonen (Sudo et al., 2004). Deze studie toont een verband tussen de
hersenen en de darmen aan, wat tegenwoordig de microbiota-gut-brain-as genoemd
wordt; D.w.z. het idee dat micro-organismen die in de darm leven, invloed
hebben op het functioneren van het centrale zenuwstelsel (bijvoorbeeld Foster &
McVey Neufeld, 2013). Vele dierstudies toonden vervolgens interactie tussen de
darm en de hersenen en daarop volgende gedrags- en stemmingseffecten (Cryan &
O'Mahony, 2011; Foster, Rinaman, & Cryan, 2017). Er werd bijvoorbeeld
aangetoond dat transplantatie van darmbacteriën van een zeer exploratieve
muizensoort naar een meer passieve soort leidde tot gedragsveranderingen in
beide soorten. In andere woorden, samen met de darmmicrobiota, werden ook
gedragseigenschappen uitgewisseld (Bercik et Al., 2011). Andere dierstudies
tonen onder meer antidepressieve eigenschappen van probiotische bacteriën aan.
Bovendien hebben probiotica die aan ratten werden toegediend positieve effecten
met betrekking tot de doorlaatbaarheid van de darmwand, cytokineactiviteit en
centrale HPA- en monoaminergische activiteit; Biologische processen die
betrokken zijn bij depressie (bijvoorbeeld Gareau et al., 2007; Desbonnet et
al., 2008; Bravo et al., 2011; Gilbert et al., 2013, voor een review, zie
Desbonnet et al., 2010).

Menselijke studies naar de antidepressieve effecten van bacterien zijn echter
minder vaak gedaan, hoewel een recente meta-analyse van 9 menselijke studies
(Evrensel & Ceylan, 2015) laat zien dat manipulatie van de
microbiota-darm-brein as in gezonde (niet depressieve) participanten positieve
effecten oplevert. Het feit dat deze effecten al in niet-depressieve individuen
worden waargenomen, is belangrijk met betrekking tot de aanbeveling van de
Wereldgezondheidsorganisatie (2012) aangaande preventieve strategieën voor
depressie (Huang, Wang & Hu, 2016).

Een belangrijke beperking in het onderzoeksveld is echter dat probiotische
supplementatie bij mensen, en de potentie om bij gezonde mensen het welzijn
daarmee verder te verbeteren, nog weinig aandacht heeft gehad. Ook is tot op
heden niet bekend welke mechanismen zorgen voor deze effecten. Hoewel er op
basis van dierlijk onderzoek een aantal potentiële mechanismen zijn
voorgesteld, zijn deze mechanismen namelijk weinig tot niet onderzocht bij
(gezonde) mensen.

Het vertalen van eerder genoemde bevindingen bij dieren naar mensen is een van
de doelstellingen van de huidige studie. Het voorgestelde project beoogt de
voornoemde bevindingen (Evrensel & Ceylan, 2015; Steenbergen et al., 2015; De
Noos et al., 2015; Cryan & O'Mahony, 2011; Foster, Rinaman & Cryan, 2017 )te
repliceren en uit te breiden met onderzoek naar de biologische en cognitieve
mechanismen waardoor een probiotische interventie gunstige effecten op de
stemming kan hebben.

Meer specifiek beoogt de voorgestelde studie om:
1) Effecten van probiotica op cognitieve processen met betrekking tot de
kwetsbaarheid voor depressie te bepalen;
2) Mogelijke biologische mechanismen hierin vast te stellen

Met betrekking tot doel 1, zal de studie zich richten op vier cognitieve
domeinen.
A) cognitieve reactiviteit / rumineren (piekeren/blijven hangen in
gedachtepatronen)
B) positieve re-biasing van negatieve aandacht; Een mechanisme tegen negatieve
aandachtsbias.
C) Motivatie (willen) en beloning (Felger & Treadway, 2016)
D) Affectief functioneren; Herkennenvan gezichtsuitdrukkingen is belangrijk
gebleken in het voorspellen van depressie (Pizzagalli, 2014; Bistricky, Ingram,
& Atchly, 2011; Boruke, Douglas, & Porter, 2010).

Met betrekking tot doel 2, zal de studie vier mogelijke pathways onderzoeken
die uit dierstudies naar voren zijn gekomen (Cryan & Dinan, 2012; Desbonnet et
al., 2008,2010):
A) doorlaatbaarheid van de darmwand, dat wil zeggen markers van 'lekkage' van
bacteriële producten in de bloedcirculatie.
B) door middel van darmdoorlaatbaarheid en andere routes kan probiotica
ontstekingsactiviteiten in het lichaam beïnvloeden (Mass, Kubera & Leunis, 2008)
C) activiteit van de hypothalamus-hypofyse-adrenale as (HPA), die betrokken is
bij depressie en cognitief functioneren (Foster & Neufeld, 2013; Pariante &
Lightman, 2008).
D) Dierstudies tonen aan dat darmmicrobiota metabolisme van aminozuren kan
verhogen (Desbonnet et al., 2008, 2010), die de beschikbaarheid van
neurotransmitters in de hersenen kunnen verbeteren (Silber & Schmidt, 2010).

