Kinderen die opgroeien op een boerderij hebben veel minder last van chronische longziekten.
Contact met micro-organismen kan het hele immuunsysteem een grotere veerkracht bezorgen, stelt immunoloog Hermelijn Smits. In haar artikel uit het cahier Veerkracht beschrijft ze hoe een nadeel een voordeel wordt, hier te lezen in een voorpublicatie.
De Duitse arts Robert Koch toonde in 1890 als eerste aan dat infecties met micro-organismen ernstige ziektes konden veroorzaken, met soms de dood tot gevolg. Die ontdekking vormde de basis voor de nog steeds heersende opvatting dat micro-organismen levensgevaarlijk zijn. Bij toeval ontdekte de Schotse arts en microbioloog Alexander Fleming in 1928 dat penicilline, een bioactieve stof uitgescheiden door schimmels, de groei van bacteriën kon remmen. Dit leidde tot de ontwikkeling van antibiotica, die vele levens redden en belangrijkste doodsoorzaak tot dan toe, infectieziekten, enorm terugdrongen. Ook de vergaande preventieve maatregelen om contact met infectiehaarden te verkleinen, hielpen daaraan mee. Met name in de gezondheidszorg waren die van grote toegevoegde waarde: kraamvrouwenkoorts kon er bijvoorbeeld mee worden voorkomen.
Schematische voorstelling van de hygiënehypothese.
Een overwinning van de mens op de micro-organismen, zou je denken. Maar bijna een eeuw later kampen we met een groeiende antibioticaresistentie en lijdt een groot deel van de wereldbevolking aan chronische ontstekingsziekten, zoals longaandoeningen, diabetes en hart- en vaatziekten. Onbehandeld hebben die de dood tot gevolg, en opmerkelijk genoeg waren ze een eeuw geleden zeldzaam en onbekend. Hoe kan in slechts honderd jaar zo’n ommekeer hebben plaatsgevonden? En wat kunnen we ervan leren?
LEVENSSTIJL
Het antwoord op de vraag moeten we zoeken in de geografische verspreiding van chronische ontstekingsziekten. Gedurende de tweede helft van de vorige eeuw staken die met name de kop op in de stedelijke gebieden van westerse landen. Ze lijken hand in hand te gaan met de snel veranderende levensstijl in die gebieden na de Tweede Wereldoorlog. En helaas is een vergelijkbare trend nu ook zichtbaar in de steden van landen met lage en middeninkomens, waar chronische ontstekingsziekten tot voor kort weinig voorkwamen. Ook hier lijkt het ziektepatroon gepaard te gaan met een gewijzigde levensstijl. Voedingsgewoontes, gezinsgrootte, behuizing en sanitair, fysieke activiteiten, het contact met de natuur en met (boerderij)dieren: het is allemaal veranderd.
Wanneer deze factoren onder de loep worden genomen en wordt gezocht naar een grote gemene deler, dan wordt vaak een veranderd contact met micro-organismen genoemd. Het blijkt bijvoorbeeld dat kinderen die opgroeien op een boerderij, veel minder last hebben van chronische longziekten. Dat lijkt men vooral te kunnen terugvoeren op het drinken van onbewerkte koemelk, het dagelijks bezoeken van de koeienstallen gedurende de eerste levensjaren en de blootstelling aan boerderijmicroben.
Ons lichaam bestaat uit evenveel microorganismen die op en in ons leven als uit eigen cellen
Commensalen zoals wormparasieten en micro-organismen in de darmen, beïnvloeden ons immuunsysteem. De moleculen die zij uitscheiden maken het immuunsysteem toleranter voor lichaamsvreemde onschuldige indringers waardoor het in balans blijft.
