Maag- en darmhormonen: signalen rond een maaltijd

Een hormoonstelsel verspreid door de darmwand

Een schildklier kun je als afzonderlijk orgaan aanwijzen. Voor veel darmhormonen ligt dat anders. De producerende cellen zitten tussen de andere cellen van het maagdarmslijmvlies. In de darm heten ze entero-endocriene cellen: entero verwijst naar de darm, endocrien naar afgifte van signalen die elders kunnen werken.

Deze cellen vormen maar een klein deel van het darmepitheel. Toch produceren ze een grote verscheidenheid aan signaalstoffen. Ze kunnen reageren op voedingsbestanddelen in de darm en hun boodschap aan de weefselzijde afgeven. Niet ieder signaal hoeft eerst door het hele lichaam te reizen; plaatselijke cellen en zenuwuiteinden kunnen eveneens worden beïnvloed.^{1, 2}

Een hormoon is bovendien iets anders dan een verteringsenzym. Hormonen geven opdrachten via receptoren. Enzymen helpen voedingsstoffen chemisch afbreken. De alvleesklier heeft beide functies, maar gebruikt daarvoor verschillende cellen en afgiftewegen.

Wat gebeurt er voor, tijdens en na het eten?

GLP-1 en GIP: de verbinding met de alvleesklier

GLP-1 en GIP behoren tot de incretinen. Dat zijn darmhormonen die de afgifte van insuline na voedselinname helpen versterken. GLP-1 wordt onder meer gemaakt door L-cellen; GIP vooral door K-cellen in het bovenste deel van de dunne darm.

Op de bètacellen van de alvleesklier zitten receptoren voor deze signalen. Het effect op insuline hangt mede af van de glucoseconcentratie. Dat voorkomt dat iedere voedselprikkel dezelfde reactie oproept, ongeacht hoeveel glucose beschikbaar is.^{7, 8}

De bekendheid van GLP-1 is gegroeid door geneesmiddelen die op de GLP-1-receptor werken. Zo’n geneesmiddel is niet hetzelfde als het natuurlijke hormoon: de werkingsduur en blootstelling kunnen sterk verschillen. Dit artikel gaat vooral over de eigen regeling van het lichaam, niet over een keuze voor medicatie.

Gastrine, secretine en CCK hebben verschillende taken

Gastrine wordt gemaakt door G-cellen, onder andere in het onderste deel van de maag. Het stimuleert de productie van maagzuur. Dat zuur helpt bij de vertering en beïnvloedt welke micro-organismen kunnen overleven. Gastrine is dus geen zuur, maar een signaal dat de zuurproductie regelt.⁴

Secretine wordt in de dunne darm afgegeven als reactie op zure inhoud. De boodschap aan de alvleesklier betreft vooral vocht en bicarbonaat. Cholecystokinine, afgekort CCK, reageert onder meer op vetten en eiwitafbraakproducten. Het stimuleert verteringsenzymen uit de alvleesklier en contractie van de galblaas. Gal zelf wordt gemaakt door de lever.^{5, 6}

Deze signalen werken naast elkaar. De ene route helpt de juiste zuurgraad bereiken, een andere brengt enzymen of gal op de plaats waar de maaltijd wordt verwerkt. Het is geen rij hormonen die elk precies één keer aan de beurt komt.

De darm praat ook met de hersenen

De spijsvertering heeft een eigen uitgebreid zenuwnetwerk en staat in verbinding met het zenuwstelsel buiten de darm. Rek, voedingsstoffen en hormonen dragen verschillende soorten informatie over. Dat helpt verklaren waarom het gevoel van verzadiging niet alleen afhangt van het aantal calorieën in een maaltijd.

Onderzoekers hebben ook rechtstreekse contacten tussen bepaalde entero-endocriene cellen en zenuwvezels onderzocht. Kaelberer en collega’s beschreven in 2018 een snelle darm-hersenverbinding in experimenten met muizen. Dat onderzoek laat zien hoe chemische waarneming in de darm met zenuwsignalering kan samengaan. Het bewijst niet dat iedere gedachte of emotie door één darmhormoon wordt veroorzaakt.⁹

Signalen uit vetweefsel, zoals leptine, voegen informatie over de energiereserves toe. Een maaltijdsignaal en een signaal over langdurige voorraden zijn niet hetzelfde. De hersenen combineren meerdere berichten.

Hoe een darmexperiment het begrip hormoon veranderde

In 1902 onderzochten William Bayliss en Ernest Starling waarom de alvleesklier vocht afgeeft wanneer zuur in de darm komt. Hun dierexperimenten lieten zien dat hiervoor een stof uit het darmslijmvlies via het bloed kon werken. Een intacte zenuwverbinding was niet voor de hele reactie noodzakelijk.

Ze noemden de stof secretine. Het experiment hielp aantonen dat organen elkaar ook chemische boodschappen op afstand sturen. Voor het begrijpen van de spijsvertering waren zenuwen belangrijk, maar niet het volledige antwoord.¹⁰

Darmstamcellen helpen onderzoekers hormonen bestuderen

Het darmepitheel wordt voortdurend vernieuwd. Darmstamcellen leveren nakomelingen die zich tot verschillende celtypen kunnen ontwikkelen, waaronder hormoonproducerende cellen. Bij die differentiatie krijgen cellen niet alleen een andere vorm, maar ook andere mogelijkheden om signalen te herkennen en af te geven.

Onderzoekers gebruiken menselijke darmorganoïden om dat proces te bestuderen. Het Hubrecht Instituut en de Universiteit Utrecht beschreven in 2022 hoe grotere voorlopereiwitten in darmcellen worden verwerkt tot kleinere signaalpeptiden. Zo’n model maakt gerichte experimenten mogelijk, maar bootst niet tegelijk alle zenuwen, bloedvaten en voedselstromen van een levende darm na.¹

In later onderzoek werden sensoren van menselijke entero-endocriene cellen functioneel getest in organoïden. Dat is belangrijk: een receptor aantreffen is pas een begin. Onderzoekers willen ook weten of activering daadwerkelijk tot hormoonafgifte leidt.²

Veelgestelde vragen