Fiber-fermenting bacteria improve health of type 2 diabetes patients


This is gut bacteria in culture. Credit: Tao Liu and Xiaoyan Pang/Shanghai Jiao Tong University

Dietary fibers promote gut bacteria that benefit blood glucose control

The fight against type 2 diabetes may soon improve thanks to a pioneering high-fiber diet study led by a Rutgers University-New Brunswick professor.

Promotion of a select group of gut bacteria by a diet high in diverse fibers led to better blood glucose control, greater weight loss and better lipid levels in people with type 2 diabetes, according to research published today in Science.

The study, underway for six years, provides evidence that eating more of the right dietary fibers may rebalance the gut microbiota, or the ecosystem of bacteria in the gastrointestinal tract that help digest food and are important for overall human health.

“Our study lays the foundation and opens the possibility that fibers targeting this group of gut bacteria could eventually become a major part of your diet and your treatment,” said Liping Zhao, the study’s lead author and a professor in the Department of Biochemistry and Microbiology, School of Environmental and Biological Sciences at Rutgers University-New Brunswick.

Type 2 diabetes, one of the most common debilitating diseases, develops when the pancreas makes too little insulin — a hormone that helps glucose enter cells for use as energy — or the body doesn’t use insulin well.

In the gut, many bacteria break down carbohydrates, such as dietary fibers, and produce short-chain fatty acids that nourish our gut lining cells, reduce inflammation and help control appetite. A shortage of short-chain fatty acids has been associated with type 2 diabetes and other diseases. Many clinical studies also show that increasing dietary fiber intake could alleviate type 2 diabetes, but the effectiveness can vary due to the lack of understanding of the mechanisms, according to Zhao, who works in New Jersey Institute for Food, Nutrition, and Health at Rutgers-New Brunswick.

In research based in China, Zhao and scientists from Shanghai Jiao Tong University and Yan Lam, a research assistant professor in Zhao’s lab at Rutgers, randomized patients with type 2 diabetes into two groups. The control group received standard patient education and dietary recommendations. The treatment group was given a large amount of many types of dietary fibers while ingesting a similar diet for energy and major nutrients. Both groups took the drug acarbose to help control blood glucose.

The high-fiber diet included whole grains, traditional Chinese medicinal foods rich in dietary fibers and prebiotics, which promote growth of short-chain fatty acid-producing gut bacteria. After 12 weeks, patients on the high-fiber diet had greater reduction in a three-month average of blood glucose levels. Their fasting blood glucose levels also dropped faster and they lost more weight.

Surprisingly, of the 141 strains of short-chain fatty acid-producing gut bacteria identified by next-generation sequencing, only 15 are promoted by consuming more fibers and thus are likely to be the key drivers of better health. Bolstered by the high-fiber diet, they became the dominant strains in the gut after they boosted levels of the short-chain fatty acids butyrate and acetate. These acids created a mildly acidic gut environment that reduced populations of detrimental bacteria and led to increased insulin production and better blood glucose control.

The study supports establishing a healthy gut microbiota as a new nutritional approach for preventing and managing type 2 diabetes.


Yale study reveals gut bacteria can spread to other organs to trigger autoimmune disease


Orange dots represent the gut bacterium known to cause an autoimmune disease in liver tissue(Credit: Yale)

A new study from Yale University has discovered that a certain type of gut bacteria can migrate from the gut to other parts of the body, triggering autoimmune diseases. The research revealed that certain autoimmune conditions, such as autoimmune liver disease and systemic lupus, could potentially be treated with an antibiotic or vaccine that attacks the specific bacteria.

A huge amount of recent research has been uncovering the dramatic impact our gut microbiome has on our entire body. From modulating gene activity that can lead to type 1 diabetes to producing chemical molecules that can protect against cancer, it is becoming increasingly clear that our overall well-being is powerfully linked to the massive population of bacteria that reside in our gut.

Even more striking is the growing body of research examining how our gut bacteria influence diseases outside of our gut, particularly in relation to regulating immune system responses. The new Yale study set out to understand the connection between gut bacteria and certain autoimmune diseases.

It was discovered that a bacterium called Enterococcus gallinarum was able to spontaneously translocate from the gut to several other organs, including the liver, spleen and lymph nodes. Using mice engineered to be genetically susceptible to autoimmune diseases, the researchers identified the bacteria inducing the production of inflammation and specific antibodies known to be autoimmune promoting factors.

Suppressing growth of the bacteria using either antibiotics or a vaccine was found to reduce the autoimmune symptoms being generated. It was also confirmed that the same bacteria has been found in the liver of patients with autoimmune disease.

The research offers a fascinating new pathway to potentially treat a variety of autoimmune diseases that could have bacterial origins. Further study on Enterococcus gallinarum and its effects on several autoimmune diseases are underway.

The research was published in the journal Science.

Source: Yale University

Onze bron:

EM-Vereniging: “I.p.v. antibiotica en vaccinaties lijkt het beter om probiotica, zoals EM-Actief, gebruiken”

Gut microbes protect against sepsis: Mouse study


Sepsis occurs when the body’s response to the spread of bacteria or toxins to the bloodstream damages tissues and organs. The fight against sepsis could get a helping hand from a surprising source: gut bacteria. Researchers found that giving mice particular microbes increased blood levels of immunoglobulin A (IgA) antibodies, which protected against the kind of widespread bacterial invasion that leads to sepsis.

