Het darmepitheel, een hermetisch afsluitende cellaag in de darmwand, wordt bedekt door een zelfgemaakte slijmlaag als eerste hindernis. Achter de epitheel-‘muur’ bevindt zich een bindweefsellaag, een tweede hindernis waar afweercellen het lichaam verder beschermen. Epitheel en bindweefsellaag beschermen ons lichaam tegen onschadelijke bacteriën, en waar nodig voeren ze een allesvernietigende immuunrespons uit tegen ziekteverwekkende bacteriën zodra deze de darmwand passeren. Het vermogen van de darm om tolerant om te gaan met het microbioom leidt tot homeostase, een toestand waarin alle stofwisselingsprocessen en afweerreacties in de darm in evenwicht zijn met zijn miljarden lichaamsvreemde bacteriën.
Poortjes in de epitheelmuur
Een muur van slechts één cellaag dik scheidt ons dus van miljarden bacteriën. Sommige bacteriën kunnen door de zogenaamde M-cellen, speciale cellen die als ‘poortjes’ in het epitheel aanwezig zijn, de epitheelmuur passeren en het voedzame bindweefsel bereiken. De aanwezigheid van bacteriën in het bindweefsel is maar van korte duur. Immuuncellen die in het bindweefsel patrouilleren doden heel snel en agressief bacteriën, en indien nodig worden geïnfecteerde bindweefselcellen meteen mee opgeruimd. Het toelaten van bacteriën door de M-cel-poortjes is dus eigenlijk alleen een manier van het lichaam om het immuunsysteem steekproeven te laten nemen van het microbioom.
Communicatiefouten in de verdediging
Er is een hechte samenwerking tussen het epitheel en het achtergelegen bindweefsel om verstoringen van het evenwicht, bijvoorbeeld na iets verkeerds gegeten te hebben, binnen enkele uren te corrigeren en de homeostase te herstellen. Die samenwerking loopt via allerlei chemische signalen die in gezonde mensen op het juiste moment, de juiste plek en in de juiste dosering worden geproduceerd.
Bij mensen die lijden aan chronische darmontstekingsziekten als de ziekte van Crohn gaat er echter iets mis in de communicatie tussen epitheel en bindweefsel, waardoor een verstoring van het evenwicht niet meer binnen enkele uren of zelfs dagen gecorrigeerd kan worden. Darmschade is het gevolg, met allerlei nadelige consequenties voor de patiënt.
Hoe kan dit samenspel zo verstoord raken? Bij de ziekte van Crohn wordt dit veroorzaakt door kleine foutjes in het mechanisme van het correct verwerken en afhandelen van bacteriën die ingevangen zijn door de poortjes in het epitheel. Kleine foutjes, maar met grote gevolgen, waardoor ook onschadelijke bacteriën die signalen afgeven aan de poortjes van het epitheel onnodig worden aangevallen en vernietigd door de immuuncellen die patrouilleren in het bindweefsel. Sterker nog, dezelfde immuuncellen, opgejaagd door foutieve signalen vanuit het epitheel, vernietigen tegelijk met de onschadelijke bacteriën delen van de poortjes en van de epitheelmuur. Dit leidt tot onherstelbare verstoring van homeostase waarbij zowel de patiënt als het microbioom worden getroffen.
Samenleven met kwaadwillende bacteriën
Een gezonde darm bevat naast nuttige bacteriën ook lage aantallen bacteriën die irriterende stoffen maken en de darmwand kunnen passeren. Deze bacteriën bedreigen dus de gezondheid. Normaal groeien deze ziekteverwekkende bacteriën niet uit doordat ze letterlijk overgroeid worden door het enorme aantal onschadelijke bacteriën in dezelfde darm. Wanneer onschadelijke en nuttige bacteriën tijdens dysbiose in een bepaald deel van de darm verdwijnen, krijgen de ziekteverwekkende bacteriën ineens de gelegenheid om zich te vermenigvuldigen, de beschikbare ruimte te bezetten en uiteindelijk de darmwand te passeren. Met name het ondergaan van antibioticatherapie is een beruchte oorzaak van het verdwijnen van nuttige bacteriën; en helaas zijn ziekteverwekkende bacteriën steeds vaker resistent tegen antibiotica.
