De kennis die we hebben over het menselijke darmmicrobioom is voornamelijk gebaseerd op het doormeten van ontlasting. In totaal zijn er meer dan 1.000 verschillende soorten bacteriën in de ontlasting van volwassen aangetoond, waarvan elk persoon slechts enkele honderden soorten bij zich draagt. Dit illustreert de grote ecologische diversiteit van het darmmicrobioom tussen mensen, waardoor het lastig zo niet onmogelijk is om op basis van bacteriële samenstelling een ‘gezond’ darmmicrobioom te definiëren. Wel is duidelijk dat een hogere diversiteit van het darmmicrobioom in veel gevallen geassocieerd is met gezondheid terwijl verlies van die diversiteit vaak gezien wordt in veel ziekten.
Levensfasen
Tijdens het leven varieert het darmmicrobioom een aantal maal drastisch. Het darmmicrobioom van een baby lijkt erg op het vaginale- en huidmicrobioom van hun moeder. Dit draagt bij aan de gezondheid van een zuigeling omdat de vorming van een robuust darmmicrobioom belangrijk is voor de ontwikkeling van het immuunsysteem. Deze rijping wordt ook beïnvloed door het type voeding dat een baby krijgt, borstvoeding of flessenvoeding. Melksuikers als oligosachariden die in de borst- en flesvoeding aanwezig zijn, stimuleren de groei van met name Bifidobacterium. Deze bacteriën stimuleren en versterken de ontwikkeling van het immuunsysteem en kunnen aandoeningen zoals huiduitslag en astma voorkomen.
De introductie van vast voedsel op een leeftijd van vier tot zes maanden zorgt voor een grote verschuiving in de samenstelling van de darmbacteriën. Zo neemt de hoeveelheid Bifidobacterium fors af. Dit komt doordat de darmbacteriën worden blootgesteld aan nieuwe soorten voedingsbestanddelen, zoals niet-verteerbare koolhydraten (vezels), die de groei van andere bacteriesoorten stimuleren die deze stoffen wel kunnen gebruiken. In deze fase neemt de diversiteit en stabiliteit van het microbioom toe. Vanaf het derde levensjaar lijkt het darmmicrobioom erg op dat van volwassenen. Hoewel duidelijk is dat het microbioom samenhangt met leeftijd, is er nog een betrekkelijk beperkt inzicht in veranderingen van het microbioom tijdens de verschillende levensfasen zoals adolescentie, volwassenheid, ouderen en bejaarden.
Levensstijl
Van de factoren die het microbioom van de darm kunnen beïnvloeden is voeding de meest belangrijke. Andere levensstijlfactoren waarvan is aangetoond dat deze het darmmicrobioom beïnvloeden zijn roken, stress, overgewicht, lichamelijke beweging, gebruik van antibiotica en andere geneesmiddelen, en de hormonale cyclus bij vrouwen.
Onze voeding bevat vooral koolhydraten, eiwitten en vetten. Koolhydraten zijn er in twee vormen: de simpele en de complexe koolhydraten. De simpele koolhydraten, de gewone suikers in de vorm van mono- of disachariden, worden in de dunne darm razendsnel verteerd door enzymen en vervolgens opgenomen in het bloed. De complexe koolhydraten daarentegen, de vezels, kunnen veel minder goed of helemaal niet verteerd worden, en als gevolg daarvan komen ze in de dikke darm terecht. Daar worden ze door bacteriën anaeroob gefermenteerd tot onder andere de korteketenvetzuren zoals azijnzuur, propionzuur en boterzuur. Deze stoffen worden in relatief grote hoeveelheden gemaakt.
Daarnaast worden er ook kleine hoeveelheden van andere (bioactieve) verbindingen gevormd, zoals melkzuur, barnsteenzuur en mierenzuur. Epidemiologische studies hebben aangetoond dat voedingsvezels de darm- en metabole gezondheid bevorderen. Veel van de nuttige effecten van voedingsvezels worden toegeschreven aan de vorming van de korteketenvetzuren uit vezels, met name boterzuur. Tevens stimuleren vezels de groei van boterzuur-producerende bacteriën, zoals leden van de orde Clostridiales.
Eiwitfermentatie
Voedingseiwitten worden normaal gesproken goed verteerd in de maag en dunne darm en vervolgens opgenomen in het bloed. Echter, in het geval van consumptie van grote hoeveelheden eiwit (vlees, gevogelte, zuivel, eiwitsupplement) die niet volledig in de dunne darm worden verteerd, kan een aanzienlijke hoeveelheid de dikke darm bereiken. Dit is aan de ene kant voordelig omdat voedingseiwitten een belangrijke stikstofbron zijn voor de darmbacteriën en zo de groei daarvan kunnen stimuleren. Veel eiwit gecombineerd met voldoende vezels kan dus bijdragen aan een goede darmgezondheid.