This visual abstract depicts the findings of Wilmore et al., who demonstrate a role for serum IgA in protection against polymicrobial sepsis. Induction of protective concentrations of T cell dependent serum IgA requires colonization of the gut with a complex microbiota that includes bacteria in the phylum Proteobacteria. Credit: Wilmore et al./Cell Host & Microbe 2018

Prior work has linked IgA responses to gut microbes and IgA specific to components of intestinal bacteria have been detected in sera of mice. Additionally, people with IgA deficiencies are more likely to succumb to sepsis. However, whether these two observations were linked in any way remained an open question.

Previous research showed that immunoglobulin M (IgM) antibodies quickly respond to blood-borne bacteria in sepsis and that gut microbes trigger immunoglobulin G (IgG) antibody responses that can block bacterial infection. The researchers of the current work asked whether gut microbes could trigger IgA responses that protect against sepsis.

“We propose that serum IgA and IgG antibodies may play roles similar to the protective role proposed for natural IgM antibodies, with the IgA component providing a non-inflammatory mechanism for keeping invading bacteria in check,” says first author Joel Wilmore of the Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania.

To investigate this possibility, senior author David Allman, also at UPenn’s Perelman School of Medicine, and his team looked at IgA antibodies, which are readily detected in mice and humans but whose role in host protection against sepsis was unknown. The researchers found that exposing mice to a unique but natural microflora that included several members of the Proteobacteria phylum led to increases in IgA levels in the blood. Moreover, shifting the mouse gut to a Proteobacteria-rich microbiota led to IgA-mediated resistance to sepsis in mice.

When the researchers transferred blood lacking IgA into mice with sepsis, all but one animal died within two days. By contrast, mice that received blood enriched in IgA survived much longer. Taken together, the findings suggest that commensal microbes can have a substantial impact on IgA levels in the blood, resulting in protection against bacterial sepsis.

Based on these findings, the researchers plan to further dissect the mechanism by which IgA confers protection against sepsis and explore ways to harness the specific properties of these antibodies to develop a treatment that may be applied to human disease. In the meantime, they urge caution against over-interpreting the new findings.

“The study is limited by the fact that the microbiome in every person or animal is unique to some degree, and our study is in the context of the animal facility at the Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania,” Allman says. “While IgA protected mice in our study, it should not be assumed that IgA could replace standard treatments provided to patients in a clinical setting.”

This work was supported by National Institutes of Health.


TedTalk: the surprisingly charming science of our gut


Een interessante TedTalk over onze darmen.

Ever wonder how we poop? Learn about the gut — the system where digestion (and a whole lot more) happens — as doctor and author Giulia Enders takes us inside the complex, fascinating science behind it, including its connection to mental health. It turns out, looking closer at something we might shy away from can leave us feeling more fearless and appreciative of ourselves.


Your Gut Can Help Fight Depression and High Blood Pressure


By Dr. Mercola

Trillions of bacteria live in your gut, influencing your body’s homeostasis daily. Far from being restricted to the confines of your intestinal tract, your gut microbiota is intricately tied to other body systems via a number of complex pathways, including the gut-brain axis and a recently revealed gut-brain-bone marrow axis, the latter of which may influence your blood pressure, mood and more.

It’s becoming increasingly clear that your brain, your immune system and your gut microbes are intricately linked, so it’s not a stretch to add bone marrow to the list of connections. Immune cells stem from bone marrow, and bone marrow inflammation, which may result from high blood pressure, is known to be caused by a signal from the brain. In a study published in the journal Frontiers in Physiology, researchers further revealed that immune cells in bone marrow play an important role in signaling between the brain and gut.1,2

Gut-Brain-Bone Marrow Connection Revealed

In an animal study, researchers replaced natural bone marrow in mice with bone marrow cells from genetically engineered (GE) mice. The marrow had been modified to be deficient in adrenergic receptor beta, making it less responsive to messages from the brain.

“In this way,” researchers wrote in The Conversation, “we could investigate how the host brain-immune communication will modify gut microbiota. Indeed, by studying this new mouse model, we determined that our nervous system — directed by our brain — can modify the composition of gut microbiota by communicating directly with the bone marrow immune cells. The brain, therefore, can change our gut microbiota indirectly by talking to the bone.”3

In short, when bone marrow was less able to communicate with the brain, a “muted inflammatory response” was observed in the gut, which in turn led to a more diverse (i.e., healthier) microbiome. The study shed light on one of the complex ways your gut health may be implicated in that of your heart and brain, with researchers noting:4

“In the context of cardiovascular disease, this muted inflammatory response appears to be beneficial, as it leads to beneficial lowering of blood pressure in our experimental mice.

Most interestingly, a link between gut microbiota and our mental health has recently become clearer. In particular, some have suggested that gut microbiota influence the stress and anxiety pathways in the brain in a way that can alter mood and behavior both positively and negatively, giving a whole new meaning to the term ‘gut feeling.'”