De pathogene bacterie Campylobacter jejuni, zichtbaar als zwarte ovaaltjes, zwemt met behulp van z’n zweepharen dwars door cellen van een darmepitheelcellijn heen (de grijze, harige structuren bovenin) en door poreuze kanaaltjes (witte strepen) van een daaronder gelegen kweekfilter (grijs).
IFR Norwich
Sommige ziekteverwekkende bacteriën maken gifstoffen die de darm ernstig kunnen beschadigen. Een goed voorbeeld hiervan is de beruchte bacterie Clostridium difficile, die regelmatig problemen geeft bij mensen die antibiotica hebben geslikt. Dit soort bacteriën, die door veranderingen in hun omgeving hun ‘levensstijl’ kunnen aanpassen van neutraal naar ziekteverwekkend, worden ‘pathobionten’ genoemd. Een wolf in schaapskleren. De term ‘pathobiont’ wordt gebruikt om het contrast aan te geven met bacteriën zoals Salmonella en Campylobacter, die zodra ze met menselijke weefsels in contact komen ziekte veroorzaken en die zich zelfs kunnen vermenigvuldigen binnenin menselijke cellen: dit type bacteriën noemen we ‘pathogeen’.
Waar pathobionten afhankelijk zijn van veranderingen in hun onmiddellijke omgeving om hun ziekteverwekkend vermogen te activeren, zijn pathogenen onder alle omstandigheden in staat om hun gastheer te infecteren en ziek te maken zodra er direct contact tussen pathogeen en gastheer heeft plaatsgevonden. De mate van infectie en daaruit voortvloeiende ziekte of schade is onder meer afhankelijk van de efficiëntie van het afweersysteem van de patiënt.
Uit balans
Wanneer de samenstelling van het microbioom uit evenwicht is spreken we van dysbiose. Dit kan ook worden veroorzaakt door toediening van breedwerkende antibiotica, overmatige alcoholconsumptie en consumptie van voeding waar veel vet, zout en suiker inzit. Daarbij kunnen nuttige bacteriën verloren gaan. Irriterende stoffen-producerende bacteriën met het vermogen om de darmwand te passeren, normaal overgroeid door nuttige bacteriën, kunnen nu hun kans grijpen en uitgroeien. Zulke bacteriën heten pathobionten, en hun uitgroei kan leiden tot aanzienlijke darmbeschadiging; pathobionten zijn dus erg ongewenst.
Wanneer deze ongewenste veranderingen in de microbioomsamenstelling niet snel genoeg terugvallen naar de originele evenwichtstoestand kan langdurige dysbiose optreden met alle gevolgen van dien. Meer en meer wetenschappers en medisch specialisten denken nu dat dysbiose bepaalde darmstoornissen, waaronder de ziekte van Crohn en zelfs gedragsveranderingen, zoals autisme, in de hand kunnen werken.
Een veel gestelde vraag is of dysbiose in de kliniek ook gebruikt kan worden bij het stellen van een diagnose? Helaas is dysbiose verre van eenvoudig vast te stellen. Er is een enorme genetische variatie tussen individuen, en ook is het microbioom van ieder individu anders. In feite zijn fysiologische toestanden als ziek, gezond en homeostase enorm variabel. Er is eerder een ‘bandbreedte van gezondheid’, waarbij de gezondheidstoestand van een mens wordt bepaald door de uitkomst van het samenspel van genetica, microbioom en levensstijl, waaronder het dieet. Anders gezegd, wat voor de ene persoon goed is, is niet noodzakelijkerwijs ook goed voor een andere persoon.
Gezondheid van de mens hangt samen met weerstand tegen incidentele verstoringen als overmatig alcoholgebruik tijdens een avondje doorzakken, of een enorme overdaad aan suiker tijdens een taartbuffet. Gezonde mensen zijn na zo’n alcohol- of suiker-overdaad binnen enkele uren weer in staat om een evenwicht in hun stofwisseling te bereiken, maar mensen die lijden aan suikerziekte lukt dat niet. En dysbiose leidt tot een vertraging van het herstellen van het evenwicht in de menselijke stofwisseling. Hopelijk wordt het in de nabije toekomst mogelijk om specifieke dysbiose vast te stellen en te corrigeren via de voeding, onder meer door consumptie van geselecteerde probiotica.