Darmbacteriën reguleren de antioxidantenstofwisseling
Chalmers Technische Universiteit
Een recent verschenen onderzoek toont aan dat het microbioom in
de darmen de stofwisseling van glutathion en aminozuren in het
lichaam reguleert. Glutathion is een cruciale antioxidant, die in
elke cel van ons lichaam gevonden wordt. Een tekort aan glutathion
draagt bij aan oxidatieve stress, wat een belangrijke factor is in
verscheidene leefstijlziektes.
Het functionele vermogen en de diversiteit van darmbacteriën zijn
belangrijke schakels die medebepalen hoe en of verschillende
menselijke aandoeningen zich ontwikkelen. Er is een verband tussen
een disbalans in het menselijke darmmicrobioom en ziektes als
obesitas, diabetes 2, atherosclerose, niet-alcoholische
leververvetting (steatohepatitis) en ook – aan het andere uiteinde
van het spectrum – bijvoorbeeld ondervoeding. Het is dus bekend dat
de wisselwerking tussen de darmbacteriën, de weefsels in het
maagdarmstelsel waar zij leven en andere perifere weefsels, samen
met de voedingsgewoonten, zeer relevant zijn voor de gezondheid van
het lichaam.
In een kort geleden verschenen artikel in Molecular Systems
Biology, onthulden onderzoekers van de Chalmers University of
Technology, de Royal Institute of Technology en de Universiteit van
Gotenburg in Zweden, dat darmbacteriën de stofwisseling van
glutathion en aminozuren in het lichaam regelen. Het onderzoek toont
aan hoe een nieuwe integrale aanpak kan worden ingezet, om ervoor te
zorgen dat de verschillen in de stofwisseling tussen bacterievrije
en op gebruikelijke manier gefokte muizen aan het licht komen, door
een combinatie van proteomics, transcriptomics en metabolomics,
naast weefselspecifieke metabolische modellering.
Glutathion is de krachtigste antioxidant en de belangrijkste
ontgiftende stof in ons lichaam. Het speelt een cruciale rol in het
immuunsysteem, bij de voedselstofwisseling en bij andere belangrijke
zaken op celniveau. Glutathion is een zeer klein eiwit, dat in de
cellen wordt aangemaakt uit drie aminozuren die uiteindelijk uit ons
voedsel of uit supplementen gehaald worden. Een glutathiongebrek kan
bijdragen aan oxidatieve stress, wat een belangrijke rol speelt in
het mechanisme van de hierboven genoemde complexe aandoeningen.
In het onderzoek werd een generieke kaart van de stofwisseling
bij muizen gemaakt en daarnaast werden weefselspecifieke
computermodellen voor belangrijke muizenweefsels aangemaakt. Door de
integratie van high-throughput experimentele data, ontdekten de
onderzoekers dat de darmbacteriën in de dunne darm glycine
consumeren; één van de drie aminozuren die nodig zijn voor de
synthese van glutathion.
Om de resultaten van de computergebaseerde simulaties te kunnen
bevestigen, werd het niveau van de aminozuren in de poortader van de
muizen gemeten. Bovendien werd er een lager niveau van glycine
aangetroffen in de weefsels van de lever en de dikke darm, wat erop
wijst dat de darmbacteriën de glutathionstofwisseling regelen; niet
alleen in de dunne darm maar ook in de lever en de dikke darm.
“Sommige bacteriën in ons darmstelsel eten glycine, wat nodig is
voor de synthese van glutathion. Een disbalans in de samenstelling
van de bacteriën kan leiden tot een verergering van chronische
ziektes”, aldus Chalmers onderzoeker Adil Mardinoglu, hoofdauteur
van het artikel.
In voorgaande onafhankelijke studies bleken disbalansen in het
plasmagehalte van glycine en andere aminozuren te bestaan bij
obesitas, diabetes 2 en niet-alcoholische leververvetting.
“Opvallend genoeg werd er een afname geconstateerd het
plasmagehalte van glycine bij alle proefpersonen met de
bovengenoemde ziektes, vergeleken met de gezonde proefpersonen”,
zegt Professor Jens Nielsen van Chalmers. “In dit verband kan het
interessant zijn om de microbiële aminozuren in de menselijke darmen
te meten vanwege hun potentiële rol bij de ontwikkeling van
dergelijke stofwisseling-gerelateerde aandoeningen.”
“De ontdekking dat de bacteriën in onze dunne darm glycine eten
en de glutathionstofwisseling regelen, kan wellicht leiden tot de
ontwikkeling van voedselproducten die gunstige bacteriën
(probiotica) kunnen aanleveren aan de darmen. De resultaten van het
onderzoek kunnen bijdragen ons begrip van welke rol bacteriën
precies spelen in de stofwisselingsprocessen die betrokken zijn bij
de ontwikkeling van obesitas, diabetes 2, niet-alcoholische
leververvetting en ondervoeding.”
Vertaling: Astrid Zwart
