Microbiologie in hapklare porties
PCOS en darmmicrobiota op de sociale media kaart van het lichaam
Ons lichaam is een samensmelting van een groot aantal processen waarbij verschillende hoofdrolspelers betrokken zijn. Deze spelers omvatten interne organen, weefsels, cellen, hormonen en natuurlijk de permanente bewoners van ons lichaam: microben. Er bestaat echter een complex sociaal netwerk waarbij elke entiteit op verschillende niveaus met elkaar verbonden is, zoals bij populaire sociale media-platforms (bv. LinkedIn). Eén zo’n prominente link is die tussen het voortplantingssysteem en de darmmicrobiota.
De eierstok is een orgaan van het vrouwelijke voortplantingssysteem en speelt een rol bij de productie van eicellen in de vorm van met vocht gevulde follikels. Gewoonlijk ontwikkelt zich telkens slechts één eicel, die wordt vrijgegeven voor bevruchting. Soms echter rijpen deze zich ontwikkelende eicellen niet volledig en blijven ze steken in onrijpe vormen. Deze onontwikkelde cellen hopen zich op aan de randen van de eierstokken. Deze aandoening wordt polycysteus ovarium syndroom (PCOS) genoemd. Er zijn verschillende studies over dit onderwerp gedaan. Sinds de laatste decennia wordt het verband tussen PCOS en de darmmicrobiota wereldwijd in verschillende laboratoria bestudeerd.
Wat is PCOS?
PCOS presenteert zich in vele schakeringen. Wereldwijd lijdt ongeveer 10% van de vrouwen aan PCOS. 80% van deze vrouwen heeft als bijkomende diagnose insulineresistentie. Insuline is een hormoon dat helpt bij het regelen van de bloedsuikerspiegel. Insulineresistentie verwijst naar een aandoening waarbij de menselijke lichaamscellen niet reageren op insuline, waardoor de bloedsuikerspiegel stijgt. Vrouwen met PCOS en insulineresistentie hebben meestal een BMI boven de 25 en vallen in de categorie overgewicht of obesitas. Een dergelijke gecombineerde diagnose leidt bijgevolg tot centrale zwaarlijvigheid, verminderde bloedglucosespiegels en in extreme gevallen diabetes type II.
Veel internationale organisaties hebben definities van PCOS voorgesteld, maar de criteria van Rotterdam zijn tot op heden het meest aanvaard. In 2003 stelde een in Rotterdam georganiseerde consensusworkshop de definitie voor dat iemand de diagnose PCOS kan krijgen als aan 2 van de 3 criteria wordt voldaan, in afwezigheid van andere factoren die deze symptomen zouden kunnen veroorzaken:
- Oligo-ovulatie en/of anovulatie
Dit verwijst naar een onregelmatige ovulatie of een gebrek aan ovulatie tijdens de menstruatiecyclus van een vrouw.
- Overmatige androgeenactiviteit
Androgenen zijn een reeks steroïdhormonen die verantwoordelijk zijn voor het behoud van mannelijke kenmerken bij gewervelde dieren. Overmatige gezichtsbeharing valt onder deze categorie.
- Polycysteuze eierstokken
12 of meer onderontwikkelde follikels in de periferie van de eierstokken moeten bij echografisch onderzoek worden gezien.
In 2006 zijn deze criteria verder aangescherpt rond androgeenoverschot. De wijziging van de criteria kan worden toegeschreven aan het feit dat de symptomen bij vrouwen die aan PCOS lijden grotendeels inconsistent zijn.
PCOS in diermodellen
Bij muizen kan PCOS worden opgewekt met natuurlijke hormonen zoals dihydrotestosteron (DHT). DHT kan door de werking van bepaalde enzymen worden omgezet in testosteron. Testosteron is een primair androgeen bij zoogdieren.
Hebben PCOS symptomen invloed op de darmmicrobiota?