Imbalanced Gut Microbes Play a Role in High Blood Pressure

Imbalanced gut microbes, known as gut dysbiosis, have been previously linked to heart disease and high blood pressure, but a recent animal study shed further light on the unique connection.5 Researchers gave rats antibiotics for 10 days to wipe out their natural microbiota, then transplanted hypertensive microbiota into rats with normal blood pressure. Rats with high blood pressure, in turn, were transplanted with normal microbiota.6

The results were surprising in that the rats treated with hypertensive microbiota developed high blood pressure, while the transplantation of normal microbiota led to only a slight reduction in blood pressure among the hypertensive rats. “We conclude that gut dysbiosis can directly affect SBP [systolic blood pressure],” the researchers wrote, adding that manipulating gut microbiota, such as via the use of probiotics or eating fermented foods, may be an “innovative treatment for hypertension.”7

However, it’s not the first time such a link has been revealed. A systematic review and meta-analysis of nine randomized, controlled studies found significant benefits among people with high blood pressure who consumed probiotics in products like yogurt and milk.8 On average, compared to a placebo, the probiotic consumption lowered systolic blood pressure (the top number) by 3.56 mm Hg and diastolic blood pressure (the bottom number) by 2.38 mm Hg.

It appeared that at least 100 billion colony-forming units of probiotics a day were necessary to trigger such improvements, and the benefit was only seen in those who consumed probiotics for eight weeks or more. In 2015, meanwhile, certain gut microbes, namely firmicutes and bacteroidetes, were associated with increased blood pressure in rats.

“Products of the fermentation of nutrients by gut microbiota can influence blood pressure by regulating expenditure of energy, intestinal metabolism of catecholamines, and gastrointestinal and renal ion transport, and thus, salt sensitivity,” according to research published in the journal Current Opinion in Nephrology and Hypertension.9

Probiotics Found to Benefit Gut Diseases, Mental Health

The addition of beneficial microbes has been found to benefit people struggling with serious gut diseases, including necrotizing enterocolitis (NEC), which often occurs in premature infants and can be fatal. An Australian study revealed that probiotic supplementation significantly reduced NEC risk and mortality in preterm neonates, lowering the incidence of NEC in premature babies by at least 30 percent.10

Probiotics have also been found to benefit irritable bowel syndrome (IBS), of which disturbances in the gut microbiota are often seen.11Compared to placebo, probiotic therapy was found to reduce pain and symptom severity among people with IBS,12 and probiotics are also known to prevent antibiotic-associated diarrhea in children.13

On the mental front, a small study involving adults diagnosed with IBS and depression found the probiotic Bifidobacterium longum provided depression relief. At six weeks, 64 percent of the treatment group had reduced depression scores compared to 32 percent of the control group that received a placebo.14

Those receiving the probiotic also reported fewer symptoms of IBS and improved overall quality of life. At the end of 10 weeks, approximately twice as many in the treatment group were still reporting lower levels of depression.

Interestingly, functional MRI scans revealed a link between reductions in depression score and actual changes in brain activity, specifically in areas involved in mood regulation, such as the amygdala. As noted by Dr. Roger McIntyre, professor of psychiatry and pharmacology at the University of Toronto, who was not involved in the study:15

“We know that one part of the brain, the amygdala, tends to be red-hot in people with depression, and it seemed to cool down with this intervention. It provides more scientific believability that something in the brain, at a very biological level, seems to be affected by this probiotic.”

Are Personalized Probiotics the Answer?

As for which strains of probiotic are best, the answer may be harder to come by. Emma Allen-Vercoe, a microbiologist at the University of Guelph in Ontario, told Scientific American, “Bacterial strains are so genetically different from one another, and everybody has a different gut microbiota … There will probably never be a one-size-fits-all probiotic.”16

Studies suggest, for instance, that some people may benefit more from probiotics than others if they’re “low” in a certain variety that is then added to their diet. As Scientific American reported:17

“In other words, their gut ecosystems had a vacancy that the probiotic filled. That is exactly the kind of insight that clinicians need to create and recommend more effective probiotics. If a doctor knows that an individual with severe diarrhea has an undersized population of a particular beneficial microbe, for example, then prescribing the missing strain should increase the chance of a successful treatment.”

Other research has looked into the benefits of certain strains of bacteria, such as Bifidobacteria, which tend to be abundant in babies’ intestines but typically make up less than 10 percent of the gut microbiome bacteria in adults.18 Low levels of Bifidobacteria, in turn, are linked to chronic diseases like celiac disease, diabetes, allergic asthma and even obesity, while supplementing with them has been found to benefit IBS, inflammatory bowel disease, chronic fatigue syndrome, psoriasis, depression and more.19

Another type of bacteria, lactobacillus, has been shown to reduce anxiety in animal studies,20 while taking a probiotic with eight different bacterial strains reduced aggressive and ruminative thoughts in a study of adult volunteers.21,22

The Lectin Connection and How Leaky Gut Can Destroy Your Health

It’s important to be aware that gut dysbiosis, also known as leaky gut, is not only a major gut disrupter linked to digestive disorders, but may also contribute to other chronic diseases like Alzheimer’s and possibly cancer. If your gut is leaky, your blood-brain barrier is also leaky, which means toxins can go right into your brain, affecting your cognitive and mental health.

Further, leaky gut can be triggered by a number of factors, including imbalanced gut microbiota that result from dietary factors, such as the consumption of sugar as well as lectins. This latter component is very important. Lectins are plant proteins, sometimes called sticky proteins or glycan-binding proteins, because they seek out and bind to certain sugar molecules on the surface of cells. There are many types of lectins, and the main difference between them is the type of sugar each prefers and binds to.

