• Darmmicrobiota - kenmerken
• Darmmicrobiota - samenstelling in verschillende levensfasen
• Intestinale microbiota - impact op het lichaam

De darmmicrobiota zijn alle micro-organismen die in de dikke darm leven. Onder hen zijn de best erkende bacteriën, waarvan er meer dan 1000 soorten zijn in een gezond persoon. De samenstelling en overvloed aan microbiota hangen nauw samen met gezondheid, stemming en hersenfunctie. Ontdek hoe darmbacteriën je lichaam beïnvloeden.

Microbiotais een groep micro-organismen van verschillende soorten die in het gastheerorganisme en op het oppervlak ervan leven.Microbioom betekent hetzelfde als microbiota . Beide termen worden door elkaar gebruikt. De term "microflora" wordt echter verlaten, wat suggereert dat de micro-organismen in het lichaam van de gastheer van plantaardige oorsprong zijn.

De menselijke microbiota omvat niet alleen bacteriën, maar ook virussen, archaea en eukaryote organismen. De diversiteit en rol van bacteriën is echter het best bestudeerd. Bacteriën die in het menselijk lichaam leven, zijn geïdentificeerd dankzij gensequencing. Deze ontdekkingen maakten het mogelijk om de relatie tussen het microbioom en de gastheer te begrijpen.

Darmmicrobiota - kenmerken

Het darmmicrobioom is een van de elementen van het microbioom van het hele organisme, wat van groot belang is voor de homeostase van het menselijk lichaam.

De darmbacteriën zijn die in de dikke darm.Een gezonde volwassen mens die doorgaans meer dan 1.000 soorten bacteriën herbergtdie tot relatief weinig bekende soorten bacteriën behoren. De anaërobe bacteriën van de typen Bacteroidetes en Firmicutes zijn overheersend.

Variabiliteit van de darmflora

De darmmicrobiota is variabel - het is niet hetzelfde bij verschillende mensen en bij dezelfde persoon op verschillende tijdstippen. De verschillen tussen individuen zijn heel duidelijk.

Het is bekend dat de algehele diversiteit van de menselijke darmflora gedurende het hele leven verandert. Het blijft toenemen vanaf de geboorte tot ongeveer 12 jaar, blijft relatief stabiel gedurende de volwassenheid en neemt vervolgens af in latere jaren.

Een studie toonde aan dat ongeveer 70% van de microbiota onveranderd blijft in een jaar zonder antibioticabehandeling. Waarnemingen hebben aangetoond dat sommige soorten waarschijnlijk gedurende tientallen jaren stabiel zullen zijn, zo niet voor de levensduur van een individu, zoals blijkt uit de identificatie van dezelfde bacteriesoort onder familieleden maar niet tussen individuenniet gerelateerd.

Sommige bacteriën blijven dus hetzelfde bij gezonde mensen en sommige veranderen hun hele leven. Externe factoren veranderen ook het microbioom in de loop van de tijd. Deze omvatten onder andere:

• infecties,
• medicijnen ingenomen,
• levensstijl
• en dieetveranderingen

LifeLines Diepe studie met behulp van bacteriële genoomsequencing bij meer dan 1.000 mensen vond dat voeding een belangrijke modulator is van de variabiliteit van het darmmicrobioom.

Redenen om de diversiteit van de darmflora te verminderen

Het darmmicrobioom is erg rijk in vergelijking met andere delen van het lichaam. Een grote diversiteit van de darmmicrobiota is een kenmerk van gezonde mensen. Ziektetoestanden leiden tot verarming in termen van soortendiversiteit.

Er werd minder bacteriële diversiteit waargenomen bij mensen met:

• inflammatoire darmziekte,
• artritis psoriatica,
• diabetes type 1,
• atopie,
• coeliakie,
• zwaarlijvigheid,
• met diabetes type 2
• en arteriële stijfheid vergeleken met gezonde mensen

Het verband tussen verminderde diversiteit en ziekte geeft aan dat het soortenrijke darmecosysteem beter bestand is tegen omgevingsinvloeden.

Belangrijkste soorten darmbacteriën

Diversiteit wordt beschouwd als een goede indicator van een "gezonde darm". De belangrijkste soorten darmbacteriën in termen van overvloed zijn:

• Firmicutes,
• Bacteroidetes,
• Actinobacteriën,
• Proteobacteriën,
• Verrucomicrobië
• en Fusobacteriën

De samenstelling van het darmmicrobioom verandert natuurlijk met de leeftijd. Het hangt vooral af van het dieet.

