Sinds poeptransplantatie het bewezen ultieme geneesmiddel is gebleken voor mensen met een terugkerende clostridium difficile infectie in de darmen (die dodelijk kan zijn), is een nieuw onderzoeksgebied aan het opbloeien. Er zijn inmiddels wetenschappelijke aanwijzingen dat er een samenhang is tussen darmflora en diverse geestelijke fenomenen zoals depressie, schizofrenie, angst en autisme. Daarbij is overigens vaak nog onduidelijk hoe oorzaak en gevolg liggen, laat staan dat er geneeswijzen op geënt kunnen worden. Ook in de bodem worden de complexe interacties van het bodemleven ontrafeld.

Systemische aanpak
De vierde debatavond van It's the Food my Friend, over "bacteriën als vrienden in de voedselketen", bewoog zich in de frontlinie van de wetenschap, waar een systemische aanpak met big data opgang maakt, aldus spreker Huub Savelkoul. De complexe interacties tussen het endocriene systeem, het immuunsysteem en het neurale systeem in het lichaam, van oudsher gescheiden medische vakgebieden, vragen om zo'n systeembenadering. En de al even complexe interacties tussen mineralogie, bodemleven, planten en dieren vragen ook in de bodemkunde en landbouw om een systeembenadering.

Parallellen tussen vakgebieden
Dit kreeg gisteren in de Rode Hoed zijn uitdrukking doordat de twee hoofdsprekers, hoogleraar in Wageningen in respectievelijk de terrestrische microbiologie en de immunologie/celbiologie, hun presentatie samen hielden. Voorafgaand aan de debatserie kenden ze elkaar niet, maar tijdens de voorbereidende gesprekken ontdekten ze zoveel overeenkomsten dat ze besloten om hun presentaties in elkaar te schuiven. Om en om lichtten ze aspecten van de microbiotische activiteit in lichaam en bodem toe. Sandra de Weert, onderzoeker bij Koppert (van de biologische bestrijding) en Constance Schultsz, medisch microbioloog van het AMC, vulden hun verhalen na afloop aan met praktijkvoorbeelden uit de landbouw en de medische wetenschap.

Bacteriën make the world go round
Een mens heeft bijna tien keer meer bacteriën in zijn lichaam dan lichaamscellen, gemiddeld 150 soorten. In een handjevol aarde zitten wel 5000 verschillende micro-organismen, in aantal zoveel als de wereldbevolking. En zowel in de bodem als in ons lichaam blijkt steeds duidelijker dat dit microbioom van cruciaal belang is voor allerlei vitale functies, zoals de stofwisseling en afweer, maar ook voor meer geavanceerde levensprocessen zoals - bij de mens - het functioneren van het brein.

Bij gebrek aan ziekteverwekkers en microscopische predatoren kunnen soorten onbeheerst gaan woekeren en verlies je juist biodiversiteit
Liefde, haat, moord en bedrog
Huub Savelkoul, hoogleraar celbiologie en immunologie aan de WUR, maakte duidelijk hoe belangrijk de darmen zijn voor het immuunsysteem, en hoe er in het lichaam een continue Shakespeariaanse strijd gaande is; op elk moment zijn wij zeven virale infecties aan het bestrijden, elke dag ontstaan in ons lichaam 10 nieuw tumoren die moeten
worden opgeruimd. Ook in de bodem, vertelde Wim van der Putten, is zo'n strijd voortdurend gaande: duizenden, aaltjes, bacteriën, mycorrhiza, beerdiertjes, schimmels en plantenwortels zijn in complexe interacties van liefde, haat, moord en bedrog verweven. Als voorbeeld geeft hij de complexe microbiotische interacties rond helmgras in duinzand en de talrijke nematoden die daarbij betrokken zijn.

Alexis de Roode
Word lid

Fijn dat je Foodlog leest! Dit artikel is gratis. Wil je dat wij kunnen blijven bestaan? Steun ons dan en word lid. Dat kan al vanaf €5,- per maand.


