Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

Tag archief: microbioom

Het microbioom van de mens

Nog niet zo lang geleden begon men zich te realiseren dat wij mensen een enorme flora aan microben bezitten die normaal gesproken grotendeels uit ‘goede’ bacteriën bestaat. Voor die tijd werden bacteriën voornamelijk beschouwd als ziekteverwekkers en zonder pardon bestreden met antibiotica. Dit laatste heeft niet alleen grote gevolgen voor de ontwikkeling van resistentie bij bacteriën, maar betekent ook voor ieder individu een aanslag op zijn of haar gezondheid die heel ingrijpende en langdurige gevolgen kan hebben.

Een kaart van de verscheidenheid binnen het menselijke microbioom (klik op de foto voor een grotere versie)

Het microbioom van de mens is het totaal aan microben (bacteriën, archaea en virussen) dat te vinden is op de huid, in holtes en spleten en vooral in het darmkanaal. Het aantal microben ligt rond de 10 voor elke menselijke cel. De afgelopen 5 jaar is voor het eerst het microbioom van 242 gezonde mensen gescreend. Deze gegevens maken deel uit van het Human Microbiome Project (HMP) waarvan de resultaten afgelopen juni gepubliceerd werden. De mensen zijn zorgvuldig geselecteerd omdat hun microbioom dat van een gezond mens moest vertegenwoordigen. Bij kleine infecties in de neus of bij een teen werden deze mensen van de studie uitgesloten. Hun microbioom moest dat van een zo gezond mogelijk mens zijn.

De bacteriën van het microbioom houden bijvoorbeeld onze huid soepel en vormen een barrière waardoor de slechte bacteriën niet tot de huid kunnen doordringen. Andere bacteriën zijn, zoals iedereen inmiddels weet, uitermate belangrijk voor het welzijn van onze darmen en de absorptie van voedsel. Uit deze studie is gebleken dat er enorme variaties van het microbioom zijn tussen mensen onderling en tussen de verschillende plekken van het lichaam. Ieder mens heeft een eigen identiteit voor wat betreft het microbioom. De verschillende microbiomen worden gekenmerkt door de variatie aan type bacteriën en door de relatieve hoeveelheid van elk type bacterie.

Nu er bij zowel wetenschappers als medici het besef begint te komen dat het microbioom zo belangrijk is voor onze gezondheid is er een nieuwe biomedische tak ontstaan die wel medische ecologie genoemd wordt. Hierin worden wij met ons microbioom beschouwd als ecologische systemen met hun eigen evenwicht. Dit evenwicht kan drastisch verstoord worden door gebruik van antibiotica waarbij het niet zo zeker is of het oude evenwicht na de kuur weer hersteld wordt. Nu wil niemand antibiotica uitbannen, maar er zijn aanwijzingen dat het gebruik ervan ook kan leiden tot obesitas en diabetes.

Het microbioom ontstaat bij de geboorte. Reeds in de vagina van de zwangere vrouw zijn er lactobacillen aanwezig die normaal alleen in de darmen gevonden worden. De zojuist geboren baby wordt ermee bedekt en sommige lactobacillen gaan deel uitmaken van de darmflora waar ze de melk verteren. Er zijn onder 16 zogende moeders wel 600 verschillende bacteriën gevonden in de melk. Er kwamen ook oligosachariden in voor, suikers die baby’s niet kunnen verteren, maar bepaalde bacteriën wel. Met de groei van het kind wordt het microbioom complexer en wordt het de ‘leermeester’ van het immuunsysteem. Experimenten op ‘steriele’ muizen hebben aangetoond dat het immuunsysteem in afwezigheid van microbioom juist ontstekingen veroorzaakt. Als volwassenen werden de muizen dan vaak astmatisch of leden aan chronische ontsteking van de darmen. Daar was niets meer tegen te doen. Als de jonge muizen daarentegen een microbioom ontvingen werden deze problemen voorkomen.

Nu het microbioom beter bekend is, is het wellicht mogelijk een verstoord microbioom te redden. Bijvoorbeeld door middel van huidcrèmes waarop de ‘goede’ bacterien zich kunnen voeden en de plaats innemen van een schadelijke Staphylococcus aureus bijvoorbeeld. Of door middel van een transplantatie van ontlasting van een gezonde naar een zieke darmflora. In 83% van de 124 transplantatiegevallen is dit met succes beloond. Het onderzoek is wetenschappelijk nog niet goedgekeurd omdat er geen controlegroep bestond. Deze methode is veelbelovend. Temeer het mogelijk is het metabolisme van suiker te veranderen door een transplantatie van darmflora van dunne mensen naar mensen met obesitas.

