De eerste 9 maanden van je leven bevind je je in de beschermde omgeving van het chorion, het buitenste vlies om het embryo van zoogdieren. Deze omgeving is vrijwel steriel. Jouw darmen zijn nog niet gekoloniseerd door micro-organismen. Op een dag, ongeveer 280 dagen na je conceptie, breekt dit vlies en begint je tocht naar de microbiële wereld. Tijdens de passage door het geboortekanaal kom je al in contact met micro-organismen uit de vaginale en darmomgeving.
In de eerste uren en dagen na je geboorte kom je veelvuldig in aanraking met de vele huidmicro-organismen van de mensen die voor je zorgen. Ook hier zitten bacteriën tussen die zich kunnen nestelen in je darm, net als diverse bacteriën uit je directe omgeving. Je darmen bevatten nog relatief veel zuurstof, daar kunnen de eerste microbiële pioniers goed mee overweg. Doordat ze de aanwezige zuurstof gebruiken om te groeien, wordt je darm een zuurstofarme omgeving waarin steeds meer anaerobe darmbacteriën als Bacteroïdes, Bifidobacterium en Clostridiales gaan domineren. Na één of meer weken, beschik je al over een heus darmmicrobioom, een complex microbieel ecosysteem in je darmen.’
Invloed van keizersnede en borstvoeding
Overdracht van bacteriën van moeder op kind tijdens de geboorte lijkt een belangrijk moment in de vorming van ons darmmicrobioom te zijn. Deze hypothese wordt ondersteund door het feit dat het darmmicrobioom bij kinderen geboren met een keizersnede sterk verschilt van die van kinderen die op natuurlijke wijze geboren worden. In eerste instantie worden kinderen geboren via een keizersnede gekoloniseerd door micro-organismen afkomstig uit het ziekenhuis en huidbacteriën van verplegend personeel. Opvallend hierbij is de zeer matige aanwezigheid van bifidobacteriën en de totale afwezigheid van Bacteroïdes-soorten.
In het vroege leven speelt ook voeding al een grote rol in de ontwikkeling van het darmmicrobioom. Moedermelk bevat suikerverbindingen(oligosachariden) die door baby’s niet verteerd kunnen worden omdat ze de daar benodigde enzymen voor missen. Bifidobacteriën zijn juist specialisten in het benutten van deze oligosachariden, en hebben hierdoor een competitief voordeel ten opzichte van alle andere bacteriën en kunnen de babydarm snel koloniseren.
Bij zuigelingen die borstvoeding krijgen kunnen de bifidobacteriën toenemen tot wel 95% van het totale aantal darmbacteriën. Fabrikanten voegen daarom vaak specifieke onverteerbare oligosachariden (prebiotica) toe aan flesvoeding om de groei van bifidobacteriën te stimuleren. Toch blijft het adagium: borstvoeding is de beste voeding voor baby’s.
Er zijn aanwijzingen dat ook overdracht van bacteriën via de moedermelk bijdraagt aan de totstandkoming van het darmmicrobioom. Het is echter onduidelijk waar deze vandaan komen. In moedermelk zijn groepen bacteriën waargenomen die kenmerkend zijn voor de darmomgeving. De zogenaamde endocytose-hypothese, gaat er van uit dat tijdens de bevalling de doorlaatbaarheid van de darmwand toeneemt, waardoor darmbacteriën via de bloedbaan in de melkklieren terecht kunnen komen.
Deze hypothese is controversieel omdat bloed als steriel wordt beschouwd. Wanneer er toch bacteriën in terechtkomen, worden deze in de regel snel verwijderd zodra het bloed de lever passeert. Wanneer bacteriën de bloedbaan binnendringen en een infectie veroorzaken, spreken we van bloedvergiftiging of sepsis, een levensbedreigende situatie. Voorstanders van de endocytose-hypothese suggereren dat tijdens de bevalling een bijzondere situatie ontstaat waarin het lichaam tijdelijk bacteriële circulatie faciliteert. Critici gaan er echter vanuit dat tijdens het zogen zoveel uitwisseling van bacteriën plaatsvindt tussen de mond, tepel en melkklieren dat de micro-organismen in en op de tepel ook darmbacteriën herbergt.
Over op vast voedsel
De overgang van melk naar vast voedsel, dat ook wel spenen wordt genoemd, is een periode in een mensenleven waarin het darmmicrobioom het meest drastisch verandert. Zodra een kind voor het eerst hapjes vast voedsel gaat eten, vindt er een ware explosie van microbiële diversiteit plaats. Vast voedsel zorgt voor nieuwe energiebronnen en bouwstenen voor het darmmicrobioom. Nieuwe bacteriesoorten kunnen floreren. De microbiële samenstelling van de darmen van het jonge kind gaat nu lijken op die van een volwassene. De aantallen bifidobacteriën nemen af en vooral bacteriën die korteketenvetzuren produceren, zoals boterzuur, nemen sterk toe.
Vanaf ongeveer drie jaar heeft het darmmicrobioom van een kind de stabiele samenstelling zoals bij volwassen mensen wordt teruggevonden, maar die wel van persoon tot persoon verschilt net zoals een vingerafdruk. Het ecosysteem heeft zich dan ontwikkeld van enkele dominante groepen tot een enorme divers en complex systeem. Het darmmicrobioom wordt nu stabiel gedomineerd door de bacteriële fyla Bacteroidetes en Firmicutes. Bifidobacteriën zijn ook nog steeds aanwezig, maar in lagere aantallen.
