Interactie tussen darmbacteriën en darmslijmlaag

Inzicht in de interactie tussen darmbacteriën en de darmslijmlaag bij gezondheid en ziekte kan bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe behandelingsopties voor ziekten waarbij een disfunctionele darmslijmlaag betrokken is, zoals colitis ulcerosa.

Een disfunctionele darmslijmlaag is waargenomen bij mensen met darmontstekingen. Bovendien is aangetoond dat de toegenomen vezelarme diëten leiden tot bacterie-gemedieerde defecten in de darmslijmlaag.

Het belang van een gezond darmslijmvlies

Omdat de darmslijmlaag zich op het cruciale raakvlak tussen de gastheer en de microben bevindt, leidt de afbraak ervan tot aantasting door darmbacteriën, wat uiteindelijk kan leiden tot ontstekingen en infecties.

Het darmkanaal wordt bewoond door een enorm aantal micro-organismen, de darmmicrobiota. Deze micro-organismen leven in een zogenaamde mutualistische relatie (een vorm van symbiose waarbij de beide organismen, darmslijmvlies en bacteriën, voordeel hebben) met hun gastheer en helpen bij de afbraak van complexe koolhydraten. Zo helpen ze elkaar en profiteren ze beide van de relatie.

Hoewel de darmmicrobiota over het algemeen als nuttig wordt beschouwd, vormt het enorme aantal microbiële cellen ook een permanente bedreiging voor de gastheer. Daarom is het darmepitheel bedekt met een dichte slijmlaag om translocatie van de darmmicrobiota naar onderliggende weefsels te voorkomen. Darmslijm is een georganiseerd glycoproteïnennetwerk met een gastheer- specifieke glycaanstructuur.

Glycanen: complexe koolhydraten

Glycanen kunnen bestaan uit slechts enkele suikereenheden (oligosachariden) of uit vele suikereenheden (polysachariden). Glycanen, ook wel essentiële suikers genoemd, zijn complexe koolhydraten. 

Glycanen zijn belangrijk voor het behoud van gezonde darmen, omdat ze o.a. betrokken zijn bij de communicatie tussen de cellen in de darmwand en het darmmicrobioom. Hierdoor dragen ze bij aan het behoud van een gezonde darmflora en een goed functionerend immuunsysteem in de darmen.

Hoewel de darmslijmlaag lange tijd werd beschouwd als een passieve barrière, hebben recente studies aangetoond dat de rijping en functie van de slijmlaag sterk worden beïnvloed door de darmmicrobiota-samenstelling.

Ook zijn glucanen belangrijk voor een goede werking van het immuunsysteem. Ze spelen bijvoorbeeld een belangrijke rol bij de herkenning van lichaamseigen cellen en de afweer tegen lichaamsvreemde stoffen. Voor de vorming van antistoffen in het lichaam zijn ook glycanen nodig, die dus tevens de immuunrespons regelen. Een tekort kan leiden tot een verzwakt immuunsysteem en een verhoogd risico op infecties en auto-immuniteit.[1]

Het lichaam maakt zelf glycanen aan, maar niet voldoende om aan de dagelijkse behoefte te voldoen. Daarom is het belangrijk om glycanen binnen te krijgen via specifieke voeding of supplementen.

Een onderzoek [2] laat zien dat veelgebruikte conserveermiddelen de samenstelling van het microbioom kunnen veranderen en zo niet alleen invloed hebben op bijvoorbeeld de stofwisseling en vetopslag, maar ook op de slijmvlieskwaliteit. Dit gebeurt mogelijk al vanaf de zwangerschap. De effecten zijn bovendien anders bij mannen dan vrouwen. Hoewel conserveermiddelen officieel als veilig worden beschouwd, kunnen ze gevolgen hebben voor de gezondheid via hun invloed op het darmmicrobioom. Ook medicatie en milieutoxinen (waaronder PFAS) hebben behoorlijke invloed op het darmmicrobioom. 

De structuur van de darmslijmlaag

De structuur van de slijmlaag wordt beïnvloed door de darmflora (diversiteit). Darmbacteriën worden van het gastheerepitheel gescheiden door afweermoleculen van de gastheer, zoals defensinen. De aanwezigheid van darmflora activeert de expressie van de bepaalde genen die coderen voor mucine 2 ( Muc2 ) en galactoside 2-alfa-L-fucosyltransferase 2 ( Fut2 ), en beïnvloedt daarmee de sterkte van het slijm en de structuur van de mucineglycanen.

Dit kan op zijn beurt de samenstelling van de darmflora beïnvloeden, aangezien specifieke darmbacteriën, zoals Bacteroidetes, mucineglycanen kunnen binden en metaboliseren als energiebron. De afbraak van glycanen leidt tot de productie van microbiële metabolieten, die niet alleen de differentiatie van slijmbekercellen beïnvloeden, maar ook via kruisvoeding de overvloed van andere microbiële soorten, bijvoorbeeld de Akkermansia muciniphila en de Faecalibacterium prausnitzii. De samenstelling van de darmflora beïnvloedt dan ook de slijmfunctie via de beschikbaarheid van microbiële metabolieten.

Specifieke interactie tussen darmmicrobiota en darmslijmvlies

Ondanks dat het een barrière vormt tegen de darmflora, heeft darmslijm de aanwezigheid van bacteriën nodig om zijn volledige functionaliteit te ontwikkelen. Behalve een kerngemeenschap van darmmicrobiota die bij de meeste individuen wordt waargenomen, zijn er aanzienlijke verschillen in de microbiële samenstelling van de darmen tussen individuele gastheren. Gezien het cruciale effect van de darmmicrobiota op de mucusfunctie, is het niet verrassend dat verschillen in microbiota-samenstelling de mucuseigenschappen beïnvloeden.

Bij mensen is aangetoond dat de expressie van bijvoorbeeld galactoside 2-α-L-fucosyltransferase 2 (FUT2), gecodeerd door het FUT2-gen, de samenstelling van de darmmicrobiota in het colonslijmvlies beïnvloedt. De activiteit van o.a. het FUT2 gen kan door een nutrigenomicstest in kaart worden gebracht.

Bovendien is de interactie tussen de ziekte van Crohn en FUT-2 aangetoond. Opmerkelijk is ook dat bij een defect in het belangrijkste slijmeiwit MUC2 (Muc2 gen) op vergelijkbare wijze mensen vatbaar bleken voor een infectie met enteropathogenen (ziekteverwekkers zoals bacteriën, virussen, parasieten of schimmels).

Versterking van het darmslijmvlies

Terwijl koolhydraten uit voeding de belangrijkste bron van voedingsstoffen zijn voor de darmflora, is de darmslijmlaaggezondheid afhankelijk van andere voedingsbronnen met specifieke nutriënten.

Denk bij mucosale (darmslijmvlies) immuniteitsversterking aan: resveratrol, quercitine, vitamine A en D, zink, omega 3, borageolie en duindoornolie, OPC, specifieke probiotica (waaronder de lactobacillus Rhamnosus GG, L. acidophilus NCFM®), prebiotica (waaronder fucose, acaciavezels, rhamnogalacturonan-I (RG-I), arabinogalactanen, deels gefermenteerde guarboonvezels).

Bacteriële mucineafbraak die het mucusherstel door de gastheer overtreft, is een duidelijke factor die leidt tot barrièredisfunctie en draagt waarschijnlijk bij aan het ontstaan van ziekte.

Marijke de Waal Malefijt

3 typen online trajecten: Webinars-Individuele supervisies-Groepssupervisies

Testen van genen die een relatie hebben met het darmslijmvlies

Meer informatie over NIFGO

Nutrigenomics rapport

U kunt als aanvulling bij het Farmaco-DNA-medicatie paspoort ook kiezen voor een Nutrigenomics rapport.
In dit combinatierapport is ook de Nutrigenomics toegevoegd waaronder diverse transportgenen, hormoongenen en vitaminengenen. Per gen krijgt u een uitleg over de werking en de mogelijke variaties op dit gen.

Genen die inzichtelijk zijn op het DNA-nutrigenomics rapport zijn (de vetgedrukte hebben een sterke relatie met het darmslijmvlies):
ABCB1, ACE, ADIPOQ, ADRA2A, ALDH2, AMDHD1, BChE, BC01 (vit A, secr. IgA) , BDNF, CACNA1S, CFTR, CYP1A1, CYP1B1, CYP2A6, CYP2C8, CYP2E1, CYP2F1, CYP2R1, CYP4F2, CYP17A, CYP24 A1, DHCR7, DRD2, F2, F5, FTO, GC, GCK, YKT6, GSTM1, GSTP1, GSTT1, IFNL3, IGF1, LDLR, Fut2 (galactoside 2-alfa-L-fucosyltransferase 2), MAOB, MC4R, MnSOD, MTHFR1298, MTNR1, MTNR1B, NADSYN1, NAT1, NAT2, NB PF3, NQ01, OPRM1, PON1, RYR1, SULT1A1, SULT1E1, TCF7L2, CLOCK, TNFa, UCP2 en VDR.

Voor hulp bij het duiden van de rapporten: zie hier meer informatie.