Maar ook in plattelandsgebieden van Afrika en Zuidoost-Azië, waar veel worminfecties voorkomen, lijkt er een omgekeerde relatie te bestaan tussen chronische ontstekingsziektes en de blootstelling aan parasieten. Dat heeft aanleiding gegeven tot de hygiënehypothese, die stelt dat we door verminderde contact met verschillende typen micro-organismen bevattelijker zijn geworden voor chronische ontstekingsziektes zoals auto-immuniteit (diabetes type 1 en coeliakie), allergieën, diabetes type 2 en sommige vormen van hart- en vaatziekten en kanker. Deze verschillende ziektes hebben gemeen dat ze kunnen zijn ontstaan door verstoringen in het immuunsysteem. Dat is dan te actief tegen ingeademde of lichaamseigen cellen of onvoldoende waakzaam bij bijvoorbeeld ontspoorde kankercellen.
Micro-organismen bestaan uit één of meerdere cellen en komen in groten getale voor in onze omgeving: op bomen en planten, in de aarde, het water en de lucht, bij de dieren om ons heen, maar ook op en in ons eigen lichaam, bijvoorbeeld in de darmen, in de longen of op de huid. Sterker nog: ons lichaam bestaat uit evenveel micro-organismen die op en in ons leven als uit eigen cellen. Het overgrote deel van deze micro-organismen is niet ziekmakend, en leeft in symbiose met ons: we hebben er wederzijds voordeel van en vormen samen een ecosysteem. Die micro-organismen worden ook wel commensalen genoemd. Hun samenstelling is zeer divers en omvat bacteriën, schimmels, virussen, archaea (een aparte klasse van eencellige micro-organismen) en wormparasieten. De commensalen vervullen belangrijke functies in ons lichaam. Ze weren ziekteverwekkers, helpen bij de voedselvertering en de energievoorziening in de darmen en hebben bovenal een grote invloed op ons immuunsysteem.
OEFENEN
Juist bij dit laatste spelen commensalen een belangrijke rol. Ze vormen geschikte voorbeelden van lichaamsvreemde, maar onschuldige wezens waarmee het tolerantie-opwekkende gedeelte van het immuunsysteem kan oefenen. Maar ze doen meer: ze scheiden ook actief stoffen uit – of vormen ze uit voedingscomponenten – die tolerantieprocessen in gang zetten, de barrièrefunctie van de slijmvliezen versterken en ervoor zorgen dat het immuunsysteem zo goed mogelijk in balans is. De impact van al deze commensalen, inclusief de wormparasieten, blijkt vooral heel groot te zijn in de vroege kinderjaren, wanneer het immuunsysteem nog volop in ontwikkeling is en de basis legt voor de rest van het leven.
Door de interactie met de commensalen worden overdreven en onnodige afweerreacties actief onderdrukt en de weerbaarheid en veerkracht van het immuunsysteem vergroot, waardoor het risico op het ontwikkelen van chronische ontstekingsziektes en auto-immuniteit veel minder is. Bij auto-immuniteit gaat het om hetzelfde principe. Doordat het tolerantiesysteem onvoldoende werkt, kunnen afweercellen tegen lichaamseigen eiwitten ontsnappen en actief worden. Eenmaal ontwikkelde geheugencellen zijn moeilijk te onderdrukken en verwijderen.
Kunnen we het immuunsysteem in de juiste richting duwen zodat we de vroegere weerbaarheid en veerkracht terugkrijgen? We zouden dan onze moderne levensstijl kunnen combineren met de gunstige eigenschappen van commensalen. Eerdere pogingen met bepaalde bacteriestammen uit de darmen – de zogenoemde probiotica – of stoffen die juist het innestelen van deze bacteriën in de darmen bevorderen – de prebiotica – hebben onvoldoende opgeleverd. Mogelijk zitten reeds opgebouwde afweerreacties en de aanwezige commensalen de innesteling van darmbacteriën in de weg.
BIJWERKINGEN
Ook is onvoldoende bekend welke commensalen dan gunstige eigenschappen hebben en is het de vraag of dit voor iedereen dezelfde typen commensalen zijn. De herintroductie van wormparasieten met alle nadelige bijwerkingen van dien is geen erg aanlokkelijk vooruitzicht. Daarom richt de wetenschap zich op dit moment op het in kaart brengen en identificeren van bioactieve stoffen die worden aangemaakt of uitgescheiden door commensalen en die een gunstig effect hebben op het immuunsysteem. Ze worden ook wel postbiotica genoemd en zijn zeer talrijk en divers van aard. Het is heel aannemelijk dat specifieke postbiotica werkzaam kunnen zijn in mensen uit bepaalde risicogroepen, zoals bijvoorbeeld kinderen uit families met veel allergieën, astma, diabetes type 1 of coeliakie.