In een eerdere studie van een onderzoeksteam uit Sydney, Australië, werd aangetoond dat macronutriënten zoals eiwitten, koolhydraten en vetten in het dieet de metabole kenmerken (bv.: insulineresistentie) niet significant veranderen, maar de ovulatie herstellen in een PCOS-achtig muismodel. In een recente studie onderzocht hetzelfde team of de dieetinterventie de darmmicrobiota in een PCOS-achtig muismodel verandert. Zij dienden DHT toe aan muizen gedurende minstens 2 weken om PCOS-achtige symptomen te induceren, waaronder hormonale veranderingen, reproductieve veranderingen zoals anovulatie, en metabole veranderingen zoals verhoogde insulineresistentie. Zowel controlemuizen als PCOS-achtige muizen kregen 10 verschillende soorten diëten met verschillende concentraties macronutriënten en er werden ontlastingpellets verzameld (afbeelding 1A).
De resultaten wijzen erop dat het dieet zelf geen invloed heeft op PCOS wat betreft de totale darmmicrobiële samenstelling. Bij het clusteren van deze monsters met behulp van geavanceerde wiskundige methoden ontdekten de wetenschappers echter dat er een significant verschil is tussen de twee groepen. De dominante taxa die in verschillende overvloed (relatieve hoeveelheden) aanwezig waren in de twee groepen behoorden tot het geslacht Bacteroides, met name Bacteroides acidifaciens. Deze laatste voorkomt het ontstaan van zwaarlijvigheid, zoals is aangetoond in eerdere studies op basis van muismodellen. De abundantie van Bacteroides acidifaciens was het hoogst bij 5% eiwit, 20% vet en 75% koolhydraten in beide groepen.
Wat is de impact van fecale microbiota transplantatie op PCOS?
De resultaten van de darmmicrobiota-analyse van controle- en PCOS-achtige muizen riepen nog vele vragen op, waaronder de vraag of het transplanteren van de darmmicrobiota van gezonde controlemuizen in de PCOS-achtige muizen invloed zou hebben op hun darmmicrobiële dynamiek en de symptomen van PCOS. Met deze vraag in het achterhoofd voerden de onderzoekers nog een experiment uit waarbij ze het verdunde fecale materiaal (fecale microbiota transplantatie (FMT)) van controlemuizen gedurende 2 weken met regelmatige tussenpozen in PCOS-achtige muizen transplanteerden (in totaal 6 transplantaties). Na 2 weken was er geen verschil in lichaamsgewicht tussen gezonde controlemuizen, PCOS-muizen en met FMT behandelde PCOS-muizen (afbeelding 1B). De onderzoekers namen geen verschil waar tussen de oestrische cyclus (vergelijkbaar met de menstruatiecyclus bij de mens) van de muizen in de drie groepen. Evenmin werden er verschillen waargenomen voor de serumglucosewaarden tijdens het vasten en de insulinewaarden na het voeden.
Hoewel de metabole kenmerken van PCOS niet werden beïnvloed door de transplantatie van de fecale microbiota, was er wel een verandering in de darmmicrobiota. Een afname van het aantal verschillende bacteriële taxa werd waargenomen in met FMT behandelde PCOS-achtige muizen in vergelijking met controle PCOS-achtige muizen. Bovendien ontdekten de onderzoekers met behulp van geavanceerde clustermethoden dat de met FMT behandelde PCOS-achtige muizen in vergelijking met de controle PCOS-achtige muizen clusterden in de nabijheid van gezonde muizen. Dit betekent dat de overvloed aan individuele bacteriën van invloed is op PCOS-symptomen.
What does this mean for women affected by PCOS?
Wat betekent dit voor vrouwen met PCOS?
In het algemeen benadrukt dit onderzoek de rol van de specifieke samenstelling van macronutriënten bij het vormen van de darmmicrobiota van vrouwen die lijden aan PCOS. Hoewel het dieet zelf niet voldoende is om de metabole en endocriene kenmerken van PCOS te verminderen, beïnvloedt het wel de reproductieve kenmerken en herstelt het de ovulatie. Therapieën zoals transplantatie van de fecale microbiota zijn echter nog lang niet doeltreffend genoeg om PCOS te verbeteren.
Er zijn nog enkele jaren te gaan voordat de wetenschap de verbinding tussen PCOS en de darmmicrobiota volledig heeft gedecodeerd, maar deze koppelingen ontrafelen geleidelijk met elk nieuw onderzoek van jaar tot jaar.
Featured image: Image created by the author on biorender.com
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 