Verstoring en verandering van biodiversiteit
Die grote biodiversiteit in het volwassen darmmicrobioom heeft een groot voordeel, te vergelijken met een regenwoud of een koraalrif. Het complexe ecosysteem zal verstoringen en invasies beter kunnen weerstaan als er veel verschillende soorten planten en dieren in voorkomen. Het tijdelijk wegvallen van één soort zal in een dergelijk divers systeem geen groot gat achterlaten.
Er zijn aanwijzingen dat bij het optreden van allergieën, obesitas en darmaandoeningen, en bij fragiele ouderen, de biodiversiteit van het darmmicrobioom afneemt. Vergelijkbaar met erosie die optreedt in een tropisch regenwoud nadat er een bosbrand heeft gewoed. Iets soortgelijks kan gebeuren als krachtige antibiotica in de darmen het microbiële leven op zijn kop zetten, zeker bij zeer jonge kinderen. De ontwikkeling van dit ecosysteem wordt dan langdurig verstoord.
In gezonde volwassenen blijft dit diverse ecosysteem stabiel tot een leeftijd van ongeveer 75 jaar. Daarna vermindert de diversiteit. Vooral anaerobe bacteriën lijken in diversiteit en aantallen te verminderen terwijl opportunistische aerobe bacteriën juist toenemen. In de darmen van honderdjarigen vindt men relatief meer opportunistische ziekteverwekkende bacteriën die ontstekingen kunnen stimuleren en relatief minder van Faecalibacterium prauznitzii, een boterzuurproducerende bacteriesoort die juist ontstekingen remt. In het bloed van honderdjarigen treft men ook meer van bepaalde cytokines aan, moleculen die een belangrijke rol spelen in ons immuunsysteem. De cytokines die toenemen in het bloed van honderdjarigen spelen een rol bij ontstekingen.
Onze bacteriën, schimmels en virussen
Er wordt veel onderzoek gedaan aan bacteriën op en in het menselijk lichaam, zoals in de neus, mond, huid, maag, darmen, vagina en longen. Inmiddels ook verkennend aan schimmels en virussen. De taartdiagrammen geven de relatieve hoeveelheden van de soorten op een lichaamsplek. Voor de bacteriën worden de zes meest voorkomende fyla weergegeven: Actinobacteriën, Bacteroidetes, Cyanobacteriën, Firmicutes, Fusobacteriën en Proteobacteriën. Wat betreft de schimmels zijn de meest prominente genera: Aspergillus, Candida, Cladrosporium, Malassezia and Saccharomyces. De virussen zijn eenvoudig verdeeld in bacteriofagen en andere virussen.
Sittrop Grafisch Realisatiebureau, Nijmegen
Darmmicrobioom en gezondheid
Er ontstaat steeds beter inzicht in de relatie tussen de ontwikkeling van het darmmicrobioom in het vroege leven en gezondheid later. Uit onderzoek met bacterievrije muizen, die geen microbioom hebben doordat ze vanaf de geboorte in een steriele omgeving opgroeien, is bijvoorbeeld gebleken dat darmbacteriën cruciaal zijn voor een goede ontwikkeling en functioneren van de darm, het immuunsysteem en metabolisme.
Bovendien kan een normale ontwikkeling van het darmmicrobioom in het vroege leven bijvoorbeeld verstoord worden door geboorte via een keizersnede, stevige antibioticakuur of door het opgroeien in een super schone omgeving. In die gevallen zou je de samenstelling van het darmmicrobioom gericht kunnen beïnvloeden via voeding die bepaalde voedselingrediënten (prebiotica) voor essentiële darmbacteriën kan bevatten, of de bacteriën zelf (probiotica) of een mix daarvan (synbiotica). Ook het eten van veel vezelrijke voeding zoals groente, fruit en volkoren producten lijkt positieve effecten op het darmmicrobioom te hebben. Dat een gezonde microbioomsamenstelling een gunstig effect heeft op het immuunsysteem, is bijvoorbeeld aangetoond bij kinderen met allergisch eczeem.
Veertig procent van de baby’s met eczeem ontwikkelt later astmatische klachten. Dat wordt ook wel ‘de allergische mars’ genoemd. Onder andere uit proefdieronderzoek is duidelijk geworden dat voeding met synbiotica een allergische reactie in zowel de huid als de longen kan verminderen. IgE is een stofje uit het immuunsysteem dat in grotere hoeveelheden in bloed voorkomt als er sprake is van een allergische reactie. Er zijn aanwijzingen dat in jonge kinderen met een verhoogde hoeveelheid IgE in hun bloed, flesvoeding met synbiotica de ernst van het eczeem kan verlichten.
Bovendien lijkt het erop dat deze kinderen een jaar na de behandeling minder vaak last hebben van ‘piepende ademhaling’ een voorteken van astma. We weten dat moedermelk de beste bescherming tegen allergische aandoeningen geeft. In het geval van baby’s met allergische klachten die flesvoeding krijgen, zou deze synbiotica mogelijk de symptomen van allergie kunnen verminderen alsmede de allergische mars naar andere allergische klachten kunnen voorkomen.
Studieresultaten met pro- en prebiotica zijn echter lang niet altijd eenduidig. Mensen verschillen onderling sterk van elkaar, gezondheid wordt door veel factoren bepaald en de effecten van microbioommanipulatie zijn vaak subtiel. Wel is duidelijk dat wat er in het vroege leven gebeurt, van invloed is op de gezondheid op lange termijn. De basis voor dit ecosysteem ontstaat immers in de eerste maanden van ons leven. De eerste duizend dagen van het leven wordt daarom gezien als een cruciale periode waarbinnen het darmmicrobioom met gezonde voeding de goede kant op kan bewegen. Dus ook voor ons darmmicrobioom lijkt te gelden ‘een goed begin, is het halve werk’.