Hoe uitputting van het darm microbioom bescherming geeft tegen
zwaarlijvigheid
UNIVERSITEIT VAN GENEVE
De afgelopen paar jaar is het onderzoek naar het darm microbioom
(dat wil zeggen, alle micro-organismen, voornamelijk bacteriën, die
in onze darmen wonen) begonnen de enorme rol die het in ons lichaam
speelt, te ontrafelen, en hoe het symbiotisch het functioneren van
onze organen beïnvloedt. In het bijzonder, het microbioom heeft ook
een effect op de manier waarop calorieën worden opgenomen, en hoe
vetcellen zich ontwikkelen. Door muizen zonder microbioom te
bestuderen, konden wetenschappers van de Medische Faculteit van de
Universiteit van Geneve (UNIGE) in Zwitserland aantonen, dat de
afwezigheid van een microbioom een opmerkelijk effect heeft tegen
zwaarlijvigheid. Het blijkt zelfs een verrassend metabolisch
mechanisme te stimuleren: witte vetcellen – die, als er veel van
zijn, zwaarlijvigheid en insulineresistentie (verminderde
gevoeligheid voor insuline) teweegbrengen – worden omgezet in cellen
die op bruin vet lijken (ze worden beige vet genoemd) die het
lichaam beschermen tegen overtollig gewicht en de schadelijke
gevolgen daarvan. Deze ontdekking, die gepubliceerd is in Nature
Medicine, zou de deur kunnen openen naar geheel nieuwe behandelingen
voor zwaarlijvigheid.
Zoogdieren hebben twee types vetcellen: bruin vet, waarvan de
belangrijkste functie is om calorieën te verbranden voor het
genereren van warmte, en wit vet, dat gebruikt wordt voor de opslag
van energie. Bij gezonde mensen bestaat ongeveer 25% van de
lichaamsmassa uit wit vetweefsel. Als er teveel vetweefsel is,
draagt dit bij aan insulineresistentie en diabetes. In tegenstelling
daarmee zorgt bruin vet voor verbetering van de insulinegevoeligheid
en is het omgekeerd gecorreleerd aan zwaarlijvigheid.
In reactie op kou of training kunnen cellen die op bruin vet lijken
– het beige vet – ontstaan in het witte vet, een verschijnsel dat
bekend staat als ‘verbruining. Hoewel deze beige vetcellen dezelfde
herkomst lijken te hebben als de witte vetcellen, hebben ze een
andere functie: hoe meer beige vet ontstaat in het witte vetweefsel,
des te meer calorieën worden verbrandt. Dit suggereert, dat het
stimuleren van de groei van beige vet een manier zou kunnen zijn om
zwaarlijvigheid te reduceren en insulineresistentie te beperken.
De onverwachte rol van het darm microbioom
Het is zeer recent, dat wetenschappers de reikwijdte zijn in
gaan zien van de relaties tussen het darm microbioom en haar
menselijke gastheer. Een groeiend aantal onderzoeken vestigen nu de
aandacht op de regulering van veel verschillende metabolische
processen, en brengen daarmee het maagdarmkanaal in verband met de
huid, de lever, de hersenen en vele andere organen.
Nu tonen onderzoekers van de Medische faculteit van UNIGE ook, dat
er een rechtstreeks effect is op zwaarlijvigheid: het microbioom van
zwaarlijvige mensen heeft een speciale samenstelling, die anders is
dan die van magere mensen. Het is zelfs zo, dat kiemvrije muizen
(geboren en gehouden onder steriele condities, dus zonder
microbioom) die een transplant krijgen met darm microbioom van
zwaarlijvige mensen, geneigd zijn zwaarlijvigheid en
insulineresistentie te ontwikkelen. ‘Nu we hebben gezien dat het
microbioom de ontwikkeling van zwaarlijvigheid kan stimuleren,
vermoedden wij dat uitputting van het microbioom de gevoeligheid
voor insuline kan beïnvloeden door de hoeveelheid en de onderlinge
verhouding van deze soorten vet aan te passen,’ zo legt Mirko
Trajkovski uit, hoofdauteur van het onderzoek en Professor op de
Medische Faculteit voor Celfysiologie en –metabolisme. Om hun
hypothese te testen, voedden de onderzoekers drie groepen muizen met
een calorierijk dieet: kiemvrije muizen, standaardmuizen en muizen
die voorafgaand aan het onderzoek behandeld waren met hoge doses
antibiotica, die het effect hebben dat hun microbioom volledig
uitgeput wordt. Terwijl de normale muizen die calorierijk voedsel
kregen zwaarlijvigheid en insulineresistentie ontwikkelden, bleven
de andere twee groepen mager, hadden een verbeterde gevoeligheid
voor insuline, en verdroegen glucose beter. Nog belangrijker, hun
hoeveelheid wit vet verminderde, en dit ging samen met een toename
in de hoeveelheid bruin vet.
