Het microbioom is een soort ‘orgaan’ dat in de moderne geneeskunde jarenlang in de vergetelheid is geraakt. Dankzij de ontwikkeling van de biomedische wetenschappen wordt er echter al meer dan twaalf jaar veel onderzoek verricht, waarvan de resultaten bewijzen dat het microbioom meer is dan alleen een groep micro-organismen die ons lichaam bewonen. Wat is het microbioom? Waarom is het zo belangrijk voor onze gezondheid? Hoe zorg je ervoor?
Inhoudsopgave
- Microbioom, microbiota of microflora?
- Het microbioom - waaruit bestaat het?
- Het microbioom - wat zijn zijn functies?
- Het microbioom - wat beïnvloedt het?
- Microbioom en beschavingsziekten
- Microbioom en zwaarlijvigheid
- Het microbioom en het zenuwstelsel
- Microbiome - Hoe zorg je ervoor?
Het microbioom (microbiota, microflora) is een groep micro-organismen die kenmerkend is voor een bepaalde natuurlijke habitat. Als habitat moeten we niet alleen de zee of de bodem begrijpen, maar ook het organisme van mensen en andere dieren. Daarom onderscheiden we, naast het microbioom van de zeeën en bodem, het darm-, huid-, genitaal kanaal, oor en oraal microbioom.
De samenstelling van het microbioom varieert afhankelijk van de habitat die het inneemt. Momenteel wordt het meeste onderzoek gedaan naar het meest talrijke microbioom in ons lichaam, namelijk het spijsverteringskanaal.
Microbioom, microbiota of microflora?
De term "microbioom" werd voor het eerst gebruikt in 2001 door Nobelprijswinnaar Joshua Lederberg, die het gebruikte om de genoomset te beschrijven van alle microben die in het menselijk lichaam leven. Daarom wordt de term in deze zin vaker gebruikt.
Als we het hebben over het verzamelen van alle micro-organismen als cellen, moet de term "microbiota" worden gebruikt.
De term "microflora" is op zijn beurt een oude term die minder vaak wordt gebruikt, en dateert uit de tijd dat de meeste micro-organismen in het plantenrijk werden ingedeeld (de term "flora" beschrijft het geheel van plantensoorten die in een bepaald gebied worden aangetroffen).
Het microbioom - waaruit bestaat het?
Het microbioom bestaat uit bacteriën, gisten, schimmels, protozoa, virussen en archaea. Onthoud dat ze niet altijd "vriendelijk" hoeven te zijn tegen hun gastheer. De microbiota kan ook micro-organismen omvatten die potentieel pathogeen zijn voor mensen, b.v. Escherichia Coli.
Vanwege de enorme omvang van micro-organismen verdient het gastro-intestinale microbioom speciale aandacht, dat voornamelijk bestaat uit bacteriën uit 4 subgroepen:
- Firmicutes (64%)
- Bacteroides (23%)
- Proteobacteriën (8%)
- Actinobacteriën (3%)
Bij gezonde mensen worden individuele delen van het spijsverteringskanaal gekenmerkt door een variabele diversiteit aan micro-organismen. De maag en de twaalfvingerige darm zijn praktisch steriel, aangezien de zure pH van maagsap een ongunstige omgeving creëert voor de meeste micro-organismen. In de dunne darm is hun aantal groter, variërend van 10.000 tot 100.000 in 1 gram voedsel.
Acidofiele bacteriën van het geslacht overheersen hier Lactobacillus en Streptococcus. Het grootste aantal micro-organismen zit in de dikke darm en het zijn zelfs een biljoen cellen in 1 gram voedsel! De overgrote meerderheid zijn zuurstof-intolerante micro-organismen (anaëroben) zoals bacteriën van het geslacht Bifidobacterium of Clostridium.
Er wordt geschat dat er 10 keer meer micro-organismen in het spijsverteringskanaal zijn dan cellen in het menselijk lichaam (ongeveer 100 biljoen cellen die ongeveer 2 kg wegen), en het aantal genen daarin is 3,3 miljoen. Ter vergelijking: het menselijk genoom bestaat uit slechts 21.000 genen.