Het is nu nog een kwestie van overtuigen van artsen. Dezen houden vaak van smetteloze omgevingen en steriele handen, dus kan het wel even duren voordat zij ons ecosysteem met microbioom als iets positiefs beschouwen, iets dat zoveel mogelijk beschermd of geïntegreerd dient te worden.

Uit: Nature, Carl Zimmer, Ed Yong op de radio, Jonathan Eisen.

Darmflora verdeelt mensen in drie groepen

Het aantal bacteriecellen in onze darmen is wel 10 keer zo groot ons aantal lichaamscellen dat ongeveer 10 triljoen bedraagt. Deze flora beschermt ons tegen schadelijke bacteriën, helpt ons voedsel te verteren en produceert onmisbare vitaminen. We kunnen eigenlijk niet zonder ze. Een recente studie toont aan dat er drie soorten darmflora bestaan die losstaan van cultuur en voeding.

Darmflora

Darmflora

Men veronderstelde altijd dat iedereen een andere combinatie aan darmbacteriën bezit en dacht dat dit te maken had met cultuur en het soort voedsel. Het blijkt nu dat er tussen mensen uit verschillende landen en wereldstreken juist grote overeenkomsten kunnen zijn en dat de mens eigenlijk maar drie soorten darmflora bezit. Net als de vier bloedgroepen A, B, AB en O bestaan er drie soorten darmflora. Deze drie verschillende enterotypen worden bepaald door een evenwicht tussen de verschillend bacteriën. In het type 1 bijvoorbeeld is de soort Bacterioides relatief overvloedig aanwezig. In het type 2 is Prevotella de meest voorkomende bacterie.

Het onderzoek maakt gebruik van het screenen van feces waarbij er gekeken wordt naar de aanwezigheid van genen die specifiek zijn voor de verschillende bacteriesoorten. Op deze wijze ontstaat er een genetisch profiel van het microbioom.

Een tekortkoming van de studie is dat er alleen mensen uit geindustrialiseerde landen onderzocht zijn, die ongeveer hetzelfde voedsel eten. Zo werden er mensen uit Frankrijk, Italië, Spanje en Denemarken bestudeerd waarna ook resultaten uit Amerika en Japan werden toegevoegd. Om de studie te verbeteren zouden ook mensen uit afgelegen dorpen in Afrika of China bestudeerd moeten worden.

Het is nog onbekend waarom er drie soorten darmflora of enterotypen bestaan. Het zou kunnen dat vlak na de geboorte, wanneer onze darmen nog helemaal vrij zijn van bacteriën, de eerste binnenkomers bepalen welke volgende bacteriën worden toegelaten. Het is dus niet de mens en zijn dieet die bepalen welke flora hij bezit, maar het zijn de bacteriën onderling die bepalen wie er toegelaten wordt en wie niet. Deze drie enterotypen zijn onafhankelijk van leeftijd, geslacht, nationaliteit en lichaamsgewicht. Men vond wel dat er in de darmflora van ouderen meer bacteriële genen aanwezig waren voor het verteren van koolhydraten. Waarschijnlijk komt dit doordat ouderen moeilijk koolhydraten verteren, waardoor de bacteriën deze taak wel moeten overnemen als ze willen overleven in de darmen.

Het blijkt daarmee ook dat de genen zelf van de bacteriën een belangrijke rol spelen. Het genetisch microbioom (het totaal aan bacteriën in ons lichaam) levert, behalve de genen van vader en moeder, ook een bijdrage aan ons fenotype.

Helaas dringen er soms schadelijke bacteriën binnen zoals EHEC. Dit is een gevaarlijke bacterie omdat hij shega-toxine of verotoxine afscheidt die de darmwand aantast. Dit heeft HUS (Hemolytisch uremisch syndroom) tot gevolg. Momenteel is er in Duitsland een epidemie uitgebroken van een zeer agressieve variant. Hoe kon deze gevaarlijke variant ontstaan? Daarover gaat het volgende blog.

Uit New York Times (Carl Zimmer)

Over ons microbioom

Footnotes to Plato

because all (Western) philosophy consists of a series of footnotes to Plato

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

mjusicamanti.wordpress.com/

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più - blog personale di Paolo Minucci

Scientia Salon

An archived blog about science & philosophy, by Massimo Pigliucci

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Why Evolution Is True

Why Evolution is True is a blog written by Jerry Coyne, centered on evolution and biology but also dealing with diverse topics like politics, culture, and cats.

Evolutie blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

A Public House for Science

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

Glaswerk

Ongepoetst en uit de hand

%d bloggers liken dit: