Miljarden bacteriën leven in ons lichaam

Miljarden bacteriën leven in ons lichaam en zijn noodzakelijk om ons gezond te houden. De mens heeft een permanente oorlog tegen bacteriën gevoerd en heeft ze bevochten met de meest geavanceerde antibiotica. Echter, deze negatieve kijk op deze en andere micro-organismen, die in het menselijk lichaam wonen, is aan het veranderen en nu zien artsen ze als strategische partners voor de gezondheid.

Een "win-win" relatie met bacteriën

De miljarden bacteriën die in de mens wonen zijn geen vijanden maar bondgenoten die de sleutel zouden kunnen zijn tot een beter begrip en behandeling van ziektes zoals diabetes, astma en autisme. Onze geciviliseerde maatschappij met antibiotica, keizersnedes en een overmatige drang naar hygiëne zouden vele van deze goede micro-organismen kunnen elimineren waardoor ziektes ontstaan als obesitas, intestinale schade, allergieën en autisme. Bacteriën die in ons lichaam, neus, mond, genitaliën, darm en huid leven, zijn er, omdat ze samen met de mens geëvolueerd zijn gedurende miljoenen jaren. We leven in een "win-win" relatie met deze miljarden bacteriën. Dankzij deze bacteriën worden vitaminen en voedingsstoffen in de dunne darm opgenomen, wordt het immuunsysteem getraind, voorkomen we urogenitale infecties, allergieën en zelfs diabetes type 2. Deze micro-organismen koloniseren volledige gebieden zodat slechte opportunistische bacteriën niet in ons lichaam kunnen blijven wonen. Zo beschermen zij ons tegen maag-en vaatziekten, diabetes en obesitas.

Microbioom

De term microbioom verwijst naar een gemeenschap van micro-organismen woonachtig in een bepaalde ecologische niche. Het microbioom in de menselijke darm is een van de meest dichtbevolkte gemeenschappen, zelfs meer dan in de bodem, de ondergrond en de oceanen. Geschat wordt dat er minstens 3 miljard beestjes zijn in de maag, mond, huid en hoofdhuid van een individu. Het zijn zoveel, dat een persoon meer microbiële dan menselijk genetisch materiaal heeft. In dit ecosysteem bestaat een symbiotische relatie: bacteriën, zoals elke zichzelf respecterende gast, dankt de gastheer voor de voedingsstoffen en onderdak en beloont hem door te helpen met metabole processen, het beter instellen van het immuunsysteem en samen te werken bij de spijsvertering van voedsel.

Maar soms, als het microbioom evenwicht wordt verstoord, verschijnen ziektes. Er is een verband gevonden, volgens J. Nicholson, professor aan het Imperial College in Londen en beschouwd als een wereldautoriteit op het onderwerp,tussen bepaalde afwijkingen in het ecosysteem en maagzweren, auto-immuunziekten, prikkelbare darm syndromen, darmkanker, coronaire hartziekten en zelfs neuropsychiatrische problemen.

Vrienden met voordelen

Deze gesynchroniseerde dans tussen kiemen en de gastheer begint bij de geboorte. Bij de doorgang door het vaginale kanaal absorbeert de pasgeborene een soort bacterie, bekend als Lactobacillus johnsonii, die de maag voorbereid om de moedermelk te verteren. Laatstgenoemde draagt ten minste 600 andere soorten bacteriën bij. Melk bevat ook bepaalde type suikers die de baby niet kan verteren, maar volgens Nicholson, voedt het de bacteriën die al in de darmen leven. Geschat wordt dat het kind op drie jarige leeftijd een uniek volwassen microbioom heeft, veroorzaakt door blootstelling aan bacteriën in het milieu en de dieet. Het is bekend dat sommige soorten, zoals Bacteroides thetaiotaomicron, bepaalde voedingsmiddelen helpen afbreken die het lichaam niet kan absorberen, zoals complexe koolhydraten. Deze bacterie zet ze om in makkelijk opneembare suikers voor de darm.

Onlangs echter, is ontdekt dat het microbioom complexere functies heeft zoals het controleren van het immuunsysteem.
Sarkis Mazmanian, een bioloog aan de Universiteit van Californië, ontdekte dat een van deze bacteriën, B. Fragilis, samen werkt met lymfocyten, soldaten die het lichaam verdedigen tegen indringers en verantwoordelijk zijn voor de productie van de ontstekingsreactie die elk individu heeft bij een infectie: verhoogde temperatuur en pijn. Om te voorkomen dat het immuunsysteem een overmatig offensief in het lichaam zelf organiseert, beveelt de B. Fragilis om regulerende lymfocyten te produceren. Interessant is dat deze regulerende lymfocyten aanwijzingen doorgeven aan de pro-inflammatoire lymfocyten om de B. Fragilis bacteriën niet aan te vallen. Zoals Juan Manuel Anaya zei, een expert op auto-immuunziekten, "het systeem zorgt ervoor dat de relatie tussen ons lichaam en microben instaand blijft zonder ziektes te veroorzaken."

In gezondheid en in ziekte

Volgens David Relman van de Stanford University, betekent gezondheid "de neiging om het leefgebied te behouden, de autochtone (eigen) species te stimuleren en de invasieve soorten te elimineren." Maar het gaat hier niet om de gebruikelijke infecties waartegen artsen al zo lang strijden met antibiotica, toch om ziektes die vroeger niet gekoppeld waren aan bacteriën.
Nicholson bijvoorbeeld ontdekte dat methaanzuur, op te sporen in de urine, een indicator is van hoge bloeddruk, en een van de risicofactoren voor een beroerte. En omdat darmbacteriën de belangrijkste producenten zijn van deze stof, gelooft Nicholson dat er een nauwe relatie bestaat tussen deze microben en de hypertensie.

Bepaalde bacteriën dragen ook bij aan het proces van atherosclerose, een andere indicator bij coronaire hartziekten. Stanley Hazen, van de Cleveland Clinic, Ohio, observeerde muizen die een dieet kregen om atherosclerose te ontwikkelen, een proces waarbij de wanden van de aders verharden. Het interessante was om te controleren dat wanneer de muizen antibiotica toegediend kregen die hun microbioom vernietigden, de atherosclerose verminderde. "Ik weet niet hoe, maar men denkt dat een aantal microbiële producten de wanden van de aders beschadigen," legt Nicholson uit.

Bij multiple sclerose, ontdekte Kerstin Berer van het Max Planck Institut, dankzij experimenten bij muizen, dat bepaalde bacteriën het immuunsysteem aanzetten om zich te rebelleren tegen de zenuwcellen, die deze degeneratieve ziekte veroorzaakt. De autisten hebben een verhoogde populatie van een kiem genaamd Clostridia, die de reserves aan sulfaten opmaakt, cruciaal voor de ontwikkeling van de hersenen, hetgeen de ontwikkeling van de ziekte bevordert.
Diabetes is ook gekoppeld aan darmbacteriën. Hetzelfde geldt voor andere auto-immuunziekten zoals astma en eczeem. Er zijn al mogelijk microben ontdekt die het immuunsysteem zouden verwarren om de eigen cellen van het lichaam aan te vallen.

Hoe weten we dat de goede micro-organismen aan het verdwijnen zijn?

Wetenschappers van Puerto Rico en de Verenigde Staten gingen op bezoek bij indianen uit het Amazone gebied, waar de bevolking geen contact met de beschaving heeft, en nog steeds leven van de jacht en het verzamelen van graan en vruchten. Deze individuen zijn ontsnapt aan eeuwen van industrialisatie en veranderingen in levensstijl. De microbiologische flora is in theorie geëvolueerd met de mens en houdt hen gezond. Onderzoekers zoals Gloria Dominguez-Bello verzamelden speeksel, huid en uitwerpselen van deze populaties en stelden vast welke micro-organismen aanwezig waren en vergeleken deze met de microbiële populatie van mensen die in de grote steden woonden. Dankzij amplificatie methoden van DNA kunnen deze kleine organismen geïdentificeerd worden, aangezien vele niet groeien in laboratoria. Uit deze onderzoeken is gebleken dat onze moderniteit ons ziek maakt, omdat we de micro-organismen doden die ons verzorgen en beschermen.

De mens is geen individu: Wij zijn een kosmos

Net zoals het heelal vol is met planeten en de aarde met inwoners, is de mens vol van deze kleine inwoners: wij zijn een universum van organismen. Er zijn meer dan 1000 verschillende bacteriën in de binnenste lagen van de huid en het lichaam. Samen hebben ze 100 keer meer DNA dan de mens en als we ze bij elkaar zouden doen, dan zouden ze bijna 2 kilo wegen, de microbioot is zwaarder dan onze hersenen!

Dysbiose, gevaarlijke relaties

We maken misbruik van de voordelen van de beschaving. Vroeger werd een keizersnede uitgevoerd om het leven van de moeder of de foetus te redden, nu wordt het soms toegepast voor het gemak. Als de baby niet door het vaginale kanaal komt dan is er geen contact met de lactobacillen van de moeder, die nodig zijn om melk te verteren die de baby toegevoerd krijgt.