Bacteriën die in het spijsverteringskanaal wonen, kunnen worden verdeeld volgens de functies die ze in het lichaam vervullen:
- proteolytische bacteriën (ook bekend als rottingsactief) zijn potentieel pathogene bacteriën waarvan de overgroei in de darmen het lichaam nadelig kan beïnvloeden; ze omvatten onder andere bacteriën van het geslacht Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter, Pseudomonas
- beschermende (probiotische) bacteriën zijn bacteriën die de groei van pathogene micro-organismen remmen, het darmepitheel afsluiten en voedingsstoffen produceren voor de darmwand; ze omvatten onder andere bacteriën van het geslacht Lactobacillus en Bifidobacterium
- immunostimulerende bacteriën stimuleren de cellen van het immuunsysteem, verminderen de ontstekingsreactie en stimuleren de productie van IgA-antilichamen door het slijmvlies; ze omvatten onder andere bacteriën van het geslacht Enterococcus en Escherichia coli. Dit laatste is ook potentieel pathogeen onder ongunstige omstandigheden
Het microbioom - wat zijn zijn functies?
De darmmicro-organismen kunnen voedselsubstanties metaboliseren - koolhydraten, eiwitten, vetten en die rechtstreeks afkomstig zijn van mensen, zoals dode cellen en slijm. Het microbioom gebruikt ze om elementaire levensactiviteiten te ondersteunen.
Daarom kunnen de functies van microbiota worden vergeleken met een type bioreactor die tijdens het fermentatieproces talloze hoeveelheden bioactieve stoffen produceert. De hoeveelheid en de aard van deze stoffen hangt grotendeels af van de manier waarop we eten.
Naast het ondersteunen van spijsverteringsprocessen, het darmmicrobioom:
- produceert B-vitamines en vitamine K.
- verhoogt de opname van mineralen zoals magnesium en calcium
- voorkomt kolonisatie van de darm door pathogene bacteriën
- stimuleert de rijping van cellen van het immuunsysteem en ondersteunt zijn werk
- kalmeert ontstekingsprocessen
- beïnvloedt de rijping en differentiatie van darmepitheelcellen
- inactiveert gifstoffen en kankerverwekkende stoffen
- neemt deel aan het metabolisme van cholesterol en bilirubine
Het microbioom - wat beïnvloedt het?
- genen
Terwijl de samenstelling van het darmmicrobioom voornamelijk wordt beïnvloed door omgevingsfactoren, heeft het gastheergenotype ook in mindere mate invloed op het microbioom. Een voorbeeld van een dergelijke relatie zijn varianten van het FUT2-gen dat codeert voor het enzym fucosyltransferase 2, dat onder meer verantwoordelijk is voor voor de vorming van antigenen geassocieerd met bloedgroepen.
Mensen met een ongunstige variant van het FUT2-gen produceren bepaalde oligosacchariden niet, omdat ze door het ontbreken daarvan vatbaar zijn voor een tekort aan de beschermende bacteriën van het geslacht Bifidobacterium. Ongeveer 20% van de Europeanen heeft een ongunstige variant van dit gen.
- leeftijd en wijze van levering
Voor de bevalling in de baarmoeder is ons spijsverteringskanaal onvruchtbaar. Tijdens een natuurlijke bevalling wordt het maagdarmkanaal bevolkt door het vaginale microbioom van de moeder. Vervolgens worden tijdens het geven van borstvoeding met melk prebiotische stoffen (menselijke oligosacchariden) aan de baby doorgegeven, die de groei stimuleren van nuttige bacteriën zoals Bifidobacterium.
Kunstmatig gevoede baby's hebben mogelijk minder van deze bacteriën. Het is aangetoond dat de bevalling en de manier van voeden cruciaal kunnen zijn voor de goede ontwikkeling van het microbioom en de ontwikkeling van bijvoorbeeld allergieën. Significante verschillen in de samenstelling van het microbioom zijn waargenomen bij natuurlijk geboren zuigelingen in vergelijking met zuigelingen die via een keizersnede worden geboren.
Na het einde van de borstvoeding en de introductie van vast voedsel, lijkt de samenstelling van het darmmicrobioom geleidelijk op die van een volwassene. Rond de leeftijd van 15 jaar wordt hij relatief stabiel (als de persoon gezond is en een correcte levensstijl leidt).
