Dik door bacteriën

De samenstelling van de darmflora heeft invloed het lichaamsgewicht. Kunnen darmbacteriën dikke mensen weer slank maken? Nienke Beintema

Foto AFP A woman walks on Michigan Avenue 19 October 2006 in Chicago, Illinois. Some 2000 health experts gather in Boston, Massachusetts, on 20 October 2006, for a four-day conference on treatment and prevention of obesity, a growing epidemic that affects 300 million people worldwide. The conference organizer is the North American Society for the Study of Obesity (NAASO). According to statistics, more than 60 million US adults are obese and at least the same number of adults (34 percent of the population) are overweight. Obesity is mounting rapidly among children, with one third of US children already obese or likely to become obese. AFP

Mensen met overgewicht hebben een andere darmflora dan slanke mensen. Als dikke mensen echter afvallen verdwijnt dat verschil. Het omgekeerde is ook het geval: muizen die een darmflora van een dikke soortgenoot krijgen, worden zelf dikker. Onderzoekers van de Washington University in Missouri ontdekten daarnaast dat een dunne darmflora helpt bij het slank blijven, en dat een dikke darmflora muizen dik houdt (Nature, 21/28 december 2006).

Onze darmen bevatten tien keer meer bacteriën mee dan er cellen in ons lichaam zijn: samen zo’n anderhalve kilo. De darmflora helpt bij het verteren van voedsel. Onze darmflora bestaat voor negentig procent uit twee typen bacteriën: Firmicutes en Bacteroidetes. De eerste groep omvat onder meer de geslachten Lactobacillus en Clostridium, maar ook de schadelijke Staphylococcus. De tweede groep omvat voornamelijk de meestal goedaardige Bacteroides. De bekende darmbacterie Escherichia coli (E. coli) behoort echter tot een derde type bacteriën en maakt vaak minder dan 0,1 procent van de darmflora uit. Voor mensen zijn de Firmicutes en de Bacteroidetes onmisbaar: zijn gespecialiseerd in het afbreken van ‘lastig’ voedsel, bijvoorbeeld de complexe koolhydraten in volkorenproducten en peulvruchten. Daar zouden we zonder deze bacteriën niets mee kunnen.

De Amerikaanse onderzoekers ontdekten dat dikke mensen naar verhouding meer Firmicutes hebben en slanke mensen meer Bacteroidetes. Om na te gaan of dat verschil wordt veroorzaakt door het dik-zijn lieten ze een groep van dikke mensen een jaar lang afvallen. Hun darmflora ging steeds meer op die van slanke mensen lijken, onafhankelijk van welk dieet ze gebruikten.

“Vervolgens wilden we weten of het omgekeerde ook het geval is”, vertelt onderzoeksleider Jeffrey Gordon van Washington University aan de telefoon. “We weten in elk geval dat muizen die helemaal geen darmflora hebben, zogeheten steriele muizen, geen enkele vetopslag vertonen. Geven we ze een darmflora van een gezonde soortgenoot, dan zien we een gewichtstoename. Zou een darmflora met meer Firmicutes wellicht meer gewichtstoename veroorzaken?”

Om dat te onderzoeken gebruikten de onderzoekers steriele muizen; bij mensen is de beginsituatie namelijk onderling verschillend en dat verstoort de resultaten. De onderzoekers gaven één groep steriele muizen een darmflora met overwegend Bacteroidetes, en de tweede met overwegend Firmicutes. Na twee weken was de eerste groep 27 procent zwaarder geworden, en de tweede maar liefst 47 procent.

ontlasting

“Kennelijk kunnen de Firmicutes meer energie uit ons voedsel vrijmaken dan de Bacteroidetes”, vervolgt Gordon. “Onze genetische analyses bevestigen dat: Firmicutes hebben een groter aantal genen die coderen voor enzymen die juist de lastige koolhydraten afbreken.” Dit resultaat werd bevestigd door het feit dat de ontlasting van slanke mensen en slanke muizen meer calorieën bevat dan die van hun dikke soortgenoten: er komt meer voedsel onverteerd weer naar buiten.

“Hierdoor krijg je een zichzelf versterkend effect”, geeft Gordon aan. “Hoe dikker je wordt, hoe efficiënter je spijsvertering. Evolutionair gezien zou je juist verwachten dat dunne mensen baat hebben bij een efficiënte darmflora, zodat ze in tijden van schaarste minder snel verhongeren. Je zou denken dat naarmate je dikker wordt, de spijsvertering minder efficiënt hoeft te zijn. We zien juist het omgekeerde. Het enige wat we daarom kunnen concluderen is dat een verhoogde aanwezigheid van Firmicutes deel uitmaakt van het ziektebeeld van overgewicht. We willen graag onderzoeken hoe dit systeem is ontstaan.”

Er zijn nog veel meer vragen die Gordon en zijn collega’s willen beantwoorden. Hoe kan het bijvoorbeeld dat de darmflora verandert als je dunner wordt? Een dik lichaam geeft kennelijk andere signalen aan de darmflora dan een dun lichaam, maar welke? Wat de Amerikanen natuurlijk bovenal willen gaan uitzoeken, is of je mensen kunt helpen afvallen door hun darmflora te beïnvloeden.

therapieën

Dr. Gjalt Welling, medisch microbioloog van het Universitair Medisch Centrum Groningen, vindt zo’n toepassing niet ondenkbaar. “We ontdekken steeds meer manieren waarop de darmflora de gezondheid beïnvloedt”, zegt hij. “Finse collega’s zagen bijvoorbeeld dat inname van Lactobacillus bij heel jonge kinderen de kans op eczeem vermindert. Ik kan me voorstellen dat we op termijn ook darmfloratherapieën tegen overgewicht kunnen ontwikkelen.” Het probleem, aldus Welling, is dat we maar van zo’n 75 procent van onze darmbacteriën de identiteit kennen en minder dan de helft kunnen isoleren en kweken. Veel darmbacteriën leven van afbraakproducten van andere bacteriën, dus het is vrijwel onmogelijk ze in een petrischaaltje te kweken onder de juiste omstandigheden. “Je zult je experimenten dus altijd in levende mensen of muizen moeten uitvoeren, en er door trial and error achter moeten komen wat het effect is van je behandeling”, zegt hij. “Heel lastig is dat de darmflora sterk van persoon tot persoon verschilt.”

Zelf onderzochten de Groningers of fragiele oude mensen een andere darmflora hebben dan vitale oude mensen. Dat bleek inderdaad het geval: fragiele ouderen hebben zeven keer meer bacteriën zoals E. coli, die potentieel schadelijk zijn. “Wat Gordons methode echter bijzonder maakt, is dat hij de genen van de bacteriegroepen in kaart brengt en zo de samenstelling van de flora gedetailleerder kan analyseren.”