Zowel 2-3-jarigen als volwassenen worden gedomineerd door dezelfde bacteriën, wat te wijten is aan het feit dat kinderen rond de leeftijd van 3 al precies hetzelfde voedsel eten als volwassenen.

Darmmicrobiota - samenstelling in verschillende levensfasen

BifidobacteriënClostridiacea, Ruminococcaceae, Lachnnospraceae

Levensduur	Dominante darmbacteriën
Geboortemoment	Enterococcus, Staphylococcus
Eerste levensmaand
Zesde levensmaand
Eerste levensjaar	Bacteriodes, Clostridium, Ruminococcum
Tweede - derde levensjaar	Firmicutes, Bacteroidetes
Volwassenheid	Firmicutes, Bacteroidetes

Intestinale microbiota - impact op het lichaam

De darmflora beïnvloedtde fysiologie van het lichaam in vele opzichten. Klassiek wordt zijn rol vooral gezien bij de vertering van voedingsstoffen die onverteerbaar zijn voor enzymen in het spijsverteringsstelsel. Dit is echter slechts het topje van de ijsberg. Veranderingen in de samenstelling van het microbioom (dysbiose) komen bij veel ziekten voor.

Het is echter vaak onduidelijk of de veranderde microbiota ziekte veroorzaakt of dat de ziekte de samenstelling van darmbacteriën aantast. Wat is het belang van darmbacteriën voor het lichaam?

Microbiota en de darm-hersen-as

Je hoort vaak het gezegde dat de darm ons tweede brein is. Het is absoluut gerechtvaardigd. In het lichaam vindt tweerichtingssignalering plaats tussen de darmmicrobiota, de darm en de hersenen. Het vindt plaats via de neurale paden die het centrale en intestinale zenuwstelsel en de bloedsomloop omvatten.

Signalering door de bloedsomloop omvat:

• as hypothalamus - hypofyse - bijnieren,
• regulatoren van het immuunsysteem,
• hormonen,
• neurotransmitters
• en bacteriële metabolieten zoals vetzuren met een korte keten

Preklinische studies hebben de invloed van de darmmicroflora aangetoond op:

• nociceptieve reflexen (reflexen als reactie op weefselbeschadigende stimuli),
• voedselinname,
• emotioneel en sociaal gedrag,
• stressreactie
• en de neurochemie van de hersenen

In studies met muizen is aangetoond dat microbiota noodzakelijk is voor de sociale ontwikkeling van muizen en betrokken is bij neurologische ontwikkelingsstoornissen, waaronder autismespectrumstoornissen.

Van muizen zonder darmflora is aangetoond dat ze een overdreven stressreactie hebben in vergelijking met controledieren. Deze muizen vertonen ook een verhoogde motorische activiteit en minder ernstig angstgedrag in vergelijking met controlemuizen.

Daarentegen verminderde de toediening van het probioticum L. rhamnosus (JB-1) aan muizen de niveaus van corticosteron die werden uitgescheiden onder stress en angstgerelateerd gedrag.

Deze gegevens benadrukken sterk het belang van de microbioom-darm-hersen-as voor een normale neurologische ontwikkeling en functie.

Waarom beïnvloedt het microbioom de hersenen?

Het darmmicrobioom produceert vetzuren met een korte keten die de integriteit van de bloed-hersenbarrière aantasten door de productie van tight junction-eiwitten - claudine-5 en occludine, te verhogen.

Nauwe verbindingen zijn verbindingen tussen twee cellen van het lichaam (in dit geval het darmepitheel) die de ruimte tussen deze cellen afsluiten, waardoor de cellen erg dicht op elkaar staanbijgevoegd.

Deze eiwitten zijn in stroken gerangschikt om een ​​vertakt netwerk te vormen. Ze moeten op het oppervlak van beide aangrenzende cellen verschijnen om met elkaar te kunnen verbinden.

Het bestaan ​​van goed functionerende nauwe verbindingen tussen de darmepitheelcellen, en dus de verhoogde integriteit van de bloed-hersenbarrière, beperkt de penetratie van ongewenste metabolieten tussen de cellen in de extracellulaire ruimte.

Wanneer de integriteit van epitheelcellen wordt aangetast, komen schadelijke stoffen uit de intercellulaire vloeistof in het bloed en vervolgens in de hersenen. Dit fenomeen heeft een nadelige invloed op de hersenfunctie, cognitie en stemming.

