Voedselcomponenten en afbraakproducten daarvan kunnen het immuunsysteem in de dikke darm activeren. Promovendus Jonna Koper ontrafelde de onderliggende mechanismen en bracht daarmee de ontwikkeling van immuunregulerende voedselproducten dichterbij.
Koper onderzocht de vertering en fermentatie in het menselijk
maagdarmkanaal van een aantal stoffen, zoals het aminozuur tryptofaan en
zogeheten glucosinolaten uit broccoli. Dat deed ze in een modelsysteem
dat de menselijke maag, dunne darm en dikke darm nabootst. Deze SHIME ‒
Simulator of Human Intestinal Microbial Ecosystem ‒ bestaat uit vijf
opvolgende reactoren, die elk een ander deel van het maagdarmstelsel
simuleren. De afbraakproducten in de verschillende compartimenten testte
ze op hun vermogen om het immuunsysteem te activeren.
‘Ik heb
daarbij met name gekeken naar een specifieke receptor van het
immuunsysteem in de dikke darm, de Aryl hydrocarbon Receptor’, zegt
Koper. ‘Die speelt een heel belangrijke rol voor de balans, oftewel
homeostase, in de dikke darm. Daarom hebben we een selectie gemaakt van
stoffen die deze receptor konden activeren.’ Om de receptor aan te
kunnen zetten, moet zo’n stof een bepaalde chemische structuur hebben:
hij moet als een ‘sleutel’ in het ‘slot’ van de receptor passen.
Te veel
Dat
geldt bijvoorbeeld voor afbraakproducten van tryptofaan die ontstaan
als darmbacteriën dit aminozuur omzetten. Om dit te testen, zette Koper
de SHIME op een dieet met veel tryptofaan. ‘We vonden echter een veel
lagere activatie van de receptor dan we verwachtten.’ Koper ontdekte dat
het aminozuur zelf de receptor kan blokkeren, waardoor de
afbraakproducten niet meer kunnen binden. ‘Waarschijnlijk hadden we te
veel tryptofaan toegevoegd en konden de bacteriën niet alles afbreken.
Rauwe broccoli
Ook afbraakproducten van glucosinolaten uit broccoli en andere koolsoorten kunnen binden aan de Aryl hydrocarbon Receptor. In proeven vond Koper de hoogste activatie tijdens de vertering als er rauwe broccoli werd verteerd. Ze concludeert dat metabolieten die ontstaan in de maag door een enzym uit broccoli, myrosinase, verantwoordelijk zijn voor de activatie. Dit enzym gaat kapot bij het koken, waardoor de omzetting van de glucosinolaten in de maag niet kan plaatsvinden.
Koper ziet veel potentie voor het aanpassen van het immuunsysteem met voedingsproducten. Vooral voor mensen met inflammatoire darmziekten (IBD). ‘Maar er zijn meer studies nodig en we moeten de werking valideren in echte mensen.’