Darmgezondheid

De darmgezondheid wordt gedefinieerd door efficiëntie van vertering en opname van voedsel, darmziektes, darmflora, immuun status en algemeen welzijn. De functionele hoofdrolspelers in darmgezondheid zijn de darmflora en de darmbarrière (1).

De darmbarrière is zowel een fysiek als een immunologisch beschermingsmechanisme. De barrière is opgebouwd uit een apicale laag, een centrale laag en een basolaterale laag. Het apicale laag bevat de microbiota dus de darmflora, antimicrobiële antigenen en IgA. Het middenlaag is een enkele cellaag bestaande uit een aantal verschillende soorten epitheel cellen. Het basolaterale laag bevat de lamina propria waar immuun cellen zich bevinden.

In de apicale laag is een slijmlaag, deze slijmlaag bestaat uit het eiwit mucin dat uitgescheiden wordt door slijmbekercellen in het epitheel laag. Deze slijmlaag bevat de darmbacteriën en voorkomt dat deze in contact komen met de epitheel cellen. AMPs (antimicrobiële peptide) en IgAs zijn immuun regulatoren en deze componenten worden uitgescheiden in het slijmlaag om de scheiding tussen de darmbacteriën en de epitheel cellen te versterken.

Het middenlaag bestaat zoals gezegd uit epitheel cellen, deze cellen zijn de sterkste factor in de fysieke darm barrière. De darm bestaat uit plooien en deze plooien zijn opgebouwd uit darmvlokken, ook villi genoemd. Deze opbouw zorgt ervoor dat de oppervlakte van de darm ongeveer 200 m2 is, dit is vergelijkbaar met de oppervlakte van een tennisveld. Het cellaag van de darmvlok is een monolaag en dit betekent dat het cellaag maar één cel dik is. Hierdoor kunnen voedingsstoffen makkelijk door het cellaag naar de bloedvaten die in de darmvlokken aanwezig zijn. De voedingstoffen worden dan verder naar de rest van het lichaam getransporteerd (2).

Aan de voet van de vlokken/villi liggen de crypten en deze bevat stamcellen die differentiëren naar een aantal verschillende soorten darmepitheel cellen waaruit het monolaag bestaat (2):

  • Enterocyten die voedingsstoffen absorberen,
  • Slijmbekercellen die het eiwit mucin uitscheiden die de slijmlaag vormt aan de apicale oppervlakte van de darm epitheel cellen,
  • Enteroendocrine cellen die hormonen en peptiden produceren,
  • Paneth cellen zijn gesitueerd in de crypten van darm epitheel laag, deze cellen scheiden antimicrobiële peptiden en eiwitten uit,
  • M cellen die de mucosale immuun respons initieert.

De cellen in dit monolaag vernieuwen elke 3-4 dagen (3). Deze darmepitheel barrière is ondoordringbaar voor hydrofiele componenten. Deze componenten moeten worden getransporteerd door de cel laag. Lipofiele en/of grote componenten kunnen door de barrière heen door middel van diffusie of endocytose. De transport tussen de verschillende epitheel cellen door worden gereguleerd door tight-junctions, adherend junctions en desmosomen, dit zijn eiwitten die er ook voor zorgen dat de darmepitheel cellen dichtbij elkaar worden gehouden zodat er geen onwenselijke stoffen binnendringen (2).

Mucosale immuunsysteem

De basolaterale laag bestaat uit de lamina propria en 70% van de immuun cellen in het lichaam is hier te vinden. Toll-like receptoren komen tot expressie op cellen zoals dendritische cellen, macrofagen en mest cellen (1), maar zijn ook te vinden op de darmepitheel cellen (4). Via deze receptoren bemonsteren deze cellen, vooral de dendritische cellen, de lumen van de darm voor bacteriële antigenen. De dendritische cellen communiceren met lymfocyten via T cel receptoren en met macrofagen en mest cellen via pattern recognition receptors. Door communicatie tussen deze cellen en dus ook tussen de darm bacterien en de mucosale immuunsysteem, worden gevaarsignalen van pathogenen herkend en tolerantie van onschadelijke antigenen worden ontwikkeld (1).