Schade en nuttige schade
Micro-organismen kunnen zoals bekend flinke schade aanrichten; een kwart van alle sterfgevallen wereldwijd is nog steeds te wijten aan infectieziektes. In de landbouw is de schade van ziekten en plagen een continue uitdaging, omdat we voor onze voedselproductie productieve rassen met weinig weerstand hebben gekozen. De pathogenen en predatoren in de grond zijn echter ook onmisbaar voor het creëren van biodiversiteit, legde Van der Putten uit. Bij gebrek aan ziekteverwekkers en microscopische predatoren kunnen soorten onbeheerst gaan woekeren en verlies je juist biodiversiteit. Dat zie je bij invasieve soorten, zoals de Amerikaanse vogelkers. Die heeft in Amerika bodemvijanden, maar hier niet.

Niet alle bacteriën zijn overal
In tegenstelling tot wat Laurens Baas Becking vroeger leerde, variëren microbiële populaties in de natuur sterk regionaal, in samenhang met de biodiversiteit. Zo blijken er ook bij de mens drie verschillende menstypen te bestaan qua microbiologie, terwijl ook in en op ons lichaam de microbiotische kolonisatie sterk varieert. Bovendien verandert ons lichamelijke ecosysteem tijdens ons leven. Een en ander heeft tot gevolg dat grondtransplantaties prima kunnen werken om nieuwe natuurgebieden te creëren, net zoals poeptransplantaties werken bij mensen. Van der Putten toont voorbeelden van grondtransplantaties in Reijerscamp waar snel heidelandschap is gecreëerd.

Likken aan een varkenssnuit
Ook in het lichaam hebben infecties en parasitaire indringers hun nut. Ze spelen een cruciale rol bij de opbouw van het immuunsysteem, zo legde Savelkoul uit. Sinds de jaren '60 is het aantal infectieziektes dramatisch afgenomen, maar tegelijk is het aantal allergieën en ziekten van het immuunsysteem enorm toegenomen. De kunst is om het immuunsysteem (met name van kinderen) bloot te stellen aan infecties die het wel prikkelen, maar niet ziek maken. Drie mogelijkheden die Savelkoul daarvoor noemt zijn lactobacillen (probiotica), mycobacteriën (die zitten in de grond) en wormeninfecties. Het kan dus helemaal geen kwaad om je peuter over het gazon te laten kruipen of even aan een varkenssnuit te laten likken (zoals een hilarische foto tijdens de presentatie toonde). In Amerika kan je zelfs wormenkuren bestellen om je immuunsysteem een boost te geven.

Het roept Bijbelse gedachten op: van stof zijt gij gemaakt, en tot stof zult gij wederkeren
Onze onzichtbare dienaars
Het microbioom levert veel nuttige diensten, benadrukken beide professoren. In het lichaam zorgen ze voor de vertering, maken vitaminen aan, leveren talloze stoffen die we nodig hebben om te functioneren. Van der Putten noemde de bodem "één grote darm". "Organismen in de grond werken per jaar zo'n 25.000 kilo organische stof om per voetbalveld, ze creëren holtes voor plantenwortels om in te groeien." Hij reikt een indrukwekkende lijst ecosysteemdiensten aan die het bodemleven de landbouw levert: stikstofbinding, koolstof vastleggen, pesticiden afbreken, bevorderen van menselijke immuniteit en vertering, bodemstructuur, opruimen van organisch materiaal, regulering
van plantenvoeding, enzovoort.

Verstoring microbioom heeft grote invloed
Beide professoren benadrukken ook hoe gevoelig dit systeem is voor verstoring. Savelkoul legt uit dat leefomgeving en levensstijl een grote invloed hebben op de samenstelling van de darm: als de darmflora verstoord raakt kan het immuunsysteem overactief of deficiënt worden. Daarbij is van belang dat de darm geen gesloten pijp is, maar "lek" is. Dat is noodzakelijk om voedsel te kunnen opnemen, maar een te sterk lekkende darm vergroot de kansen op ziekte. Andersom is geconstateerd dat 30% van de kinderende met autisme een lekkende darm heeft.