Some — including wheat germ agglutinin (WGA), found in wheat and other grass-family seeds — bind to specific receptor sites on your intestinal mucosal cells and interfere with the absorption of nutrients across your intestinal wall.

As such, they act as “antinutrients,” and can have a detrimental effect on your gut microbiome by shifting the balance of your bacterial flora — a common precursor to leaky gut. Dr. Steven Gundry, author of “The Plant Paradox: The Hidden Dangers in ‘Healthy’ Foods That Cause Disease and Weight Gain,” makes a strong case for a lectin-free diet, stating:

“Our microbiome is, I think, our early warning system, because about 99 percent of all the genes that make up [the human body] are actually nonhuman, they’re bacterial, viral and fungal … [from which] we’ve uploaded most of the information about interacting with our environment … because the microbiome is capable of almost instantaneous changing and information processing that we actually don’t have the ability to do.

We’re beginning to realize … that the microbiome is not only how we interact with plant materials … like lectins, but probably more importantly, our microbiome teaches our immune system whether a particular plant compound is a friend or foe [based on] how long we’ve known that plant compound. There are lectins in everything.

But the longer we’ve interacted with lectins and the longer our microbiome has interacted with them, the more our microbiome kind of tells our immune system, ‘Hey, guys, it’s cool. We’ve known these guys for 40 million years. Chill out. They’re a pain, but we can handle them.’

From an evolutionary perspective, if you look at modern foods — say the grains and the beans, which we started interacting with 10,000 years ago, which is a blink of time — our microbiome [regards them as] foreign substances … [T]here’s no lectin speed dating in evolution.”

Lectins are strongly associated with autoimmune disorders of all kinds, primarily by triggering leaky gut. They’re found in many of our most cherished foods, such as:

Potatoes Eggplants Tomatoes Peppers Goji berries Lima beans
Cashews Peanuts Sunflower seeds Chia seeds Pumpkin seeds Kidney beans
Squash Corn Quinoa Soybeans Wheat Lentils

In addition, according to Gundry, glyphosate, which is not only sprayed on GE crops via Roundup but also is used to desiccate wheat in the U.S., is also highly problematic, decimating your microbiome and increasing leaky gut. It’s yet another reason to eat organic as much as possible.

To learn more, I highly recommend picking up a copy of “The Plant Paradox,” especially if you’ve already cleaned up your diet and still struggle with excess weight and/or health problems. Certainly, anyone with an autoimmune disorder would also be wise to take a closer look at lectins.

How to Support a Healthy Microbiota

Supporting your microbiome isn’t very complicated, but you do need to take proactive steps to encourage its health while avoiding factors known to cause harm. In addition to the lectin information above, consider the following recommendations to optimize your microbiome:

Do Avoid
Eat plenty of fermented foods. Healthy choices include lassi, fermented grass fed kefir, natto (fermented soy) and fermented vegetables. Antibiotics, unless absolutely necessary, and when you do, make sure to reseed your gut with fermented foods and/or a high-quality probiotic supplement.
Take a probiotic supplement. Although I’m not a major proponent of taking many supplements (as I believe the majority of your nutrients need to come from food), probiotics are an exception if you don’t eat fermented foods on a regular basis Conventionally-raised meats and other animal products, as CAFO animals are routinely fed low-dose antibiotics plus GE grains loaded with glyphosate, which is widely known to kill many bacteria.
Boost your soluble and insoluble fiber intake, focusing on vegetables, nuts and seeds, including sprouted seeds. Chlorinated and/or fluoridated water. Especially in your bathing such as showers, which are worse than drinking it.
Get your hands dirty in the garden. Exposure to bacteria and viruses can help to strengthen your immune system and provide long-lasting immunity against disease.

Getting your hands dirty in the garden can help reacquaint your immune system with beneficial microorganisms on the plants and in the soil.

Processed foods. Excessive sugars, along with otherwise “dead” nutrients, feed pathogenic bacteria.

Food emulsifiers such as polysorbate 80, lecithin, carrageenan, polyglycerols and xanthan gum also appear to have an adverse effect on your gut flora.

Unless 100 percent organic, they may also contain GMOs that tend to be heavily contaminated with pesticides such as glyphosate. Artificial sweeteners have also been found to alter gut bacteria in adverse ways.23

Open your windows. For the vast majority of human history, the outside was always part of the inside, and at no moment during our day were we ever really separated from nature.

Today, we spend 90 percent of our lives indoors. And, although keeping the outside out does have its advantages it has also changed the microbiome of your home.

Research shows that opening a window and increasing natural airflow can improve the diversity and health of the microbes in your home, which in turn benefit you.24

Agricultural chemicals, glyphosate (Roundup) in particular is a known antibiotic and will actively kill many of your beneficial gut microbes if you eat foods contaminated with it.
Wash your dishes by hand instead of in the dishwasher. Research has shown that washing your dishes by hand leaves more bacteria on the dishes than dishwashers do, and eating off these less-than-sterile dishes may actually decrease your risk of allergies by stimulating your immune system. Antibacterial soap, as it too kills off both good and bad bacteria and contributes to the development of antibiotic resistance.