Darmbacteriën

De darmen, vooral de dikke darm, is het thuis van de darmbacterien, ook de darmflora / darm microbiota genoemd. Deze darmbacterien zijn van groot belang en hebben meerdere functies zoals verteren van voedingscomponenten, die niet door de maag- en darmsappen worden verteerd, energie verschaffing voor de darmwand met het gevolg dat er mucus productie ontstaat in slijmcellen, defensin uitscheiding uit Paneth cellen en synthese van tight junction eiwitten in darm epitheel cellen (1). Door fermentatie van onverteerbare koolhydraten worden korte-keten vetzuren geproduceerd en deze zijn dus een belangrijke energiebron voor de darm epitheel cellen. Korte-keten vetzuren hebben ook een immuun regulerende werking. Verder heeft de darmmicrobiota ook een rol in voorkomen van pathogene infecties (5).

Bij de geboorte moet de darmmicrobiota zich nog ontwikkelen. Deze ontwikkeling wordt o.a. beïnvloed door de manier van geboorte (keizersnee of vaginale bevalling), melk bron (borstvoeding of flesvoeding), gebruik van antibiotica en omgevingsfactoren in de eerste 2 jaar. Naar mate een kind ouder wordt komt de darm microbiota steeds meer op die van een volwassenen te lijken, hierbij spelen omgevingsfactoren een belangrijke rol (5). In een pasgeboren ontwikkelt zich parallel aan de darmmicrobiota, het mucosale immuunsysteem waar ook de darmmicrobiota een belangrijke rol in speelt (1).

Een disbalans of stoornis in de samenstelling van de darmbacteriën kan een bedreiging zijn voor de darmgezondheid. Een disbalans of stoornis kan veroorzaakt worden door een niet optimaal functionerend darmepitheel, mucosale immuun systeem en/of enterisch zenuwstelsel. Het gebruik van antibiotica is een bekende factor dat de samenstelling van de darmbacteriën beïnvloedt. Antibiotica dood niet alleen de ongewenste bacteriën maar ook de goede bacteriën (1).

We hebben het over een gezonde darmflora, maar het is een feit dat er tot nu toe geen referentie is van de samenstelling van een gezonde darmflora. De samenstelling van de darmflora varieert enorm tussen individuen van verschillende etnische afkomst, demografie, leeftijd en gezondheidsstatus (5).

En dan de vraag, wat doet humus op de darmgezondheid? Uit onderzoek in varkens is gebleken dat de lengte van de villi langer worden en daardoor de oppervlakte van de darm vergroot wordt. Door een grotere darmoppervlak kan er meer/beter voedingscomponenten worden opgenomen (niet gepubliceerde data). In kippen is dit ook aangetoond (6). Het effect van humus op het immuunsysteem en de darmmicrobiota is niet eenduidig, alhoewel er indicaties zijn dat humus hier ook een positieve invloed op zou kunnen hebben (7).

Bronnen

  1. Bischoff SC. ‘Gut health’: a new objective in medicine? BMC Medicine. 2011;9(1):24.
  2. Vancamelbeke M, Vermeire S. The intestinal barrier: a fundamental role in health and disease. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 2017;11(9):821-34.
  3. Darwich AS, Aslam U, Ashcroft DM, Rostami-Hodjegan A. Meta-Analysis of the Turnover of Intestinal Epithelia in Preclinical Animal Species and Humans. Drug Metabolism and Disposition. 2014;42(12):2016-22.
  4. Price AE, Shamardani K, Lugo KA, Deguine J, Roberts AW, Lee BL, et al. A Map of Toll-like Receptor Expression in the Intestinal Epithelium Reveals Distinct Spatial, Cell Type-Specific, and Temporal Patterns. Immunity. 2018;49(3):560-75.e6.
  5. Fan Y, Pedersen O. Gut microbiota in human metabolic health and disease. Nature Reviews Microbiology. 2021;19(1):55-71.
  6. Aristimunha PC, Mallheiros RD, Ferket PR, Cardinal KM, Filho ALBM, Santos ET, et al. Effect of Dietary Organic Acids and Humic Substance Supplementation on Performance, Immune Response and Gut Morphology of Broiler Chickens. Journal of Applied Poultry Research. 2020;29(1):85-94.
  7. Mudroňová D, Karaffová V, Pešulová T, Koščová J, Maruščáková IC, Bartkovský M, et al. The effect of humic substances on gut microbiota and immune response of broilers. Food and Agricultural Immunology. 2020;31(1):137-49.