De darmbewoners van een volwassene

Als het om microbiota gaat, ben je op je derde eigenlijk al volwassen. Volwassen zijn betekent in de darm: weten hoe je werkt en wat je prettig vindt. Vanaf dat moment gaan bepaalde darmmicro-organismen op een lange reis, en de route wordt bepaald door wat we eten en of we gestrest zijn, in de puberteit komen, ziek zijn of oud.

Als je op Facebook foto’s van je avondmaaltijd uploadt en je afvraagt waarom je vrienden er geen commentaar op leveren, heb je je waarschijnlijk gewoon tot het verkeerde publiek gericht. Als je op Facebook micro-organismen zou kunnen zien, zouden miljoenen toeschouwers bij het zien van die foto’s gaan applaudisseren of rillen van afschuw. Dagelijks wisselende mogelijkheden bieden zich aan: een praktische melkverteerder in je boterham met kaas of een hoopje salmonella in die lekkere tiramisu. Regelmatig veranderen wij onze darmflora en regelmatig verandert onze darmflora ons. Wij zijn ‘hun weer en hun seizoen’, en zij kunnen voor ons zorgen of ons vergiftigen.

Er is maar weinig bekend over wat de bacteriën in de buik allemaal kunnen doen. Bij bijen is daar beter onderzoek naar gedaan. Bijen met veelzijdige darmbacteriën hebben zich tijdens de evolutie gehandhaafd. Ze hebben zich alleen maar kunnen afscheiden van hun vleesetende voorouder de wesp omdat ze nieuwe soorten darmmicro-organismen hebben verzameld die energie uit plantaardige pollen haalde en dus zijn deze dieren vegetariër. Als er weinig voedsel voorhanden is, zorgen goede bacteriën voor zekerheid, zodat een bij in noodsituaties ook vreemde nectar uit verafgelegen gebieden kan verteren. ‘Eenzijdige’ gebruikers kunnen dat niet. In een crisissituatie blijkt dan wie een goed leger micro-organismen bezit. Bijen met een goede darmflora zijn beter in staat allerlei parasietenplagen te trotseren. Darmbacteriën zijn in dat geval een heel belangrijke factor als het om overleven gaat.

Helaas kunnen we deze uitkomsten niet zomaar naar mensen vertalen, want mensen zijn gewervelde dieren en hebben Facebook. Bij mensen moet het onderzoek dus helemaal opnieuw worden gedaan. Wetenschappers die zich bezighouden met onze darmbacteriën moeten een nog bijna onbekende nieuwe wereld onderzoeken en die relateren aan de grote wereld buiten ons lichaam. Zij willen weten wie er allemaal in onze darm wonen.

Dus nog een keer, en nu preciezer geformuleerd: Wie zijn dat?

De mens probeert overal orde aan te brengen. Dat geldt net zo goed voor een bureau als voor onze aarde. Eerst wordt alles in twee grote laden gestopt: levende wezens in de ene la, niet-levende dingen in de andere la. Daarna wordt alles verder onderverdeeld. Alles wat leeft, wordt verdeeld over drie categorieën: Eukaryoten, Archaea en Bacteria. Vertegenwoordigers van alle drie de groepen zijn ook in de darm te vinden. Ik beloof niet te veel als ik zeg: al deze drie soorten hebben een zekere unieke charme.

Eukaryoten bestaan uit de grootste en meest complexe cellen. Ze kunnen meercellig zijn en behoorlijk groot worden. Walvissen zijn Eukaryote. Mensen zijn Eukaryoten. Mieren trouwens ook, hoewel ze al veel kleiner zijn. De moderne biologie verdeelt Eukaryoten in zes supergroepen: als een amoebe kruipende wezens, wezens met ‘schijnvoetjes’ (dus zonder echte voeten), plantachtige eencelligen met een mondholte, algachtigen en Opisthokonta.

Als je de term Opisthokonta (Grieks voor uitsteeksel) niet kent: dit zijn alle dieren, inclusief mensen, maar ook schimmels. Als je dus een mier ziet, kun je biologisch correct naar je Opisthokonta-collega zwaaien. De meest voorkomende Eukaryoten in de darm zijn gisten, die trouwens ook bij de Opisthokonta horen. Die kennen we bijvoorbeeld uit het gistdeeg, maar er zijn nog veel meer soorten gisten.

Archaea zijn een soort tussending: het zijn geen echte Eukaryoten, maar ook geen bacteriën. Hun cellen zijn klein en complex. Om hun vrij slechte imago een beetje op te poetsen, zou je kunnen zeggen dat Archaea heel cool zijn, omdat ze van extreme dingen houden. Er zijn Hyperthermophile, die zich heerlijk voelen bij een temperatuur van meer dan 100 graden en zich vaak bij vulkanen ophouden, Acidophile, die in sterk geconcentreerde zuren leven, en Barophile, die van hoge druk op hun celwanden houden, zoals op de zeebodem. En Halophile, die het liefst in water met een hoog zoutgehalte leven en de Dode Zee een heerlijke woonplaats vinden. De weinige Archaea die in een relatief weinig extreem laboratorium leven, zijn meestal de Archaea die van kou houden en gek zijn op een vrieskast waar het -80 graden Celsius is. In onze darm komt vaak een Archaea-soort voor die leeft van het afval van andere darmbacteriën en licht kan geven.

En daarmee zijn we weer terug bij het hoofdonderwerp. Meer dan negentig procent van alle wezens in de darm zijn bacteriën. Bacteriën worden onderverdeeld in meer dan twintig stammen. Deze groepen hebben vaak evenveel met elkaar gemeen als een mens en een eencellige met een mondholte: weinig dus. De meeste bewoners van de darm komen grotendeels uit vijf stammen: voornamelijk Bacteroide en Firmicute, maar ook Actinobactera, Proteobacteria en Verrucomicrobia. Binnen deze stammen worden verschillende onderverdelingen gemaakt, tot je ergens voor een bepaalde bacteriefamilie staat. Binnen deze familie lijkt iedereen erg op elkaar: ze eten dezelfde dingen, zien er ongeveer gelijk uit en hebben dezelfde vrienden en vaardigheden. Deze familieleden hebben indrukwekkende namen, zoals bacteroides uniformis, lactobacillus acidophilus en helicobacter pylori. Het rijk der bacteriën is ontzettend groot.