Probiotica uit yoghurt verbeteren geheugen en cognitie significant

Probiotica uit yoghurt verbeteren de breinfuncties en zelfs het geheugen bij mensen met dementie, meldt Frontiers in Aging Neuroscience. Deze studie is een doorbraak en werpt wederom licht op de connectie tussen darmen en brein.

Probiotica uit yoghurt verbeteren breinfuncties
Probiotica uit yoghurt kunnen niet alleen geheugenproblemen verbeteren bij mensen met dementie, ze verbeteren het cognitieve totaalplaatje: concentratie, denken, besluitvorming en begrip gaan er allemaal op vooruit door de gunstige darmbacteriën. Dit blijkt uit een publicatie in vakblad Frontiers in Aging Neuroscience

Dagelijkse toediening van probiotica blijkt al na 3 maanden voor duidelijke verbeteringen te zorgen bij Alzheimer’s patiënten.

Darmbacteriën: veelzijdig effect op gezondheid
De rol van de gunstige darmbacteriën komt in studies steeds weer verrassend uit de hoek. De micro-organismen beschermen tegen overgewicht, snackgedrag, depressie, angst, prikkelbare darm syndroom en darmontsteking, diarree, verstopping, ontregelde stofwisseling, eczeem en andere huidaandoeningen, allergieën, griep en verkoudheid, symptomen van autisme en tandbederf.

Darm-brein connectie
Recente studies laten tevens zien dat er een connectie is tussen de darmflora en breinfunctie. De micro-organismen zijn bezige duizendpootjes die er een drukke communicatie met het brein via het centrale zenuwstelsel op na houden. Maar ook wisselen ze actief informatie uit met het immuunsysteem en de hormonen. Dit mechanisme wordt dan ook wel de darm-brein connectie genoemd.

Senior auteur van deze studie, professor Mahmoud Salami, Kashan University in Iran, zegt: “In een vorige studie demonstreerden we dat probiotica een gebrekkig leervermogen en geheugen bij ratten verbeteren. Nu blijkt ook dat de toediening van probiotica de menselijke cognitie verbetert.”

Probiotica en Alzheimer’s
Op dit moment is er geen genezing voor Alzheimer’s, een neurodegeneratieve ziekte die de dood van zenuwcellen en weefselverlies in het brein veroorzaakt. Tijdens de ziekte krimpt het brein drastisch, en tast het alle functies aan. Deze resultaten van het effect van probiotica op de menselijke breinfuncties zijn veelbelovend. Het brein wordt vaak gezien als afgescheiden van de rest van het lichaam, maar wetenschappers begrijpen steeds meer over het verband tussen darmflora en de mentale gezondheid.

De studie is een doorbraak en komt overeen met andere recente studie die indiceren dat het gastro-intestinale microbioom bij Alzheimer’s significant veranderd is qua samenstelling, en dat zowel het microbioom als de bloed-brein barrière duidelijk meer lekkend worden naarmate men ouder wordt.

In de studie werd gebruik gemaakt van yoghurt, kefir en andere gefermenteerde voeding. Er werden geen bijwerkingen geregistreerd.


Uw darmen door dik en dun


Ze trainen ons afweersysteem, ze beschermen ons tegen ziekten, ze beïnvloeden of we zwaarlijvig worden of niet. En wat doen wij? We zetten hen op een dieet van antibiotica en wit brood. Die twee kilo bacteriën in onze dikke darm verdienen meer respect. Als zij uit de haak zijn, dan wij ook.


Een vriezer vol bruine brij, verdeeld over duizenden doorzichtige buisjes. Kaka in alle geuren, bruintinten en composities. Het is de collectie van het Vlaams Darmflora Project, dat de afgelopen jaren duizenden stoelgang­stalen verzamelde van vrijwilligers. ‘Momenteel hebben we hier een van de grootste stoelgangbanken ter wereld’, zegt professor Jeroen Raes. ‘Daar mogen we trots op zijn.’

Tegenwoordig is ontlasting een presti­gieus gespreksonderwerp voor academici. Dat komt in de eerste plaats door enkele technologische doorbraken. ‘Tot tien jaar geleden was het onmogelijk om een stoelgangstaal grondig te analyseren, want de meeste bacteriestammen van onze dikke darm kunnen niet worden opgekweekt in een laboratorium’, zegt Raes. ‘Maar de jongste jaren is er technologie ontwikkeld waarmee hun DNA ontcijferd kan worden, en vandaag bestaan er machines die een heel stoelgangstaal ineens aankunnen, en tegelijk het DNA lezen dat erin zit, zodat we perfect weten welke bacteriën er in welke verhoudingen in onze darm leven.’

Het onderzoek dat daardoor mogelijk wordt, leidt tot verbazende inzichten over onze band met microben. ‘Fecaal materiaal bestaat voor 60 procent uit bacteriën van onze dikke darm’, zegt Raes. Die bacteriën, vaak verbloemend onze ‘darmflora’ genoemd, blijken veel meer voor ons te betekenen dan we hadden gedacht. Ze spelen niet alleen een rol in darmziekten, maar ook in de ontwikkeling van ons afweersysteem en in het ontstaan van diabetes type 2. Vermoedelijk beïnvloeden ze of we al dan niet zwaarlijvig worden. Ze zouden kunnen verklaren waarom er tegenwoordig zoveel voedselallergieën zijn, waarom zovelen zich beter voelen bij een glutenvrij dieet, waarom sommige mensen suikerpieken krijgen in hun bloed na het eten van wit brood, maar andere niet.