De volgende fase van het menselijk leven, waarin een verandering in de samenstelling van het darmmicrobioom wordt waargenomen, is de periode na ongeveer 65 jaar. Bij ouderen is er een afname van het aantal beschermende bacteriën van het geslacht Bifidobacterium en een toename van het aantal potentieel pathogene bacteriën, zoals Clostridium.
Verminderen Bifidobacterium, die ontstekingen op het darmslijmvlies verminderen, kan een van de factoren zijn die aan leeftijd gerelateerde ziekteprocessen verergeren. Waarom gebeurt dit? Dit is grotendeels een gevolg van het feit dat ons lichaam met de jaren minder efficiënt wordt, d.w.z. de conditie van de tanden verslechtert, de hoeveelheid afgescheiden speeksel en de efficiëntie van organen, zoals de alvleesklier, verminderen.
- Eetpatroon
Voeding is een van de meest beïnvloedende factoren in de samenstelling van het darmmicrobioom. Als we ons microbioom voorzien van de juiste hoeveelheid complexe koolhydraten, produceren micro-organismen stoffen zoals kortketenige vetzuren (SCFA), bijvoorbeeld butyraat of melkzuur, die een gunstig effect hebben op het lichaam, waaronder door ontstekingsreacties tot zwijgen te brengen.
Geschat wordt dat 10-20% van de geconsumeerde koolhydraten resistent zijn tegen vertering door menselijke darmenzymen. Dit zijn niet-verteerbare koolhydraten, zoals resistente zetmeel- en niet-zetmeelpolysacchariden (bijv. Pectines en cellulose), die ideale "voedingsstoffen" zijn voor het microbioom.
Aan de andere kant, als ons dieet een teveel aan bewerkte voedingsmiddelen, enkelvoudige suikers, verzadigde vetten en dierlijke eiwitten bevat, zullen de micro-organismen schadelijke stoffen gaan produceren zoals biogene aminen (bijv. Tyramine), skatol, indool of ammoniak. Deze stoffen kunnen de darmepitheelcellen beschadigen, ontstekingen opwekken en leiden tot verstoringen van de doorlaatbaarheid van de darmbarrière.
Er is een studie uitgevoerd waarin de samenstelling van het darmmicrobioom van kinderen die in Italië wonen en eten volgens het Westerse voedingsmodel (rijk aan dierlijke eiwitten, vetten en enkelvoudige suikers) vergeleken is met de voeding van kinderen op het platteland van Burkina Faso (rijk aan complexe koolhydraten en arm aan dierlijk eiwit) . Ze toonden aan dat de samenstelling van het microbioom in beide groepen radicaal verschilde.
Bij kinderen uit Italië is de groep bacteriën die kenmerkend is voor zwaarlijvige mensen (Firmicutes), was er een overgroei van rottende bacteriën en werd een verlaagd gehalte aan butyraat en andere SCFA in de ontlasting aangetroffen. Dit is niet gevonden bij kinderen uit Burkina Faso. Dit laat zien hoe onjuiste eetgewoonten de verstoring van het darmmicrobioom beïnvloeden.
Diëten met weinig complexe koolhydraten (bijv. Oplosbare vezels) verminderen de diversiteit van het darmmicrobioom, vooral de beschermende bacteriën van het geslacht Bifidobacterium. Een voorbeeld van zo'n dieet is het FODMAP-dieet en een niet goed uitgebalanceerd glutenvrij dieet.
Het mediterrane dieet is het meest gunstig in het onderzoek, omdat het naast een grote hoeveelheid voedingsvezels ook polyfenolen bevat. Recente studies tonen aan dat 90-95% van de polyfenolen zich ophopen in de dikke darm, waar ze verschillende biochemische veranderingen ondergaan door het intestinale microbioom.
- Psychologische stress
In studies bij muizen en mensen is aangetoond dat psychologische stress het aantal beschermende bacteriën van de geslachten vermindert Lactobacillus en Bifidobacterium. Bovendien stimuleert stress de uitgroei van potentieel pathogene bacteriën Escherichia Coli. Dit komt waarschijnlijk door de afscheiding van het stresshormoon cortisol.
