skip to Main Content
Groot kenniscentrum met meer dan 1000 artikelen over gezondheid!

De darmflora als batterij

Elektrogenische bacteriën zijn bacteriën die in staat zijn een bepaalde hoeveelheid elektriciteit te produceren. Daarom wordt er doorlopend onderzoek gedaan naar manieren om deze bacteriën te gebruiken bij het ontwikkelen van duurzame batterij-achtige toepassingen.

Tot nu toe zijn electrogenische bacteriën gevonden in nogal specifieke natuurlijke omgevingen, zoals in de neerslag van verschillende watermonsters. Deze omgevingen zijn typisch anäeroob, hetgeen betekent dat ze geen zuurstof bevatten. Onderzoekers van the University of California, Berkeley, hebben ontdekt dat ook honderden verschillenden bacteriën in de menselijke darm, electrogenisch zijn.

Deze darmbacteriën produceren dus ook elektriciteit, gebruikmakend van een ander mechanisme dan dat bekende electrogenische bacteriën uit andere omgevingen doen. Deze belangrijke ontdekking, verricht door onderzoekers onder leiding van Prof. Dan Portnoy, is gepubliceerd in ‘Nature’.

Elektronen

Wanneer bacteriën organische koolstofmoleculen verwerken, komen daarbij elektronen vrij. Deze worden via de proteïnen naar het oppervlak van de bacterie afgevoerd. Door de bacteriën ‘aan te sluiten’ kunnen deze elektronen worden afgetapt en worden gebruikt als energiebron.

Het identificeren van de precieze moleculaire structuur van de belangrijkste proteïnes die betrokken zijn bij het proces van het doorgeven van elektriciteit, is een belangrijke stap om microben te kunnen gebruiken als een duurzame bron van energie.

Duurzame energie

Prof. Portnoy en zijn team lichten toe dat enkele van de stammen van electriciteit-producerende bacteriën, de ziekteverwekkende bacteriën: Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens en Enterococcus faecalis zijn. Talrijke andere electriciteit-producerende darmbacteriën zijn echter goedaardig.

De onderzoekers constateerden dat sommige daarvan probiotisch zijn, zoals lacto-bacteriën, terwijl anderen een rol spelen bij fermentatie. Ze verwachten dat hun verrassende ontdekking nuttig kan zijn bij projecten die als doel hebben een microbiële brandstofcel te creëren; een innovatieve manier dus om duurzame energie te genereren.

Bio-batterij

De onderzoekers leggen uit dat bacteriën elektriciteit genereren als onderdeel van hun metabolisme, te vergelijken met het proces van ademhaling. Maar, terwijl organismen zoals planten en dieren in een zuurstofrijke omgeving leven, moeten bacteriën in zuurstofarme omgevingen, gebruik maken van andere chemische elementen. Zo maken bacteriën die op de bodem van meren leven, bijv. de bacterie Shewanella oneidensis, tijdens hun ingewikkelde metabolische proces waarbij ze elektriciteit produceren, gebruik van mineralen zoals ijzer of mangaan.

De electrogenische bacteriën in de darm lijken over een eenvoudig elektriciteit-producerend systeem te beschikken, en ze maken daarbij gebruik van een organische verbinding, bekend onder de naam flavonoïden, een afgeleide van vitamine B2. Het lijkt erop dat de celstructuur van deze bacterie het significant gemakkelijker en kosten-effectiever maakt om elektronen uit de cel te transporteren.

Lactobacillus: stroomcentrale

In samenwerking met experts van the Lawrence Berkeley National Laboratory at the University of California, werden er verdere tests verricht om te kijken hoeveel elektriciteit deze darmbacteriën kunnen produceren. Ontdekt werd dat deze darmbacteriën bijna evenveel elektriciteit produceren als andere electrogenische bacteriën: tot wel 100,000 electrons per seconde per cel.

De onderzoekers waren vooral verrast te merken dat de Lactobacillus — een bacteriestam die een rol speelt bij fermentatie en gebruikt wordt bij de bereiding van kaas, yoghurt en zuurkool, electrogenische eigenschappen bezit.

Elektrohooggevoelige bacteriën

Een toenemend aantal mensen is gevoelig voor Elektro Magnetische Velden (EMV), (zie 1. en 2.). De genoemde bacteriën zullen gezien hun elektrische eigenschappen extra gevoelig zijn voor Laag Frequente EMV (hoogspanningslijnen, elektrische apparaten) en Radio Frequente EMV (o.a. WiFi, DECT-telefoon, UMTS-mast). Het is ook bekend dat darmproblemen door deze velden veroorzaakt kunnen worden. Wellicht bestaat hier een verband tussen.

Elektro Magnetische Velden

 

 

 

 

 

Marijke Verstege