‘Elke mens is een wandelende bacteriekolonie’, zegt Raes. ‘Elk stuk van ons dat is blootgesteld aan de buitenwereld – huid, luchtwegen, spijsverteringsstelsel, vagina – is bedekt met micro-organismen, die de interactie met onze omgeving sterk beïnvloeden.’ Het geheel van al die bacteriën die in en op ons leven, wordt ons microbioom genoemd. ‘In onze dikke darm is de concentratie enorm, daar draagt elk van ons één tot twee kilo darmbacteriën mee. En de samenstelling ervan is bij elke mens anders.’ In de hele mensheid wordt het aantal darmbacteriesoorten geschat op duizend, ieder mens herbergt daarvan een 150-tal.

Autisme uit de darm

‘Er is heel veel dat we nog niet zeker weten’, zegt Raes, die verbonden is aan de KU Leuven en het Vlaams Instituut voor Biotechnologie en met zijn Jeroen Raes Lab gehuisvest is achter het UZ Gasthuisberg. ‘Ik word benaderd door onderzoekers uit elke medische discipline. Allemaal hopen ze dat het microbioom een doorbraak brengt om ziekten beter te begrijpen of te behandelen.’

Soms lukt dat al goed. Al enkele jaren wordt clostridium difficile, chronische ­diarree veroorzaakt door een antibiotica­resistente bacterie, in ons land genezen door stoelgang van een gezonde donor in te brengen in de dikke darm van patiënten. Het werkt in bijna alle gevallen schitterend. ‘We doen hier in Gasthuisberg nu ook experimentele studies met patiënten die lijden aan colitis ulcerosa, een ontstekingsziekte van de dikke darm. Bij een derde van hen blijven de klachten na een stoelgangtrans­fusie uit.’

Er wordt geëxperimenteerd met stoelgangtransfusies bij mensen met autisme, ‘omdat men vermoedt dat autisme verband houdt met verstorende stoffen die door een bacterie in de dikke darm worden aangemaakt’. Als autismepatiënten een nieuwe, normalere darmflora krijgen, waarin die verstorende bacterie niet of minder sterk aanwezig is, zullen ze zich dan ook beter voelen?

Ook met obesitaspatiënten zal een ­onderzoeksteam wel transfusies aan het doen zijn, veronderstelt Raes, want bij zwaarlijvige muizen gaf dat al spectaculaire resultaten: als je in de darm van een dikke muis de bacteriën van een slanke muis inbrengt, wordt de dikke muis slanker, en een slanke muis verzwaart als ze de darmflora van een dikkerd krijgt. In Nederland gebeurde al iets gelijkaardigs met mannen die diabetes type 2 ontwikkelden. Ze kregen de stoelgang van gezonde mannen in hun darm geïnjecteerd, en hun toestand beterde.

‘Maar we mogen het niet laten uitschijnen alsof onze darmbacteriën ons vooral ziek maken’, zegt Raes. ‘Ze zijn onmisbaar. Zie ze als een ecosysteem – zoals een bos, met allerlei planten, dieren en klimaatfactoren die elkaar beïnvloeden – dat in zijn geheel als een orgaan werkt voor ons. Als het ecosysteem gezond is, staat het ons volledig ten dienste.’ Het verteert het eten dat eerder in de dunne darm nog niet is afgebroken door menselijke enzymen, en het maakt daarbij stoffen aan die in onze bloedbaan terechtkomen en elders een functie hebben. Het boterzuur dat darmbacteriën produceren, versterkt onze darmwand.

‘Ze zijn er bovendien op gericht om ziekteverwekkende bacteriën die ons lichaam binnendringen, zo weinig mogelijk eten en slagkracht te gunnen. En voorts is onze darmflora cruciaal voor het tot stand komen en de regulering van onze immuniteit. Als het goed gaat, kalmeren de darmbacteriën ons afweersysteem, zodat het niet overreageert. Dat we bij westerlingen steeds meer allergieën zien en auto-immuunziekten (waarbij ons immuunsysteem zich tegen onze eigen cellen keert), heeft er vermoedelijk mee te maken dat het microbioom van steeds meer westerlingen uit de haak is.’

Recht op smerigheid

De westerse darmflora, hoe divers ook, ziet er helemaal anders uit dan de darmflora van niet-verwesterde samenlevingen. Het verklaart waarom vooral beschavingsziekten in verband worden gebracht met een ontregeld microbioom. Kunnen we ontsnappen aan obesitas en darmontstekingen door met z’n allen de bacteriën op te kweken die vandaag nog in de darmen leven van Tanzaniaanse jager-verzamelaars? Dat nu ook niet. Alle onderzoek wijst er tot dusver op dat hét ideale microbioom niet bestaat.

Net zoals een microbioom verstoord kan raken, kan het zich ook aanpassen – Japanners hebben op een of andere manier een bacterie in hun darmen gekregen waardoor ze meer voedingsstoffen opnemen uit zeewier. Maar het is onwaarschijnlijk dat onze darmflora zich zonder ongelukken heeft aangepast aan de drastische wijziging van ons dieet in de jongste eeuw – het hoge ­suiker- en vetgehalte, het gebrek aan vezels, de vele synthetische additieven en pesticiden. En dat is niet de enige bedreiging voor onze bacteriën.

