Resident darmbioom
Het humane colon bevat 10¹¹ bacteriën per gram en heeft daarmee de grootste populatie bacteriën in het lichaam. De meeste hiervan zijn anaëroob.
De darmbiota bestaat uit een residente en een transiënte darmbiota. Deze bestaan uit aërobe, anaërobe en micro-aerofiele darmbacteriën.
De residente darmbiota bestaat uit darmbacteriën die voor de fysiologische processen in de darmen absoluut noodzakelijk zijn. De exacte samenstelling ervan ontwikkelt zich in de eerste levensjaren en is net zo persoonlijk als een vingerafdruk.
De residente darmbiota bestaat uit de volgende bacteriën:
- Anaërobe bacteriën: Bacteroïdes species, Bifidobacterium species
- Aërobe bacteriën: Escherichia coli, Enterococcus species
- Micro-aërofiele bacteriën: Lactobacillus species
Residente anaërobe bacteriën
Van de anaërobe bacteriën bestaat 25% uit Bacteroïdes species. Deze hebben in de darm een gunstig effect op hun gastheer. Getalsmatig vormen ze de grootste groep bacteriën en vormen daardoor een belangrijk onderdeel van de kolonisatieresistentie. Dit houdt in dat pathogenen geen kans krijgen om zich aan de darmwand te hechten, omdat deze door residente bacteriën, waaronder Bacteroïdes species wordt beschermd.
Met name de onverteerbare koolhydraten worden door hen omgezet in korteketenvet-zuren en waterstof. Hierdoor is deze groep bacteriën belangrijk om Bifidobacteriën te ondersteunen. Een goede Bifidusdarmbiota is met name afhankelijk van een goede Bacteroïdesdarmbiota. Om beide bacteriegroepen te ondersteunen bestaan er geen probiotica, maar wel prebiotica, zoals inuline.
Buiten de darm zijn Bacteroïdes species echter belangrijke klinische pathogenen. Ze zijn te vinden in de meeste anaërobe infecties, al of niet met abcesvorming. De Bacteroïdes species bevatten de meeste antibiotica-resistente mechanismen van alle anaërobe bacteriën. Ze kunnen zich heel goed aan nieuwe omstandigheden aanpassen:
- Ze kunnen zich aanpassen aan de beschikbare aanwezige voeding
- Ze hebben meerdere pompsystemen om voor hen giftige stoffen weg te pompen
- Ze kunnen het immuunsysteem van de gastheer beïnvloeden zodat dit andere concurrerende pathogenen aan gaat pakken.
Een aantal antibiotica waartegen Bacteroïden resistent zijn zijn cefotoxine, clindamycine, metronidazol, carbapenems en fluorchinolonen (bijv. gatifloxacine, levofloxacine en moxifloxacine).Bifidobacterium species vormen net als de Bacteroïdes species een groot deel van de residente darmbiota. Ze zetten koolhydraten om waarbij korteketenvetzuren ontstaan zoals azijnzuur, mierenzuur, succinaat en ethanol. Hierdoor wordt een lagere zuurgraad van het darmmilieu bereikt wat rottingsprocessen tegengaat. Ze werken via de productie van korteketenvetzuren synergetisch met Lactobacillen en Enterococcen. Verder kunnen ze galzuren splitsen en de vermenigvuldiging remmen van transiënte bacteriën. De hoeveelheid Bifidobacterium species neemt echter na 50-jarige leeftijd af, waardoor rottingsprocessen kunnen ontstaan en de darmbiota vatbaarder wordt voor dysbiose.
Residente aërobe bacteriën
Escherichia coli draagt bij aan de kolonisatieresistentie door de productie van antimicrobiële substanties. Verder stimuleert deze bacterie het immuunsysteem van de darmen en draagt ze bij aan de stabilisatie van de darmbarrière. Therapeutisch wordt deze bacterie gebruikt om de slijmvliesimmuniteit te verbeteren (sIgA, beta-defensine 2). Ook vangt ze de zuurstof uit de voedselbrij en aan de darmwand weg om een stabiel anaeroob milieu te waarborgen in de darm, waardoor een evenwichtige anaërobe darmbiota mogelijk is met Bifidusbacterium en Bacteroïdes species.
Enterococcus species kunnen koolhydraten omzetten in korteketenvetzuren die het darmmilieu verzuren en de groei van transiënte bacteriën remmen. Ter ondersteuning van de kolonisatieresistentie, produceren ze belangrijke bacteriostatische en bactericide werkende substanties. Ze kunnen ook eiwitten omzetten. Ze worden therapeutisch gebruikt om de slijmvliesimmuniteit te verbeteren. Ook vangen ze zuurstof weg uit de voedselbrij en bij de darmwand ter handhaving van een anaëroob darmmilieu.
Residente micro-aërofiele bacteriën
Lactobacillus species groeien onder zuurstofarme omstandigheden. Het zijn sacharolytische bacteriën, ze zetten alleen koolhydraten om. De stofwisselingsproducten voorkomen de groei van lichaamsvreemde kiemen zoals Clostridium en Proteus species. Dit soort proteolytische darmbiota (eiwitminnende soorten) wordt geremd door de verzuring van het darmmilieu en de productie van bacteriocine.
De transiënte darmbiota bestaat uit:
- Anaërobe bacteriën: Clostridium species
- Aërobe bacteriën: Pseudomonas species, Enterobacteriaceae groep 1 (o.a. Proteus species) en groep 2 (o.a. Klebsiella species, Enterobacter species)
- Obligaat pathogene bacteriën: Salmonella species, Shigella species, Yersinia species
Een belangrijk onderdeel van het in kaart brengen van de aërobe transiënte darmbiota is het onderzoek naar Enterobacteriën. Hierbij staat het kwalitatief determineren van de diverse species van de Enterobacteriaceae centraal. Onder de Enterobacteriaceae species bevinden zich namelijk een aantal species die diverse pathogene eigenschappen hebben. Enkele obligaat pathogene species uit deze familie zijn Salmonella, Shigella, en Yersinia species. Ureaseproducerende species als Proteus species, kunnen bij patiënten met een verminderde leverfunctie de ammoniumconcentratie in serum verhogen. Diverse species van de Enterobacteriaceae zijn betrokken bij reumatoïde reacties, waaronder Enterobacter- en Klebsiella species.