In toevoeging hierop controleren we de invloed van factoren waarvan bekend is
dat zij de domeinen en mechanismen beinvloeden, specifiek cognitief vermogen,
vermoeidheid, slaapkwaliteit, dieetpatroon, fysieke karakteristieken,
microbioomprofiel, onlastingskenmerken, interactie tussen deze effecten, en
veranderingen hierin (Zie ook Secties 8.1.2 en 8.1.3 in het protocol;
Secondary and other parameters; Sandhu et al., 2017; Budree et al., 2017).

De voorgestelde studie volgt een dubbelblind gerandomiseerd,
placebo-gecontroleerd, between-subject design. Er wordt een steekproef van 140
volwassenen (18-75 jaar) genomen. Alle vragenlijsten en taken, met uitzondering
van een stemmingsdagboek, een wekelijkse voedingsvragenlijst, en de verzameling
van een faecessample, worden voltooid tijdens laboratoriumbezoeken door de
deelnemers vóór en na de interventieperiode van 35 dagen, waarin de deelnemers
worden gevraagd om 2 gram Ecologic ®Barrier (probiotica) of 2 gram neutrale
placebo (standaard drager). Voor een gedetailleerde beschrijving van de
procedures van de studie, verwijzen we naar paragraaf 8.3. Deelnemers (N = 140,
Huang, Wang, & Hu, 2016, zie ook paragraaf 4.3 voor een gedetailleerde
vermogensanalyse) worden willekeurig toegewezen aan de probiotica (n = 70) of
de placebo (n=70) groep ). Deelnemers worden behandeld volgens de
internationale conventie voor geneesmiddelenstudies bij menselijke
vrijwilligers; D.w.z. de verklaring van Helsinki (1964) en de daaropvolgende
wijzigingen.

Naar aanleiding van Steenbergen en collega's (2015) en de Noos en collega's (2015) ontvangt de probiotische groep dagelijks 2 gram gevriesdroogd poeder met het probiotische mengsel Ecologic®Barrier dagelijks gedurende 35 dagen. (Winclove probiotics, Nederland). Ecologic®Barrier (2,5 × 109 cfu / gram) bevat de volgende bacteriestammen: Bifidobacterium bifidum W23, Bifidobacterium lactis W51 en W52, Lactobacillus acidophilus W37, Lactobacillus brevis W63, Lactobacillus casei W56, Lactobacillus salivarius W24, Lactococcus lactis W19 en Lactococcus lactis W58. De placebogroep ontvangt alleen de standaarddrager die wordt gebruikt voor het probiotische product: dat wil zeggen 2 gram maïszetmeel, voor dezelfde interventieperiode. Deelnemers in beide groepen zullen gevraagd worden om de producten op te lossen in lauw water voor inname.

De participatiebelasting is bescheiden en bestaat uit een telefoongesprek
(screening voor in- en uitsluiting criteria) en 2 bezoeken aan het
laboratorium, 35 dagen uit elkaar. Elke test sessie duurt niet langer dan drie
uur, gedurende welke vragenlijsten worden ingevuld en cognitieve tests worden
uitgevoerd. Bij beide bezoeken wordt een 18 ml bloedmonster genomen door een
bevoegde verpleegster of phlebotomist onder toezicht van een arts.
Standaardmetingen omvatten hartslag en bloeddruk (met behulp van een
geautomatiseerde monitor) en beoordeling van antropomorfe eigenschappen (dat
wil zeggen gewicht, hoogte, vetpercentage, spierpercentage, taille- en
heupomtrek). Deelnemers verzamelen (zelf geproduceerde) faecesmonsters in een
speciaal ontworpen collectie systeem die zeer weinig inspanning van de
deelnemers vereist. Tussen de bezoeken worden de deelnemers gevraagd een
dagboek te houden en de benodigde voedingssupplement te nemen. De dosering van
Ecologic*Barrier (de merknaam van het gebruikte probiotische supplement) wordt
veilig bevonden; Alle stammen houden qualified presumption of safety (QPS)
status en zijn goedgekeurd door de Europese Autoriteit voor voedselveiligheid
(EFSA). het probiotica voedingssupplement is vrij verkrijgbaar voor consumenten
op de commerciele markt en de verwaarloosbare gezondheidsrisico's in de
algemene bevolking zijn goed onderzocht.