artikel

Herdefinitie gezonde microbiota binnen bereik

Algemeen

Steeds meer producten richten zich op een beter evenwicht tussen de verschillende soorten darmbacteriën. Ze bevatten ingrediënten als galacto- of fructo-oligosaccharides, inuline, resistant starches of probiotische melkzuurbacteriën. Voor de ontwikkeling van nieuwe producten in dit marktsegment, is een goed inzicht in de aantallen en soorten darmbacteriën en daarmee samenhangende gezondheid cruciaal. De technieken hiervoor worden steeds verfijnder, en nieuwe bacteriesoorten komen in beeld.

De darm bevat een grote diversiteit aan micro-organismen, die samen de darmmicrobiota worden genoemd. Deze bestaat uit zeker 1014 bacteriën. Dat is meer dan tien keer zoveel cellen als van het menselijk lichaam zelf.

De relatie tussen de mens en de microbiota in een gezond individu kun je het best omschrijven als een homeostatische symbiose, waarin de darmomgeving de microbiota van voedingsmiddelen en een stabiel milieu voorziet. Omgekeerd stimuleert de microbiota het darmweefsel en het daarmee geassocieerde immuunsysteem. Daarnaast voorziet de microbiota de mens van voedingsstoffen die worden vrijgemaakt door microbiële fermentatie van niet-verteerbare componenten uit het dieet. Handhaving van deze complexe balans tussen mens en microbiota speelt een prominente rol in gezondheid en het voorkomen van ziekte.

Microbiota en gezondheid
Darmbacteriën zijn van grote invloed op onze gezondheid. De microbiota staat in nauw contact met het darmslijmvlies en is essentieel voor het goed functioneren van het immuunsysteem. Daarnaast speelt ze een essentiële rol bij de energiehuishouding en de vetopslag van het gehele menselijk lichaam. Zo blijkt dat mensen met obesitas, en daarmee gerelateerde ziekten zoals diabetes en hart- en vaatziekten vaak een andere microbiotasamenstelling hebben. Deze is efficiënter in het vrijmaken van energie uit voedsel. Ook is een afwijkende samenstelling van de microbiota aangetroffen in mensen met ernstige darmafwijkingen, zoals de ziekte van Crohn.

De relatie tussen dieet, microbiota en de gastheer speelt een belangrijke rol in het handhaven van de gezondheid. Recent is aangetoond dat probiotische bacteriën darmcellen aanzetten tot het veranderen van hun genexpressieprofiel. Desondanks staat de kennis van deze interacties nog in de kinderschoenen en is het noodzakelijk dat de inzichten in deze driehoeksrelatie verder worden verdiept. Goede methoden om de microbiota in kaart te brengen zijn daarbij cruciaal.

Technologische ontwikkelingen
Nieuwe moleculaire methoden laten zien dat we met de vroegere kweekmethoden de microbiële diversiteit in de darm enorm hebben onderschat (zie ook Kader). Volgens de huidige inzichten bevat de darmmicrobiota van ieder individu meer dan 400 verschillende soorten. De samenstelling hiervan is relatief stabiel in de tijd, maar ieder individu heeft een ‘persoonlijke’ darmmicrobiota. Deze samenstelling wordt deels door de genetische eigenschappen van de gastheer bepaald, deels door het dieet.

Kennis over de darmmicrobiota is van belang voor ontwikkeling van nieuwe gezondheidsvoeding, maar keuze uit de diverse microbiota-analysemethoden is vaak een probleem. Deze nieuwe methoden richten zich allemaal op het bacteriële 16S ribosomale RNA gen (16S rRNA) als universele taxonomische marker van alle soorten bacteriën. Het heeft negen zogenaamde variabele sequentieregio’s die worden afgewisseld door stukken waar de sequentie vrijwel onveranderlijk is (Figuur 3). De op 16S rRNA gebaseerde technieken worden ingedeeld in (1) profileringmethoden die zich richten op het verkrijgen van een inventarisatie van de aanwezige bacteriele soorten, en (2) selectieve en kwantitatieve detectiemethoden voor specifieke soorten.