Ook is aangetoond dat polyfenolen, zoals resveratrol in druiven of catechines in thee, een positief effect hebben op de samenstelling van de darmmicrobiota, als prebiotica.
LEES OOK:
- PROBIOTICA - helende eigenschappen, soorten en bronnen
- Goede bacteriën in het lichaam: microben die beschermen tegen ziekten
- Veelvuldig wassen verkort de levensduur? Ja, en er zijn bewijzen van!
Microbioom en beschavingsziekten
Het microbioom wordt vaak vergeleken met een ‘orgaan’ dat in de moderne geneeskunde is vergeten. Onderzoek toont duidelijk aan dat het microbioom, net als elk ander orgaan, informatie uit de omgeving kan ontvangen en erop kan reageren - zoals pH-veranderingen, de aanwezigheid van voedingsstoffen, immuuncellen en hormonen. Dit systeem wordt quorum sensing genoemd en maakt een moleculaire dialoog mogelijk tussen het microbioom en menselijke cellen en organen.
Vanwege de meerlaagse invloed van het microbioom op ons lichaam, zou het geen verrassing moeten zijn dat kwalitatieve en kwantitatieve aandoeningen van het microboom, genaamd intestinale dysbiose, het ontstaan van vele beschavingsziekten kunnen beïnvloeden, zoals:
- zwaarlijvigheid
- diabetes
- auto-immuunziekten
- allergieën
- depressieve stoornissen
- autisme
- ziekte van Alzheimer
Een doorbraak in onderzoek naar de relatie tussen het microbioom en de menselijke gezondheid was het project "Human Microbiome Project" dat in 2007 werd geïnitieerd door het American National Institute of Health. Het maakt gebruik van de modernste methoden van moleculaire biologie, die het mogelijk maakten om de verschillen in de samenstelling van het menselijke microbioom te bepalen, afhankelijk van de breedtegraad, het genotype, de leeftijd en het dieet.
Microbioom en zwaarlijvigheid
De eerste onderzoeken die wezen op de relatie van het darmmicrobioom met obesitas, werden uitgevoerd bij muizen. Er werd opgemerkt dat zwaarlijvige muizen - in vergelijking met magere muizen - de verhoudingen tussen bacteriën uit de groep verstoord hebben Firmicutes (te veel) i Bacteroides (niet genoeg).
Momenteel wordt aangenomen dat het darmmicrobioom de ontwikkeling van obesitas kan beïnvloeden door ten minste drie mechanismen:
- door extra kilocalorieën te produceren (4-10% van de energie die uit voedsel wordt verkregen, wordt gegenereerd door het microbioom, het is ongeveer 80-200 kcal / dag)
- het veroorzaken van een lichte ontsteking (zogenaamde metabole endotoxicemie, die insulineresistentie kan veroorzaken)
- regulering van het honger- en verzadigingscentrum (het microbioom beïnvloedt onder meer de afscheiding van glucagon-achtig peptide-1 en peptide YY, en het tijdstip van darmtransit)
Het microbioom en het zenuwstelsel
Experimentele studies bij muizen hebben aangetoond dat het darmmicrobioom de ontwikkeling van het zenuwstelsel, stressrespons en gedrag beïnvloedt. Steeds meer onderzoeken wijzen ook op een directe relatie tussen het darmmicrobioom en depressieve stoornissen.
In deze context worden de zogenaamde de darm-hersen-as en de nervus vagus, die verantwoordelijk zijn voor het doorgeven van signalen van de darm naar de hersenen.
Andere mechanismen waarmee micro-organismen ons gedrag kunnen beïnvloeden, zijn hun deelname aan het metabolisme van tryptofaan (het is een voorloper van de synthese van het 'gelukshormoon' - serotonine) of rechtstreeks via de synthese van neurotransmitters, bijvoorbeeld bacteriën van het geslacht Escherichia en Enterococcus kan serotonine produceren, en van het geslacht Lactobacillus GABA (een neurotransmitter die verantwoordelijk is voor kalmeren en ontspannen).
Bovendien wijst onderzoek op de deelname van het darmmicrobioom bij het ontstaan van aandoeningen zoals:
- autisme
- schizofrenie
- ADHD
- bipolaire stoornis
SIBO, of bacteriële overgroei van de dunne darm, is een type darmdysbiose waarbij sprake is van overmatige groei van bacteriën in de dunne darm die kenmerkend zijn voor de dikke darm.