Invloed van het microbioom op de psyche

Onderzoek levert bewijs datdarmflora de stressreactie kan moduleren en ook kan bijdragen aan angst, depressie en cognitie.

Talrijke placebogecontroleerde onderzoeken tonen aan dat inname van probiotische bacteriën significante veranderingen in hersenactiviteit veroorzaakt, zoals beoordeeld door functionele magnetische resonantiebeeldvorming, concentratie, emotie- en sensatieverwerking.

Een aantal experimenten hebben een gunstig effect aangetoond van het nemen van probiotica op de stemming van mensen met psychische problemen, neiging tot verdriet en slechte gedachten, angst en depressie.

Veel mensen met alcoholafhankelijkheid vertonen veranderingen in de doorlaatbaarheid van de darm en het darmmicrobioom. Verhoogde darmpermeabiliteit bij deze mensen was significant geassocieerd met hogere scores voor depressie, angst en verlangen na 3 weken onthouding.

Darmflora en spijsvertering

De darmmicrobiota is een integraal onderdeel van de spijsvertering en voeding van de gastheer en kan voedingsstoffen produceren uit substraten die anders onverteerbaar zijn door de gastheer.

Darmbacteriën breken vezels, sommige eiwitten, sacchariden en polyfenolen af. De microben maken vetzuren met een korte keten vrij uit onverteerbare spijsverteringsvezels, die een belangrijke energiebron zijn voor het darmslijmvlies en cruciaal zijn voor het moduleren van de immuunrespons en de vorming van tumoren in de darm.

Intestinale microbiota en immuniteit

De interacties tussen de microbiota en het immuunsysteem van de gastheer zijn talrijk en complex. De rol van het immuunsysteem is om commensale ("goede") en pathogene (pathogene) bacteriën te leren herkennen.

Op zijn beurt is de microbiota een integraal onderdeel van de opvoeding van het immuunsysteem om goed te functioneren.

Microbiota beïnvloedt de immuunhomeostase binnen en buiten de darm. Neemt onder meer deel aan in de differentiatie van systeemregulerende T-cellenimmuun. Deze mechanismen zijn van groot belang voor de pathogenese en behandeling van ontstekingsziekten.

Rol van commensale bacteriën

Commensale bacteriën en probiotica kunnen de integriteit van darmbarrières bevorderen. Hierdoor hebben pathogene bacteriën en hun metabolieten een veel kleinere kans om de bloedsomloop binnen te dringen.

Commensale bacteriën dragen bij aan de versterking van de immuniteit op darmniveau, voornamelijk door de invasie van pathogene bacteriën te voorkomen en de ontwikkeling van het immuunsysteem van de gastheer te ondersteunen.

Goede darmbacteriën belemmeren de kolonisatie van pathogene bacteriën door met hen te concurreren voor voedingsstoffen en aanhechtingsplaatsen op het oppervlak van het darmslijmvlies.

Commensale bacteriën voorkomen ook de invasie van pathogene bacteriën door de intestinale pH te verlagen door de productie van lactaat en korteketenvetzuren (SCFA). Een andere manier is om metabolieten te produceren die de groei remmen of potentieel pathogene bacteriën doden.

Hoewel de mechanismen waarmee het microbioom interageert met het immuunsysteem niet grondig zijn onderzocht, is het met zekerheid bekend dat een gezond microbioom de immuniteit positief beïnvloedt, zowel als biologische barrière als door verworven immuniteit vorm te geven.

Darmflora en obesitas

De darmflora kan een rol spelen bij de ontwikkeling van obesitas. De meeste onderzoeken naar mensen met overgewicht en obesitas laten dysbiose zien, die wordt gekenmerkt door minder diversiteit in het microbioom. Een voorbeeld kan zijn het uitgevoerde onderzoek:

• Muizen met een onbewoond spijsverteringskanaal die zijn getransplanteerd met fecale microben van zwaarlijvige mensen, worden zwaarder dan muizen die microben van gezonde mensen ontvangen.
• Een grote studie van tweelingen in het VK wees uit dat een type Christensenella zeldzaam was bij mensen met overgewicht en dat wanneer het werd toegediend aan muizen die vrij waren van hun eigen microbiota, het gewichtstoename verhinderde. De aanwezigheid van Christensenella in het maagdarmkanaal, evenals Akkermansia, is in verband gebracht met een lagere ophoping van vet in de inwendige organen van de buikholte.