Daarnaast is het tijd voor een maatschappelijke herwaardering van commensalen. Ze versterken immers onze veerkracht en gezondheid. Het zou goed zijn als we meer in contact komen met de ‘kleinsten der aarde’, de micro-organismen. Dat kan door meer fysieke activiteiten buitenshuis – wandelen in de natuur, sporten in het park, contact met dieren, werken in de moestuin –, meer stedelijk groen en het eten van vers voedsel, dat basisstoffen bevat voor de commensalen. We moeten af van het idee dat alle micro-organismen ziekteverwekkers zijn.
Dit artikel van medisch bioloog Hermelijn Smits, hoogleraar immuunmodulatie door gastheer-commensaal interacties bij het Leids Universitair Medisch Centrum, is een voorpublicatie uit het cahier Veerkracht van de stichting Biowetenschappen en Maatschappij in samenwerking met NWO. Het wordt 24 mei gepresenteerd op het congres NWO Life 2022 in Egmond aan Zee, dat als centraal thema Resilience: the ability to adapt to difficult situations heeft.
NIEUWSTOETS
Deze nieuwstoets hoort bij bovenstaand artikel ‘Immuunsysteem heeft baat bij microben’ en sluit aan bij het thema afweer.
Door Karlijn Keessen
VRAGEN
1. In de eerste alinea wordt omschreven dat kraamafdelingen door preventieve maatregelen kraamvrouwenkoorts konden voorkomen. Pas bevallen vrouwen werden vrijwel altijd besmet door de artsen, die daarvoor met lijken in aanraking waren gekomen. Welke eenvoudige maatregel zou hierbij helpen?
2. Leg in je eigen woorden uit wat ‘antibioticaresistentie’ betekent.
3. Onder het kopje ‘commensalen’ staat: ‘(…) we hebben er wederzijds voordeel van en vormen samen een ecosysteem. Die micro-organismen worden ook wel commensalen genoemd.’ Dat klopt echter niet helemaal. Wat is de exacte definitie van ‘commensaal’ (in je eigen woorden)?
4. In de vierde alinea staat: ‘Het blijkt bijvoorbeeld dat kinderen die opgroeien op een boerderij, veel minder last hebben van chronische longziekten. Dat lijkt men vooral te kunnen terugvoeren op het drinken van onbewerkte koemelk (…).’ Leg uit wat het verschil is tussen bewerkte en onbewerkte koemelk.
5. Is de samenhang tussen (onder meer) het drinken van onbewerkte koemelk en het minder voorkomen van chronische longziekten in lijn met de hygiënehypothese? Waarom?
6. Hoe zou je zelf een experimenteel onderzoek met muizen opzetten om de hygiënehypothese te testen?
ANTWOORDEN
1. Handen wassen, of de artsen die kraamvrouwen helpen niet meer met lijken laten werken.
2. Antibioticaresistentie betekent dat micro-organismen bestand zijn tegen, dat wil zeggen niet gedood worden door, antibiotica die normaal tegen ze worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld penicilline.
3. Een commensaal is een (micro-)organisme dat voordeel heeft van een andere soort zonder dat die soort daar na- of voordeel van ondervindt.
4. Onbewerkte koeienmelk is niet verhit waardoor alle micro-organismen die daar oorspronkelijk in zitten behouden blijven.
5. De samenhang tussen het drinken van onbewerkte melk en minder chronische longziekten is in lijn met deze hypothese, omdat kinderen die onbewerkte koemelk drinken met meer (soorten) micro-organismen in aanraking komen dan kinderen die bewerkte koemelk drinken.
6. Verschillende antwoorden zijn goed.