De meeste gegevens zijn bekend over de samenstelling van de microbiota in humane feces. Daarnaast is duidelijk dat zowel omvang als samenstelling van de microbiota verschilt in verschillende delen van de darm. Bovendien blijkt de bacteriële populatie die zich aan de wand van de darm hecht, af te kunnen wijken van de populatie die aangetroffen wordt in de verdere darminhoud. De moleculaire methoden voor microbiota-analyse hebben sterk bijgedragen aan de hernieuwde interesse en de snel voortschrijdende inzichten in de rol van dit microbiële systeem in ziekte en gezondheid.

Kijkend naar de diversiteit van de bacteriën blijkt dat 60 tot 90% van de menselijke microbiota wordt gevormd door soorten vallen onder de Firmicutes (waartoe grote groepen Clostridia behoren, maar ook bijvoorbeeld de melkzuurbacteriën) en Bacteroidetes. Andere bacteriële groepen worden ook aangetroffen maar in veel lagere aantallen. Bijvoorbeeld de actinobacteriën, waartoe de beter bekende bifidobacteriën uit sommige zuiveldrankjes behoren.

Interventiestrategieën
De traditionele kijk op een gezonde microbiota richtte zich op slechts enkele groepen bacteriën. Met name de lactobacillen en de bifidobacteriën werden gezien als de gezonde bacteriën in het darmsysteem, terwijl daarnaast veel aandacht was voor ziekteverwekkers zoals Escherichia coli en verschillende soorten Salmonella. Voedingsmiddelen met een claim als ’het is gezond voor uw darmflora’ waren dan ook veelal gericht op het verhogen van de lactobacillen en bifidobacteriën, om daarmee de kans op darminfecties te verminderen.

Sinds de komst van moleculaire technieken lijkt deze visie echter te simplistisch. Het imago van voorheen als ongezond bestempelde bacteriën lijkt langzaamaan op te schuiven naar een meer genuanceerde kijk op hun mogelijke rol in ziekte en gezondheid. Een herdefiniëring van een gezonde microbiota lijkt binnen bereik. Dit biedt nieuwe mogelijkheden voor de voedingsmiddelenindustrie. Er zijn mogelijkheden voor de ontwikkeling van nieuwe pre- en probiotica die andere groepen van gunstige darmbacteriën kunnen stimuleren dan lactobacillen of bifidobacteriën.

Bovendien kunnen nieuwe voedingstrategieën zich richten op het stimuleren van de diversiteit van de darmmicrobiota om immuungerelateerde aandoeningen, zoals allergieën, te voorkomen. In de ontwikkeling van dergelijke voedingsmiddelen zal het van essentieel belang zijn om op een efficiënte manier de beoogde werkzaamheid tijdens een dieetinterventie te volgen. Onmisbaar daarbij zijn ‘high-throughput’ en kosteneffectieve moleculaire methoden voor analyse van de microbiota die kunnen worden ingezet gedurende proeven met dieetinterventie.

Perspectief
Een toenemend aantal gezondheidsproblemen is recent gecorreleerd aan een afwijkende microbiota en dat zal zich waarschijnlijk in de komende jaren verder uitbreiden. Hier dienen zich nieuwe innovatiekansen aan voor de voedingsmiddelenindustrie. Daarbij kan gestreefd worden naar modulatie van de microbiotasamenstelling om zo bij te dagen aan een beter functioneren van de darm, het afweersysteem of het metabolisme. Ook buiten de darmgezondheid dienen zich kansen aan. Zo kan profilering van de huidmicrobiota inzichten verschaffen die het mogelijk maken om problemen als acné of roos te bestrijden, en de microbiota van de mond is een interessant doelgebied voor het voorkomen van caries of slechte adem.

Bij de verdere ontwikkeling van strategieën voor modulatie van de microbiota zullen naast het accuraat vastleggen van gezondheidseffecten ook technologieën nodig zijn om effecten op de microbiota effectief in kaart te brengen. NIZO neemt waar mogelijk microbiota-analyses mee in de humane interventiestudies. Dergelijke gekoppelde kennis zal van doorslaggevende aard zijn bij het bewijzen van specifieke gezondheidsclaims.

Reageer op dit artikel