Het meeste bewijs dat het proefschrift over de rol van microbiota bij obesitas ondersteunt, komt uit studies bij muizen. Er is echter ook waargenomen dat gewichtstoename bij mensen gedurende 10 jaar geassocieerd is met een lage microbiota-diversiteit, en deze relatie wordt verergerd door een lage consumptie van voedingsvezels.

Dysbiose van de darmflora bevordert waarschijnlijk door voeding veroorzaakte obesitas en metabole complicaties via een verscheidenheid aan mechanismen, waaronder:

• ontregeling van de immuniteit,
• gewijzigde energieregeling,
• veranderde regulatie van darmhormoon
• en pro-inflammatoire mechanismen veroorzaakt door lipopolysaccharide-endotoxinen, die de darmbarrière passeren en de poortcirculatie binnendringen.

Het verhogen van de vetzuuroxidatie en het energieverbruik en het verminderen van de vetzuursynthese vermindert de neiging tot zwaarlijvigheid.

Akkermansia muciniphila, Bacteroides acidifaciens, Lactobacillus gasseri en vetzuren met een korte keten bleken de vetzuuroxidatie in vetweefsel te verhogen.

Andere microbioommechanismen die gewichtsbeheersing bevorderen zijn:

• differentiatie van adipocyten,
• toenemende thermogenese van spieren,
• verbetering van de expressie van genen gerelateerd aan vetzuuroxidatie,
• het tot zwijgen brengen van de expressie van genen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van vet in het lichaam

De literatuur vat samen dat een disbalans in de darmflora en het ontbreken van bepaalde soorten bacteriën een grotere gewichtstoename bevorderen bij hetzelfde dieet.

Darmmicrobiota en colorectale kanker

Onderzoek heeft aangetoond dat de darmflora het risico en de progressie van colorectale kanker kan beïnvloeden door mechanismen zoals ontsteking en DNA-schade te moduleren en door metabolieten te produceren die betrokken zijn bij tumorprogressie of -onderdrukking.

Dysbiose van de darmmicrobiota is waargenomen bij patiënten met colorectale kanker, met een vermindering van het aantal commensale bacteriesoorten (butyraatproducerende bacteriën) en een verrijking van schadelijke bacteriepopulaties (pro-inflammatoire opportunistische pathogenen).

Colorectale kanker wordt gekenmerkt door een veranderde productie van bacteriële metabolieten die direct betrokken zijn bij het metabolisme van kankercellen, waaronder vetzuren met een korte keten en polyaminen. Opkomend bewijs suggereert dat voeding een significante invloed heeft op het risico op het ontwikkelen van deze kanker.

Consumptie van vezelrijk voedsel en voedingssupplementen met meervoudig onverzadigde vetzuren, polyfenolen en probiotica waarvan bekend is dat ze de darmflora reguleren, is mogelijk niet alleen een mogelijk mechanisme om het risico op colorectale kanker te verminderen.

Het kan ook de respons op kankertherapie versterken wanneer het wordt gebruikt naast de conventionele behandeling van colorectale kanker.

Darmmicrobiota en darmziekten

Darmdysbiose en verminderde microbioomdiversiteit worden regelmatig aangetroffen bij mensen met inflammatoire darmaandoeningen.De uitputting van de microbiota bij sommige bacteriën en het verlies van hun beschermende functies kan een aanzienlijke invloed hebben op het verloop van de ziekte.

Veel van de bacteriële beschermende functies die verband houden met IBD zijn te danken aan hun vermogen om voedingsvezels te fermenteren en vetzuren met een korte keten te produceren.

Darmontsteking vermindert het aantal soorten commensale bacteriën en schept voorwaarden voor de groei van pathogene bacteriën. Deze zijn op hun beurt in staat om de vermenigvuldiging en verslechtering van de toestand van de zieken te vergroten.

Pathogene bacteriën die mogelijk de grootste rol spelen bij IBD zijn:

• Escherichia en Shigella,
• evenals Fusobacterium-soorten

Bij patiënten worden grote veranderingen in het microbioom waargenomen, zowel wat betreft het aantal soorten als hun verhouding tot elkaar.

Darmmicrobiota en de bloedsomloop

Het microbioom kan zowel positieve als negatieve effecten hebben op de cardiovasculaire gezondheid. Het gunstige effect houdt verband met de regulering van het lipidenprofiel - het verhogen van het "goede" HDL-cholesterol en het verlagen van het niveau van triglyceriden in het bloed. Het is bekend dat het nemen van probiotica, voornamelijk lactobacillen, helpt het cholesterolgeh alte te verlagen.

