Je leest:

Microbioom, metabolisme en obesitas

Microbioom, metabolisme en obesitas

Auteurs: en | 12 december 2016

Sinds de jaren tachtig van de vorige eeuw zien we een bijna lineaire toename van obesitas. Met name in de Westerse en Aziatische werelddelen is obesitas een toenemend probleem. Gebrek aan lichaamsinspanning en een toename van voedselinname worden algemeen aangewezen als de voornaamste oorzaak. De laatste jaren komt ook de invloed van het darmmicrobioom steeds meer in beeld als mogelijke oorzaak.

Een eerste aanwijzing dat het microbioom van belang is voor de ontwikkeling van obesitas kwam uit studies met ratten die in een steriele omgeving zijn geboren en opgegroeid, en dus geen darmbacteriën hebben. Wanneer die ratten gevoerd werden met een vetrijk dieet werden ze in tegenstelling tot een normaal gehuisveste controlegroep niet dik. Werd vervolgens de feces van de controleratten aan de steriel opgegroeide ratten gevoerd dan werden die op een vetrijk dieet alsnog dik.

Vervolgexperimenten in muizen waarbij feces van dikke muizen aan dunne muizen werd gegeven bevestigden de invloed van het darmmicrobioom op de energiehuishouding in knaagdieren. Ontvangers van feces van dikke muizen werden dik en dikke muizen werden dunner van feces van dunne muizen. Voor knaagdieren is de invloed van feces op de energiehuishouding in ieder geval onomstotelijk vastgesteld.

Het kan verkeren. Een vrouw die met succes werd behandeld voor een terugkerende Clostridium difficile-infectie met de ontlasting van een zwaarlijvige donor kwam daarna snel aan en werd zelf ook obese.
Dreamstime

Of dit voor mensen ook het geval is moet nog bewezen worden. Fecestransplantaties bij mensen hebben hiervoor nog geen aanwijzingen gegeven maar dit soort onderzoek is bij mensen ook veel moeilijker te realiseren. Wel laten de experimenten bij mensen verschillen in het suikermetabolisme zien wat toch een eerste aanwijzing is dat ook bij mensen het darmmicrobioom invloed uitoefent op de energiehuishouding. Over het mechanisme waarlangs bacteriën deze invloed uitoefenen is nog weinig bekend.

Kracht van korteketenvetzuren

Darmbacteriën zijn in staat voedingsvezels efficiënt om te zetten in korteketenvetzuren (acetaat, propionaat en butyraat) die via de darm in het lichaam verbrand kunnen worden en zo bijdragen aan energievoorziening. Deze bijdrage is echter heel gering vergeleken met de hoeveelheid voedselcomponenten die al in de dunne darm worden opgenomen en de bacterierijke dikke darm nooit bereiken. Onderzoek in muizen met voedsel waaraan korteketenvetzuren zijn toegevoegd heeft laten zien dat deze de gewichtstoename in muizen op een hoog vet dieet krachtig kunnen remmen.

Het lijkt erop dat de korteketenvetzuren in staat zijn met name het energieverbruik in vetweefsel te beïnvloeden. Experimenten met aan het dieet toegevoegde voedingsvezels geven een vergelijkbaar resultaat maar zijn wat moeilijker interpreteerbaar omdat bij de vertering van voedingsvezels ook andere stoffen dan korteketenvetzuren vrijkomen. Of dit de verklaring is voor de effecten van fecestransplantaties bij muizen blijft de vraag. Er zijn wel verschillen in bacteriesoorten in feces van dikke muizen ten opzichte van dunne muizen waargenomen, maar er is niet gebleken dat deze verschillen ook aanleiding geven tot een veranderde productie van korteketenvetzuren.

Naast butyraat, propionaat en acetaat maakt het microbioom nog een heleboel andere stoffen die ook het metabolisme van de gastheer kunnen beïnvloeden maar waar op een paar uitzonderingen na eigenlijk nog weinig van bekend is. Eén van die stoffen is trimethylamineoxide (TMAO). Deze stof werd gevonden in bloed van Amerikanen met hart- en vaatziekten en is afkomstig van door bacteriën omgezet choline en carnitine. Met name carnitine komt veel voor in rood vlees en kan bijdragen aan de correlatie tussen roodvleesconsumptie en het voorkomen van hart- en vaatziekten. Ook energiedrankjes zoals Red Bull bevatten veel carnitine dat als smaakmaker wordt toegevoegd. Het verdient dan ook aanbeveling om de consumptie van dit soort drankjes te matigen.

De enterohepatische kringloop van galzouten. Galzouten worden opgenomen in de darmen en via het bloed (de poortader) naar de lever getransporteerd voor hergebruik. Slechts een klein deel verdwijnt via de feces.
Sittrop Grafisch Realisatiebureau, Nijmegen

Een nieuwe rol voor galzouten

Belangrijk zijn verder de stoffen (metabolieten) die van de gastheer zelf afkomstig zijn en door de bacteriën maar gedeeltelijk afgebroken worden. Een goed voorbeeld hiervan zijn de galzouten. Deze verbindingen worden gemaakt uit cholesterol in de lever en vervolgens uitgescheiden via de gal naar de darm. Hier dienen ze in eerste instantie om vet uit het voedsel op te lossen, maar de laatste 10 jaar is gebleken dat galzouten ook heel belangrijk zijn voor de regulering van de verwerking van voedsel. De galzouten verdwijnen dan ook niet direct met de feces. In het laatste stuk van de dunne darm worden ze opnieuw opgenomen om vervolgens via het bloed (poortader) weer bij de lever aan te komen, waarna ze een nieuw rondje kunnen maken.

Deze zogenaamde enterohepatische cyclus van galzouten is buitengewoon omdat de heropname in de regel meer dan 95% is. De 5% van de galzouten dat toch in de dikke darm aankomt, wordt afgebroken door bacteriën. Dit metabolisme verandert de fysisch chemische eigenschappen van de galzouten zodat ze gedeeltelijk samen met calcium afkomstig uit de voeding neerslaan en afgevoerd kunnen worden. Er is echter ook een gedeelte dat na bacteriële conversie weer opgenomen wordt door de epitheelcellen in het dikkedarmslijmvlies.

Dit lijkt van belang omdat juist deze veranderde galzouten belangrijke functies in de regulering van het metabolisme kunnen vervullen. Na een maagverkleiningsoperatie die groot gewichtsverlies tot gevolg heeft, gaat de concentratie van galzouten in het bloed omhoog. Dit zou kunnen wijzen op een rol van galzouten in het ontstaan van obesitas. Experimenten bij muizen waar een maagverkleining is uitgevoerd lijken in die richting te wijzen. Of dit bij mensen ook zo werkt moet nog onderzocht worden.

Voorlopig wijzen vooral experimenten met knaagdieren erop dat het darmmicrobioom op verschillende manieren invloed uit kunnen oefenen op het energiemetabolisme. Vooral de korteketen­­vet­zuren acetaat, propionaat en butyraat lijken hierbij een belangrijke rol te spelen. Goed gecontroleerde experimenten bij de mens zijn echter nog niet uitgevoerd. Het is dus nog te vroeg om te kunnen concluderen dat het darmmicrobioom ook bij de mens een belangrijke rol speelt in de regulering van energiemetabolisme en dus ook obesitas.

Dit artikel is een publicatie van Stichting Biowetenschappen en Maatschappij.
© Stichting Biowetenschappen en Maatschappij, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 december 2016

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.