Lichaam en bodem zijn nauw verbonden
Het bodemleven is net zo gevoelig voor verstoringen door landbouwtechnieken. Het web van checks & balances moet zich kunnen handhaven. Van der Putten benadrukt dat alles wat we eten en zelfs de kleren die we dragen, vrijwel alles wat ons in stand houdt, via de bodem tot ons is gekomen. "Wat wij eten bepaalt hoe wij de bodem begrijpen" zegt Van der Putten dan ook, en zelfs: "Je moet de bodem goed beheren, anders beheer je je eigen lichaam niet goed." Het roept Bijbelse gedachten op: van stof zijt gij gemaakt, en tot stof zult gij wederkeren.

De darmen als tweede brein
De interactie tussen brein en darm is een veelbelovend onderzoeksgebied. Savelkoul: "De nervus vagus, de 10e hersenzenuw activeert vanuit de hersenen alle andere organen, ook de darm. Zo krijgen sommige studenten krijgen spontaan diarree, als ik de vragen van een tentamen moeilijker heb gemaakt." De darmen worden ook wel het tweede brein genoemd, vertelt hij: "90% van de neurotransmitter serotonine in ons lichaam zit in onze darmen, slechts 10% in het brein."

Voeding moeder heeft effecten op ontwikkeling kind
Een ander nieuw veelbelovend onderzoeksgebied is de epigenetica: de invloed van omgevingsfactoren op het genoom. Savelkoul: "Eetgewoonten en andere omgevingsfactoren kunnen imprinting in het DNA van de moeder veroorzaken. Je kunt het vergelijken met een dimmer op een lamp waarbij bepaalde eigenschappen harder of zachter worden aangezet. Die veranderingen wordt doorgegeven aan de volgende generatie. Invloeden tijdens zwangerschap hebben op die manier invloed op het kind en op de latere ontwikkeling en ziektebeelden van dat kind."

Veredeling graag op locatie
Ook in de landbouw blijken er epigenetische effecten van belang te zijn. Van der Putten: "De paardenbloem plant zich voort met ongeslachtelijk zaad, dus brengt genetisch identieke bloemen voort. Maar als je de ouders behandelt met een bepaald plantenhormoon, zie je een effect op het gedrag van rupsen bij de volgende generatie. Dit heeft consequenties voor je veredeling: je moet zaad bij voorkeur veredelen op de plek waar je het gaat uitzaaien, vanwege die epigenetische effecten."

We zijn er hartstikke van overtuigd dat een gezonde bodem leidt tot een betere gezondheid bij mensen
Interacties tussen planten en bodem beter benutten
Van der Putten pleit ook voor het combineren van gewassen in de grond; niet alleen vruchtwisseling, maar ook intercropping ofwel tussenbouw. Daarmee kun je veel plantenziektes en plagen vermijden. Hij toont een voorbeeld waarbij wilgen langs de akker een positief effect hebben op de ziektedruk. Alles wat boven de grond gebeurt heeft invloed op wat onder de grond gebeurt. "Probeer de plant al geheel te bekijken. Als je insecten wil bestrijden, moet je beginnen met de bodem."

Een gezonde bodem in een gezond lichaam?
Hoewel er niet veel soortenoverlap zit tussen de bacteriën die de grond bevolken en de bacteriën die ons lichaam bevolken, schroomt Savelkoul niet om de gezondheid van de grond rechtstreeks met de gezondheid van de mens te verbinden: "We zijn er hartstikke van overtuigd dat een gezonde bodem leidt tot een betere gezondheid bij mensen. Een concreet voorbeeld is de melkproductie waarbij de kwaliteit van de bodem invloed heeft op het gras; dat heeft invloed op de gezondheid van de koe, de kwaliteit van de melk en de gezondheid van de mens."

Biologische bestrijding in opkomst
Na de twee hoofdsprekers vertelt Sandra de Weert over haar werk bij Koppert, dat sinds 1967 methoden voor biologische bestrijding ontwikkelt. Het begon met een komkommerteler die letterlijk ziek werd van zijn eigen bestrijdingsmiddelen en daarom ging zoeken naar mogelijkheden om natuurlijke predatoren in te zetten. Het is een aanpak die nog steeds sterk groeit, inmiddels heeft het bedrijf 26 vestigingen wereldwijd.