Anderzijds leiden bacteriële dysbiose en een overmaat aan pathogene bacteriën tot de productie van trimethylamine N-oxide (TMAO), dat de vorming van atherosclerotische plaque in bloedvaten bevordert en kan leiden tot hartaanvallen en beroertes.

TMAO wordt geproduceerd door het metabolisme van choline en L-carnitine, die typische componenten zijn van een dieet dat dierlijke eiwitten bevat en belangrijke functies in het lichaam vervullen. Het is niet precies bekend welke componenten van het microbioom verantwoordelijk zijn voor de verhoogde productie van TMAO en het verhoogde risico op hartaandoeningen.

Sommige bronnen stellen dat het zou kunnen zijn:

• Cytomegalovirus,
• Helicobacter,
Chlamydia
• en C. pneumoniae

Studies hebben aangetoond dat er bij mensen met een significant hoger aandeel Prevotella-bacteriën in het microbioom een ​​probleem was met verhoogde TMAO-spiegels. Tegelijkertijd was de concentratie van dit oxide normaal bij mensen met een hoog percentage Bacteroides.

Darmflora en diabetes

Wetenschappelijk onderzoek bevestigt de rol van het darmmicrobioom bij stofwisselingsziekten, waaronder diabetes type 2.

Uit dierstudies blijkt duidelijk dat het microbioom betrokken is bij het metabolisme van glucose. Op basis van 42 observatiestudies bij mensen zijn bacteriën voorgesteld waarvan de aanwezigheid in het microbioom het optreden van diabetes type 2 bevordert.

Dit zijn bacteriën van de volgende typen:

• Ruminococcus,
• Fusobacterium
• en Blautia.

De soorten bacteriën die de kans op diabetes type 2 verkleinen zijn:

• Bifidobacterium,
Bacteroides,
• Faecalibacterium,
• Akkermansia
• en Roseburia.

Lactobacillus behoort ook tot de bacteriën die gunstig zijn bij diabetes, maar de resultaten van onderzoek naar hen zijn niet zo duidelijk.

Diabetes type 2 wordt geassocieerd met verhoogde niveaus van inflammatoire cytokines, chemokines en inflammatoire eiwitten. Terwijl sommige darmmicroben en hun metabolieten laaggradige ontstekingen bevorderen, stimuleren andere ontstekingsremmende cytokinen en chemokinen.

Bacteriën die in verband worden gebracht met een lager risico op diabetes type 2 kunnen bijdragen aan een verhoogde expressie van ontstekingsremmende cytokinen die beschermen tegen insulineresistentie en de insulinegevoeligheid herstellen.

Andere kenmerken die verband houden met diabetes type 2 zijn lichte ontsteking en verhoogde darmpermeabiliteit. Het is aangetoond dat de aangegeven darmbacteriën de productie van pro-inflammatoire verbindingen verminderen en de nauwe verbindingen tussen darmepitheelcellen versterken. Op deze manier verminderen ze het risico op het ontwikkelen van diabetes type 2.

De darmmicrobiota wordt in verband gebracht met diabetes type 2 door de effecten op glucosehomeostase en insulineresistentie in belangrijke metabole organen, zoals:

• lever,
• spieren
• en vet

Microbiota en zijn producten kunnen intestinale hormonen en enzymen moduleren en de insulineresistentie verminderen en de glucosetolerantie verbeteren.

Darmbacteriën die als heilzaam worden beschouwd bij de preventie van diabetes type 2 kunnen onder andere:

• verhoogt de glycogeensynthese en vermindert de expressie van genen die verband houden met gluconeogenese in de lever,
• verbetering van glucosetransporter-4 (GLUT4) translocatie en insulinegestimuleerde glucoseopname,
• de expressie van GLUT-4 in de spieren verhogen, wat een antidiabetisch effect kan hebben,
• de expressie van flavinemonooxygenase 3 (Fmo3) in de lever verminderen, een sleutelenzym in het xenobiotische metabolisme, waarvan de verminderde secretie de ontwikkeling van hyperglykemie en hyperlipidemie bij insulineresistente muizen voorkomt,
• reguleren de expressie van genen geassocieerd met hyperglykemie,
• verhoging van het adiponectinegeh alte in vet, waardoor de insulinegevoeligheid wordt verbeterd

• Microbioom - wat is het en wat zijn de functies ervan?
• Hoe zorg je voor het microbioom tijdens antibiotische therapie?
• Microbiota en immuniteit
• Dysbacteriose -oorzaken, symptomen, behandeling