‘Wat we zeker weten, is dat antibiotica onze darmflora sterk verstoren, want ze roeien niet alleen ziekteverwekkers, maar ook gunstige bacteriën uit. Dat kan lange­termijngevolgen hebben. Muizenbaby’s die antibiotica krijgen, blijken op latere leeftijd meer risico te lopen op obesitas. Maar ook overmatige hygiëne is waarschijnlijk slecht voor baby’s. Ik kan daar serieuze discussies over hebben met mijn vrouw: onze kinderen moeten bacteriën kunnen opnemen om hun darmflora in evenwicht te krijgen. Als je ze niet in contact laat komen met vuil, ontneem je ze die mogelijkheid. Dat is vandaag in veel westerse families een probleem.’

Red het regenwoud

De nieuwsgierigheid die mij naar Jeroen Raes heeft gebracht, voelde ik het eerst thuis in de keuken, toen ik me verdiepte in de rol van bacteriën in voeding. En het is met die keuken in mijn achterhoofd dat ik zijn verhaal noteer. Wat moeten we nu eten om de jungle in onze dikke darm gezond te houden?

Raes wil er zich niet over uitspreken. ‘Ik ben zelf intuïtief geneigd om voor mijn darmen meer vezels te eten, dus meer groenten, fruit en volle granen. Een ongezond ­dieet is dat alleszins niet. Maar in mijn ­onderzoek zie ik daar momenteel geen harde argumenten voor. Het is te vroeg om te concluderen hoe we moeten eten om een gezond microbioom te hebben.’

Op basis van de vele stoelgangstalen die hij bestudeerde, onderscheidt Raes drie hoofdtypes, ‘drie mogelijke ecosystemen in onze dikke darm. Vergelijk het met drie types bos: een regenwoud, een naaldwoud en een bamboebos. Het eerste systeem is een dat gedomineerd wordt door de bacteriesoort bacteroides, het tweede wordt overheerst door ruminococcus en het derde door prevotella-bacteriën. Dat laatste type komt veel voor bij mensen die een vezelrijk, grotendeels plantaardig dieet hebben, dus je zou geneigd zijn om dat als het gezondste te bestempelen, maar het keert ook systematisch terug bij bepaalde ziekten.’

‘Zo zien we momenteel aan elk systeem gunstige en ongunstige kanten. We weten niet welk van de drie nu wenselijk is. We weten wel dat je van het ene systeem naar het andere kunt evolueren. Een vleeslief­hebber die vegetarisch begint te eten, heeft na enkele dagen al een sterk veranderde darmflora. Maar of dat ook een bétere darmflora is?’

Artisjokken en schorseneren

Tom Van de Wiele bekijkt het net iets anders. Hij is professor microbiële ecologie en technologie aan de Universiteit Gent en bestudeert hoe we voedingsstoffen opnemen in onze darm en welke rol bacteriën daarbij spelen. Als het aan hem ligt, moeten we allemaal veel meer vezels eten. ‘Het ­boterzuur dat onze darmwand voedt, wordt meer aangemaakt in een omgeving waar bacteriën meer vezels afbreken. En het soort bacteriën dat boterzuur produceert, beschermt ons waarschijnlijk ook tegen een aantal ontstekingsziekten.’

Vezels zijn voornamelijk plantaardige koolhydraten die we met onze menselijke enzymen in de dunne darm niet kunnen afbreken, en die dan als een soort van groenafval worden doorgesluisd naar de dikke darm, waar onze bacteriën er wél nog voedsel in zien. Maar ook zij kunnen niet alle soorten vezels de baas. Sommige, zoals de cellulose uit de schillen van granen en zaden, verlaten ons lichaam deels onverteerd. ‘Aanvankelijk dachten we dat alleen die vezels waaruit bacteriën energie halen, echt van belang zijn’, zegt Van de Wiele. Het zijn de zogenaamde ‘lange suikerketens’ die je aantreft in peulvruchten, witloof, uien, aardperen, artisjokken en schorseneren, en die veel mensen associëren met winderigheid, omdat bacteriën er niet alleen boterzuur van maken, maar ook gas. ‘Goed, zij zijn dus het eten voor onze darmflora. Maar we zien nu dat die andere, onafgebroken ­vezels ook een cruciale rol spelen. Hen zou je als de tafel voor onze bacteriën kunnen beschouwen. Ze hechten zich eraan vast en ontmoeten er elkaar, waardoor ze voedingsstoffen kunnen uitwisselen. Absoluut bevorderlijk voor het ecosysteem.’

Hoe vers dat onderzoek ook is, een vezelrijker dieet is in veel opzichten een goed idee. Los van de recentste microbiologische inzichten, beveelt de Hoge Gezondheidsraad aan om 30 gram vezels per dag te eten. Maar de gemiddelde Vlaming haalt nog geen 20 gram, schatten de gezondheids­experts van het Vigez (Vlaams Instituut voor Gezondheidspromotie en Ziektepreventie) na de jongste voedselconsumptiepeiling. Het ontwikkelde een online vezeltest, waarmee iedereen kan nagaan of hij genoeg vezels eet.