Zwaarlijvigheid reduceren door extra beige vet te vormen
De wetenschappers zagen, dat uitputting van het microbioom –
hetzij door antibiotica, dan wel in kiemvrije muizen – de
ontwikkeling stimuleerde van functioneel beige vet binnen het witte
vetweefsel, op dezelfde manier als bij blootstelling aan kou, of bij
training. Maar hoe werkt dat? Het heeft allemaal te maken met een
speciaal celtype, die macrofagen worden genoemd. Macrofagen zijn een
belangrijk deel van het immuunsysteem, en voeren verschillende
metabolische functies uit, met inbegrip van weefsel aanpassingen.
Zij brengen verschillende functionele programma’s tot uiting in
reactie op microsignalen uit de omgeving, een proces dat
“polarisatie” genoemd wordt. Gepolariseerde macrofagen kunnen grof
worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen: M1 en M2, waarbij de
laatste in staat is op het vetweefsel in te werken en de productie
van beige vet te verhogen. Als het microbioom uitgeput is, neemt het
aantal toe van speciale cellen, die eosinofielen genoemd worden,
hetgeen leidt tot de afscheiding van kleine signaaleiwitten (‘type 2
cytokines’) die de polarisatie van macrofagen beïnvloeden.
Dankzij deze eiwitten veranderen M1 macrofagen in M2 macrofagen,
die het verbruinen van wit vet activeren en daarmee zwaarlijvigheid
reduceren.
‘In muizen houdt het effect van antibiotica een aantal weken na de
behandeling aan,’ benadrukken Nicolas Suarez-Zamorano en Salvatore
Fabbiano, de eerste coauteurs van dit onderzoek. ‘Hoewel het
onrealistisch is om zwaarlijvigheid te behandelen met hoge doses
antibiotica – vooral vanwege het risico op antibiotica-resistentie –
willen we wel alternatieve methoden onderzoeken om het microbioom te
onderdrukken of te modificeren, en om de precieze bacterie-genen te
identificeren die verantwoordelijk zijn voor dit fenomeen. Dan
zouden we alleen deze kunnen uitschakelen, zonder dat we het gehele
microbioom zouden moeten verwijderen,’ legt Mirko Trajkovski uit. Om
effectieve klinische behandelingen voor zwaarlijvigheid te vinden,
willen de onderzoekers speciale antibiotica inzetten, in combinatie
met bacteriofagen, een soort virus dat alleen heel bepaalde
bacteriestammen doodt. Ook zal de mogelijkheid worden onderzocht van
het transplanteren van microbioom van een mager mens naar een
zwaarlijvige bij wie daaraan voorafgaand het microbioom is uitgeput.
Vertaling: Manette Schonfeld
Steun ons werk, bezoek eens de Leefbewust webwinkel
De Leefbewust webwinkel richt zich voornamelijk op plantaardige
produkten zoals bessen, kruiden, grassen, algen, algenolie, zaden,
een natuurlijke multivitamine en de krenten uit de pap qua
voedingssupplementen. We zijn eigenlijk altijd op zoek naar de beste
versies van produkten. Zo hebben we schone Chlorella uit
binnenkweek, Spirulina gekweekt in bassins in de woestijn van
California en de betere kwaliteit tarwegras uit Nieuw Zeeland.
Bezoek de webwinkel