Op dezelfde wijze worden antibiotica onverantwoordelijk gebruikt. Een of twee sessies met ciprofloxacine (antibioticum voor infecties van de luchtwegen en de huid) is voldoende om de bacteriepopulatie van de darmen te vervormen, en het meest verontrustende is, dat het nooit helemaal herstelt. Deze vervormde relatie wordt dysbiose of microbiële onbalans genoemd.
De boeren zijn zich terdege bewust dat het geven van antibiotica aan vee, hun helpt de dieren sneller en dikker te laten groeien.

Zijn we vandaag de dag hetzelfde aan het doen met onze kinderen?

De gevolgen van deze dysbiose zijn meerdere. Bijvoorbeeld, moeders die bevallen met een keizersnede hebben meer kans om kinderen te krijgen met obesitas. Het ontbreken van bepaalde bacteriën in de darmen is ook de oorzaak tot allergieën, ontsteking van de dikke darm, darm kanker en diabetes. Zelfs wordt gespeculeerd dat microbiële onbalans ook geassocieerd wordt met neurologische ziekten zoals Alzheimer en Parkinson.

Onlangs toonde een rapport aan dat kinderen die opgroeien met huisdieren minder kans hadden om astma te ontwikkelen. Het immuunsysteem van kinderen wordt getraind als zij in contact komen met micro-organismen van huisdieren en buiten spelen. Op deze wijze leert het immuunsysteem geleidelijk welke micro-organismen eigen en welke vreemd zijn. Te veel hygiëne veroorzaakt dat het immuunsysteem dit "onderwijs" niet krijgt, zodat meer en meer kinderen lijden aan milieu-allergieën en astma. Het is interessant dat kinderen met autisme een abnormale spijsvertering hebben. Het is niet bekend hoe of waarom ze het ontwikkelen, maar het is duidelijk dat de darmen van autistische patiënten niet dezelfde microbiota hebben dan mensen zonder autisme.

Personaliserende behandelingen

Al deze bevindingen hebben geleid tot nieuwe inzichten en manieren om ziektes te behandelen. Mark Mellow, van de Baptist Medical Center in Oklahoma City, vond dat als het microbioom van een gezonde persoon getransplanteerd werd naar een zieke patiënt, men infecties kon bestrijden die anders niet te behandelen waren, zoals de Clostridium difficile, een resistente bacterie tegen antibiotica die diarree veroorzaakt. De behandeling bestaat uit het passeren van ontlasting van de gezonde persoon naar de darm van de zieke persoon via een klysma. Mellow heeft meer dan 70 transplantaties uitgevoerd met een slagingspercentage van 91 procent.

Ditzelfde principe zou kunnen werken bij "obese" patiënten. Voorlopige studies tonen aan dat de microbioom transplantatie van een individu met een normaal gewicht, effect heeft op zwaarlijvige patiënten de suikers verschillend metaboliseren. Artsen bevestigen dat het mogelijk zal worden gespecialiseerde behandelingen te ontwerpen volgens het microbioom van elk individu. "Medicijnen zullen als doel hebben de werking van bacteriën te veranderen," zei Nicholson. Er zal niet getracht worden ze te doden, zoals ze het nu doen met antibiotica, maar ze onschadelijk maken of ze bevorderen tot gezondheidsbevorderende activiteiten."

Er zijn uitdagingen

Een van de uitdagingen zal zijn dat farmaceutische bedrijven rekening zullen moeten houden met het microbioom van patiënten bij het ontwerpen van effectieve geneesmiddelen. In de chirurgie zal dit nuttig zijn. Ondanks de genomen hygiënemaatregelen voor een chirurgische ingreep blijven infecties nog steeds een van de meest negatieve bijwerkingen. "Als het microbioom van elke patiënt bekend is zou men een preventieve antibiotica kunnen toedienen tegen de bacterie die de postoperatieve infectie kan veroorzaken", zegt Gustavo Quintero, hoogleraar chirurgie aan de Universiteit van Rosario.

Een andere uitdaging zal zijn het toepassen van deze nieuwe therapieën op oude problemen. "De verwerking zal hierdoor slimmer zijn omdat de bron van de interne onbalans wordt aangevallen en niet de gevolgen", zegt Quintero. Een zorg van iedereen is en blijft dat het evenwicht van het ecosysteem wordt afgebroken door het willekeurige gebruik van antibiotica, "vooral in de kindertijd als de microbioom zich aan het vormen is", zegt Nicholson.

Ook is het een uitdaging om de maatschappij te overtuigen dat de medicijnen er niet alleen zijn om te vechten tegen ziekteverwekkers die het lichaam binnendringen. Gezien het feit dat elk individu deel uitmaakt van een ecosysteem, zal er met de gezondheid gedeald moeten worden ware het een natuurpark. En om het goed te onderhouden zullen artsen moeten gaan denken als ecologen.