Benieuwd hoe ik zelf scoor, surf ik naar Ik geef in wat ik de dag voordien gegeten heb – gelukkig een dag zonder pistolets of Panos – en kom op net iets meer dan 30 gram. Evident is dat niet. Wie de aanbevolen hoeveelheid wil halen, mag geen maaltijd of snackmoment onbenut laten om vezels bij te tanken: fruit én muesli bij het ontbijt, soep én volkorenbrood ’s middags, een appel tussendoor en een avondmaal met groenten én peulvruchten. In plaats van aldoor te discussiëren over suiker en vet zouden we misschien wat meer aandacht kunnen besteden aan wat wél goed is voor ons.

Bacteriën voor baby’s

Tom Van de Wiele is niet de enige wetenschapper die pleit voor meer vezels op ons bord. Hij heeft befaamde collega’s in het Verenigd Koninkrijk en de VS die veel minder bescheiden zijn in hun advies, en ons met boeken en twitterberichten aanzetten tot het eten van linzen, dadels, volle rijst en oude witloofrassen. Die liefde voor vezel­rijke kost gaat meestal gepaard met een groot enthousiasme voor eten dat zelf levende bacteriën bevat, zoals yoghurt, zuurkool of andere gefermenteerde groenten. ‘Pro­biotica’ heten zulke gunstige, voor consumptie bestemde bacteriën.

Om te begrijpen hoe ze werken, moet ik bij Sarah Lebeer zijn, professor microbiologie aan de UAntwerpen. Zij doet al jarenlang onderzoek naar probiotica, al is het tot nu toe moeilijk gebleken om hard te maken of ze bijdragen tot onze gezondheid. ‘We denken dat je je immuunsysteem wat wel­gekomen extra training geeft door het in contact te brengen met telkens weer andere goedaardige bacteriën. Maar hoe bewijs je dat een gezonde mens door een bepaalde invloed een sterker immuunsysteem heeft? Dat is erg moeilijk.’

‘Wat we duidelijker kunnen aantonen, is dat probiotica onze darmen kunnen beschermen tegen besmettingen. Met name pasgeboren baby’s zijn beter bestand tegen gevaarlijke darminfecties als ze extra melkzuurbacteriën toegediend krijgen – bacte­riën die een baby bij een natuurlijke geboorte sowieso binnenkrijgt, want ze zijn massaal aanwezig in de vagina van de moeder. In Australië krijgen kinderen systematisch extra melkzuurbacteriën toegediend na de geboorte. En ik heb mijn eigen baby’s bij de borstvoeding ook wat probioticapoeder gegeven. Baat het niet, dan schaadt het niet.’

Vermoedelijk bestaan er bacteriën die een geweldig gunstig effect hebben als we ze toevoegen aan onze voeding of inslikken in pilvorm. Het probleem is dat we ze nog niet kennen – Lebeer en haar team zijn er volop naar op zoek. In hun lab kweken ze vooral melkzuurbacteriën, omdat die alleszins in een kweekschaaltje in staat zijn om ziekteverwekkers af te remmen.

Tom Van de Wiele gelooft meer in een pil die precies die bacteriën bevat waaruit een gezonde darmflora bestaat. ‘Want dat zijn de bacteriën die ook echt gedijen in onze darmen. Van de goede bacteriën die nu in gefermenteerde voeding en gezondheidsdrankjes zitten, overleeft in vele gevallen slechts 1 procent de passage door onze maag en dunne darm, en ook die kleine fractie wordt binnen de kortste keren weer uitgescheiden, omdat ze niet kan opboksen tegen de gevestigde darmflora. Als alternatief wordt er gewerkt aan een pil met mengsels van goed gekarakteriseerde darmbacteriën, omdat dat een beter controleerbare strategie zou zijn voor een stoelgangtrans­fusie. Het absurde is dat het heel moeilijk is om zo’n pil juridisch goedgekeurd te krijgen, terwijl de transfusies die nu worden uitgevoerd, meer risico’s inhouden, want we weten nooit precies wat er allemaal in de stoelgang van de donor zit.’

Een stukje identiteit

De volgende stap zijn pillen, drankjes of mueslimengsels die precies die bacteriën aanvullen waar we nood aan hebben, of ­precies die bacteriën voeden die een zetje kunnen gebruiken. Onderzoekers aan de Stanford-universiteit in Californië dromen nu al van een app waarmee je snel je eigen stoelgang kunt analyseren, zodat je in staat bent om je microbioom in topconditie te houden.

Maar voorlopig moeten we het doen met de bevindingen van het Vlaams Darmflora Project. Ik denk terug aan de kakavriezer, hoe ik stiekem spijt voelde dat mijn eigen hoogstpersoonlijke microbioom er niet in zat, klaar om te worden in kaart gebracht door DNA-machines en toponderzoekers. Een stukje identiteit dat ik nog niet ken, iets waardoor ik mezelf misschien beter kan begrijpen.

Krijgen de vrijwilligers die een staal afgeven, in ruil een analyse van hun darm­flora? ‘Dat hebben we overwogen’, zegt ­Jeroen Raes. ‘Maar we hebben besloten om het niet te doen. We vrezen dat mensen uit die informatie allerlei conclusies zouden trekken over hun gezondheid. Terwijl zelfs wij die conclusies nog niet helemaal kunnen trekken.’