Waterstofetende microben zijn een mogelijke oplossing voor darmproblemen. Foto Shutterstock Microbioloog Taojun Wang onderzocht hydrogenotrofe microben – de bacteriën en archaea die waterstof gebruiken – in onze darmen. Deze groep microben kan helpen bij het begrijpen van darmproblemen en -ziekten, zoals het prikkelbare-darmsyndroom, overgewicht en constipatie.
Het is geen geheim, al zouden we het soms willen: onze darm produceert gassen. Het stinkende waterstofsulfide en het reukloze methaan zijn vrij algemeen bekend, maar de darm maakt ook veel waterstof door microbiële vergisting. Een overmaat aan dit gas kan op zijn beurt de vergisting vertragen – en dat is niet goed, want vergisting levert voedingsstoffen uit voedingsvezels en helpt ons gezond te houden. Taojun Wang van het Laboratorium Microbiologie ging op onderzoek uit naar een groep speciale darmmicro-organismen die waterstof als energiebron gebruiken.
Waterstof uitademen
Patiënten die lijden aan het prikkelbare-darmsyndroom (PDS) hebben vaak een verstoord waterstofmetabolisme. Hun adem bevat meer waterstof dan die van gezonde mensen. ‘De hoge waterstofconcentratie kan in verband worden gebracht met de buikpijn die PDS-patiënten ervaren’, zegt Wang. Bovendien zijn de hydrogenotrofe microben – de waterstof-etende microben – verbonden aan andere symptomen: een groep (methanogenen) is gekoppeld aan een langere darmtransit en constipatie; een andere groep, (sulfaatreducerende bacteriën) aan pijnsignalen in de darm.
Geen concurrentie
In de menselijke darm zijn drie hoofdgroepen van waterstof-etende microben: de reductieve acetogenen (azijnmakers), de methanogenen (methaanmakers) en de sulfaatreducerende bacteriën (waterstofsulfide-makers). De methanogenen gebruiken waterstof als hun essentiële energiebron, de andere hebben alternatieven.
Wang bestudeerde elke groep in vitro, onder omstandigheden die het menselijke darmmilieu simuleerden. Verrassend genoeg waren de drie soorten samen beter af dan alleen. ‘Het toont aan dat ze niet concurreren om waterstof, in tegenstelling tot wat we verwachtten’, zegt hij. In plaats daarvan was de vroege groei van de methanogenen sneller wanneer de andere twee aanwezig waren.
Diversiteit
Een diverse gemeenschap van darmmicroben (microbiota) is over het algemeen een teken van goede gezondheid. PDS-patiënten hebben vaak een lager gehalte aan bifidobacteriën, die worden gezien als heilzaam. Wang ontdekte een verband tussen de diversiteit en de hoeveelheid methanogenen in de darm: hoe meer methanogenen, hoe hoger de diversiteit.
In een vervolgexperiment voegde hij methanogenen toe aan poepmonsters die geen methaan konden produceren. De poepmicrobiota met de toegevoegde microben begonnen methaan te produceren, hetgeen bewijst dat deze methanogenen zich kunnen vestigen en actief kunnen zijn in een complexe gemeenschap. In vivo experimenten zijn nodig om te testen of een dergelijke toevoeging de diversiteit van de darmmicrobiota verhoogt. Wang vermoedt dat de hydrogenotrofe microben een interessante richting kunnen zijn voor toekomstige behandeling van PDS, omdat het waterstofmetabolisme verband houdt met de symptomen.