De keerzijde is dat er meer anaerobe eiwitfermentatie plaatsvindt. Dit resulteert in de productie van gassen en metabolieten uit aminozuren, waaronder ammoniak, vertakte korteketenvetzuren, fenol en waterstofsulfide. Veel van deze verbindingen zijn in potentie carcinogeen, irriteren de darmcellen en worden gevormd in het laatste deel van de dikke darm waar bijvoorbeeld ook de chronische ontstekingsziekte ulceratieve colitis vaak begint. Verhoogde concentraties in het bloed van de stikstofbevattende metaboliet trimethylamine, dat gevormd wordt door darmbacteriën uit carnitine en choline, worden in verband gebracht met een verhoogde kans op een hartinfarct. Veel wetenschappers zien eiwitfermentatie daardoor als schadelijk. De invloed van een eiwitrijk dieet op de samenstelling van het darmmicrobioom in mensen is nog niet onderzocht.
Wat is gezond eten?
Iedereen weet dat gezond eten belangrijk is. Voeding is nodig voor optimale groei en functioneren van lichaam en geest. Maar wat is een gezond voedingspatroon eigenlijk? Hoeveel en welke voedingsstoffen iemand precies nodig heeft, hangt af van zijn of haar leeftijd, geslacht en levensfase. Peuters hebben immers een andere behoefte aan bouwstoffen en energie dan zwangere vrouwen of volwassen mannen.
We eten vooral veel te weinig vezels, daarom legt de Schijf van Vijf nadruk op graanproducten.
In Nederland stelt de Gezondheidsraad op basis van internationaal wetenschappelijk onderzoek richtlijnen op voor gezonde voeding. Deze richtlijnen of voedingsnormen geven waarden voor de gemiddelde behoefte, de aanbevolen hoeveelheid en de aanvaardbare bovengrens van dagelijkse inname. Een concrete vertaling van deze richtlijnen ‘goede voeding’ wordt verzorgd door het Voedingscentrum. De bekende ‘Schijf van Vijf’ (herzien in 2016) is hier onder andere het resultaat van, net als een hele reeks andere praktische adviezen die op de website van het Voedingscentrum te vinden zijn.
Voor een gezond darmmicrobioom geldt dat met name de inname van volkoren producten, groenten, fruit en peulvruchten van belang is omdat deze voedingsmiddelen veel vezels bevatten. Per dag wordt volwassenen geadviseerd zo’n 30 tot 40 gram vezels te eten. Dit komt overeen met ongeveer 15 sneeën volkorenbrood, 9 schaaltjes muesli, of 25 lepels groente. De meest recente Voedselconsumptiepeiling van het RIVM geeft echter aan dat Nederlanders met een inname van circa tweederde van de norm voor vezelinname ver onder de aanbeveling blijven. Mede hierdoor wordt in de ‘Schijf van Vijf’ de nadruk gelegd op het voldoende consumeren van volkoren graanproducten.
Lekkage door vetten
Voedingsvetten worden ook zeer efficiënt door het lichaam opgenomen. Omdat voedingsvetten niet anaeroob gefermenteerd kunnen worden, worden deze ook niet door de darmbacteriën als substraat gebruikt en omgezet in andere bioactieve verbindingen. Vetrijke voedingen verminderen wel de diversiteit van het darmmicrobioom in mensen. De vraag is of de waargenomen veranderingen direct te relateren zijn aan de toegenomen hoeveelheid vet in de voeding, of juist het gevolg zijn van de verminderde hoeveelheid koolhydraten of eiwitten die in de voeding aanwezig waren.
Indirect kunnen voedingsvetten het darmmicrobioom beïnvloeden doordat ze de uitscheiding van galzouten in de darm stimuleren. Galzouten zijn weliswaar nodig voor de opname van vetten in de dunne darm, maar galzouten zijn ook giftig voor veel bacteriën. Daarnaast worden galzouten door bepaalde bacteriën omgezet in verbindingen die schadelijk voor de darm kunnen zijn. Doordat vetrijke voeding de doorlaatbaarheid van de darm verhoogt, zorgt het er ook voor dat er iets meer bacterieel lipopolysacharide (LPS) in het bloed aanwezig is. LPS is een onderdeel van de celwand van bacteriën en activeert het immuunsysteem.
Chronische activering van het immuunsysteem is geassocieerd met de ontwikkeling van metabole ziekten zoals diabetes type 2, en moet zoveel mogelijk vermeden worden. Vanwege de korte verdubbelingstijd van bacteriën kan het darmmicrobioom snel, binnen 1 tot 2 dagen, reageren op plotselinge verandering in de voeding. Desondanks duurt het maanden tot jaren totdat het darmmicrobioom wezenlijk en stabiel is veranderd. Een langdurige verandering in voedingsgewoonten is hiervoor noodzakelijk. Harde data hierover ontbreken nog en goed gecontroleerde voedingsstudies zijn hiervoor onmisbaar.