SIBO is de oorzaak van spijsverterings- en absorptiestoornissen. Het bestaat naast vele ziekten, zoals:
- prikkelbare darmsyndroom (84%)
- coeliakie (66%)
- gastro-oesofageale refluxziekte (50%)
- hypothyreoïdie (54%)
- pancreatitis (35%)
De oorzaken van SIBO kunnen zijn:
- intestinale motiliteitsstoornissen
- maagzuurremmers
- maagaandoeningen
- tekorten aan spijsverteringsenzymen
- oude leeftijd
- antibiotische therapie
Microbiome - Hoe zorg je ervoor?
- eet groenten en fruit die rijk zijn aan polyfenolen (bosbessen, bosbessen, frambozen) en prebiotische stoffen die 'voeding' zijn voor darmmicro-organismen (peulvruchten, citrusvruchten, aardpeer, prei, uien, asperges, bananen)
- eet complexe koolhydraten zoals bruine rijst, haverzemelen en haverzemelen, die oplosbare vezels bevatten die de productie van butyraat stimuleren
- eet vetten van goede kwaliteit, bijvoorbeeld in olijfolie
- drink groene thee omdat het polyfenolen zoals catechinen bevat
- de consumptie van ingemaakte groenten verhogen, bijv. kool, komkommers, bieten en zuivelproducten, bijv. yoghurt, kefir, omdat ze een bron zijn van probiotische micro-organismen
- vermijd grote hoeveelheden alcohol, en als je het al drinkt, kies dan voor rode wijn die polyfenolen zoals resveratrol bevat
- Elimineer bewerkte junkfood, gezoete dranken, koekjes en repen uit uw dieet, aangezien ze een bron zijn van eenvoudige suikers en transvetten
- vermijd psychologische stress en gebruik, als dit niet mogelijk is, ontspanningstechnieken
- zorg voor voldoende slaap
- oefen regelmatig
Literatuur
- Gałęcka M. en Szachta P. Kyberkompakt - het belang van moderne microbiologische diagnostiek van het maagdarmkanaal. Infecties 5/2013.
- De Filippo C. et al. De impact van voeding op de vorming van darmmicrobiota blijkt uit een vergelijkende studie bij kinderen uit Europa en landelijk Afrika. Proc Natl Acad Sci USA. 2010, 17, 107 (33), 14691-6. on-line toegang
- Tomás-Barberán F.A. et al. Interacties van darmmicrobiota met polyfenolen in de voeding en gevolgen voor de menselijke gezondheid. Huidige Opin Clin Nutr Metab Care. 2016, 19 (6), 471-476. on-line toegang
- Wacklin P. et al. Secretor-genotype (FUT2-gen) is sterk geassocieerd met de samenstelling van Bifidobacteriën in de menselijke darm. PLoS One 2011, 6, e20113. on-line toegang
- De Filippis F. et al.Trouw op hoog niveau aan een mediterraan dieet heeft een gunstige invloed op de darmflora en het bijbehorende metaboloom. Darm. 2016, 65 (11), 1812-1821. on-line toegang
- Reddel S. et al.De impact van low-FODMAP's, glutenvrije en ketogene diëten op de modulatie van darmmicrobiota bij pathologische aandoeningen. Voedingsstoffen. 2019, 12, 11 (2), E373. on-line toegang
- Wołkowicz T. et al. Microbioom van het maagdarmkanaal en zijn dysbiose als een belangrijke factor die de gezondheidstoestand van het menselijk lichaam beïnvloedt. Med. Exp. Mikrobiol., 2014, 66: 223-235. on-line toegang
- Ostrowska L. De invloed van de darmmicrobiota op stofwisselingsstoornissen en obesitas - het standpunt van een internist en diëtist Gastroenterologia Kliniczna 2016, 8, 2, 62-73. on-line toegang
- Gulas E. et al. Hoe kan microbiologie de psychiatrie beïnvloeden? Relaties tussen de darmflora en psychische stoornissen. Psychiatr. Voor de helft. 2018, 9, 1-17. on-line toegang
Lees meer artikelen van deze auteur
