Van bladgroenten tot stinkende bommen.





Breaking down the microbiology world one bite at a time


Van bladgroenten tot stinkende bommen.

De bacteriën in onze darmen hebben een enorme impact op onze gezondheid, grotendeels omdat ze complexe voedingsstoffen afbreken en omzetten in voedingsstoffen die onze darmen kunnen opnemen. Zo maken ze ook het beruchte stinkende waterstofsulfide (H2S). 

Naast het geven van een fijne rotte-eieren geur aan onze scheten heeft waterstofsulfide zowel gunstige als schadelijke effecten op ons, afhankelijk van de concentratie in de darmen. Een lage tot gemiddelde concentratie heeft een antioxiderend effect en draagt bij aan het metabolisme van de mitochondria, de cellulaire organellen die energie produceren uit voedingsstoffen. Hoge concentraties kunnen echter darmontsteking veroorzaken!

Onze darmflora, voornamelijk samengesteld uit honderden bacteriesoorten, produceert duizenden verschillende moleculen. Het is al lang bekend dat deze bacteriën waterstofsulfide kunnen produceren uit cysteïne, een aminozuur dat voorkomt in vlees, eieren en sommige peulvruchten zoals soja. De metabolische mogelijkheden van onze darmbacteriën zijn groots en nog voor het grootste deel onbekend. Hanson et al. veronderstelden dat onze darmbacteriën waterstofsulfide kunnen produceren uit andere nutriënten dan cysteine, en ze hadden gelijk.

Chemische structuren van Sulfoquinovose en Glucose. Gemaakt met Chemwriter.com

De auteurs hadden een kandidaat-voedingsstof in gedachten: sulfoquinovose, een suiker dat chemisch erg lijkt op glucose met toevoeging van een sulfaat-groep (zwavel en 3 zuurstofatomen). Deze suikers zijn een groot bestanddeel van sulfolipiden, die op hun beurt worden aangetroffen in planten die aan fotosynthese doen. In ons dieet vinden we deze sulfolipiden vooral in alle bladgroenten zoals sla, spinazie, boerenkool en lente-ui, waar ze meer dan 25% van de totale lipiden representeren. Om erachter te komen of darmbacteriën sulfoquinovose kunnen omzetten in waterstofsulfide verzamelden, verdunden en combineerden de auteurs de ontlasting van 8 vrijwilligers. Ze voegden aan een aantal monsters sulfoquinovose toe en maten de productie van waterstofsulfide. Aan het eind van dit experiment bevatten alleen de monsters die waren aangevuld met sulfoquinovose waterstofsulfide. 

Maar welke bacteriën uit de honderden die soorten die in de ontlasting aanwezig waren, waren hierbij betrokken? De analyse van de geïncubeerde monsters toonde aan dat met name twee bacteriën in de afwezigheid van sulfoquinovose achteruit gingen en zeer goed groeiden in aanwezigheid ervan: Eubacterium rectale en Bilophila wadsworthia

Visuele representatie van de invloed van sulfoquinovose op H2S productie and samenstelling van het ecosysteem. Aangepast uit Hanson et al.

Dit zette de auteurs ertoe om andere in vitro experimenten uit te voeren met deze twee bacteriën en hun genomen te analyseren. Het blijkt dat Eubacterium rectale sulfoquinovose fermenteert om energie te produceren. Het eindresultaat van deze fermentatie, DHPS (2,3-dihydroxypropaan-1-sulfonaat), is niet langer bruikbaar voor E. rectale en wordt door de bacterie uitgescheiden. Vervolgens pikt Bilophila wadsworthia DHPS op, extraheert het sulfiet (SO3) uit DHPS en gebruikt het samen met taurine (afkomstig van galzuren) om energie te produceren door middel van anaerobe ademhaling. Deze ademhaling produceert onder andere waterstofsulfide, het stinkende H2S, dat wordt uitgescheiden door Bilophila wadsworthia

Samenvatting van de metabolische processen die resulteren in de productie van waterstofsulfide. Aangepast uit Hanson et al.

Eubacterium rectale en Bilophila wadsworthia werken dus als een team om waterstofsulfide te produceren uit groene bladgroenten en gal-componenten. In het algemeen wordt er aangenomen dat bacteriën functioneren als een ecosysteem met talrijke cross-feeding gebeurtenissen tussen verschillende soorten. Cross-feeding wil zeggen dat het afval van sommige bacteriën het voedsel van anderen kan zijn. Desalniettemin zijn er zeer weinig cross-feeding-gebeurtenissen in dergelijke details beschreven. Dit werk laat ook een uitzondering zien op de algemene theorie dat verschillende bacteriesoorten dezelfde chemische reacties kunnen uitvoeren, aangezien bijna alleen Eubacterium rectale sulfoquinovose kan omzetten in DHPS en alleen Bilophila wadsworthia taurine en DHPS kan gebruiken om waterstofsulfide te produceren. 

Dit onderzoek belicht de rol van specifieke voedingsstoffen op de activiteit van darmbacteriën en het resultaat daarvan, zoals de geur van onze scheten. Het onderzoek laat ook zien hoe specifieke voedingsstoffen invloed kunnen hebben op onze gezondheid, afhankelijk van de samenstelling van de darmflora.


Link naar het originele artikel:


Vertaald door: Charlotte van de Velde