De details van poeptransplantatie
Medisch microbioloog Constance Schulsz vertelt meer over de opbouw van het microbioom bij kinderen. Haar verhaal maakt duidelijk dat een keizersnede, gebrek aan borstvoeding of een antibioticabehandeling rond de geboorte allemaal grote nadelige gevolgen kunnen hebben voor het kind doordat de normale microbiotische huishouding niet kan worden opgebouwd. Ook de smeuïge details van fecestransplantatie liet ze zien. Het maakt begrijpelijk dat er in eerste instantie nog steeds wordt geprobeerd een clostridiuminfectie met antibiotica te bestrijden.

Als je via je dieet je microbioom wil veranderen zie je na 24 uur een duidelijke kortstondige verandering, maar die ebt dan weer vrij snel weg
Microbioom via dieet veranderen? Moeilijk
In de slotdiscussie stelt iemand een praktische vraag: is het mogelijk om je microbiologie met voeding te veranderen? Savelkoul antwoordt dat dit uitzonderlijk moeilijk lijkt te zijn. "Als je via je dieet je microbioom wil veranderen zie je na 24 uur een duidelijke kortstondige verandering, maar die ebt dan weer vrij snel weg."

De nabije toekomst
Het debat eindigt zoals gebruikelijk met een blik op de toekomst. De landbouwkundige sprekers verwachten dat biologische bestrijding en groeibevordering steeds meer de plaats zal gaan innemen van chemische bestrijding en groeibevordering; terwijl in de medische hoek hoge verwachtingen bestaan van onderzoek naar epigenetica, de relatie tussen brein en darmen, en de ontwikkeling van biologicals, natuurlijke eiwitten die kunnen worden ingezet bij ziekten zoals MS of reuma. "Zulke moleculen kunnen goed worden ingezet om microbiota te sturen. Daar zijn heel grote ontwikkelingen te verwachten."

Landbouw moet meer denken in evenwichten
In borrel achteraf heeft Klaas Johan Osinga, adviseur bij LTO Nederland, een aantal praktische opmerkingen. "De sprekers maakten duidelijk dat we meer in microbiologische evenwichten moeten denken. De landbouwpraktijk sluit hier vaak nog niet bij aan. Als boer of tuinder stuur je vaak bij op één probleem: één plaaginsect, één schimmel, één voedingsstof waar tekort aan is. Terwijl zo'n ingreep effecten op het bodemleven heeft waardoor allerlei microbiotische evenwichten verschuiven."

Internationale wetgeving problematisch
Osinga ziet met name problemen bij de internationale voedselwetgeving: "De regels sluiten niet aan bij het werken met evenwichten. In de wetgeving voor voedselveiligheid wordt vaak uitgegaan van nultolerantie. Bij de export van bloemen mag er bijvoorbeeld niet één schadelijk insect op de bloemen zitten. Maar als je met biologische gewasbescherming werkt is een nultolerantie niet realistisch. Bij een systeem van checks & balances is het normaal dat er verschillende organismen op de plant aanwezig zijn, die elkaar in toom houden. Nultoleranties passen daar niet bij."

Als Rusland een vliegje vindt op een product, kunnen ze met de IPPC in de hand de grens drie maanden dicht gooien
Codex alimentarius, OIE en IPPC
Osinga legt uit dat dit probleem speelt bij "de drie zusters" van de internationale handel, de Codex Alimentarius in Geneve, de OIE (veehouderij) in Parijs en de IPPC (plantaardig) in Rome. Als Rusland een vliegje vindt op een product, kunnen ze met de IPPC in de hand de grens drie maanden dicht gooien. De richtlijnen geven de wetenschappelijke kaders voor handelsmaatregelen. Dringt het denken in evenwichten dan nog niet door bij deze wetenschappers? Osinga: "Dat is de vraag. De wetenschap zou onafhankelijk moeten zijn maar in de praktijk spelen economische en politieke belangen ook hun rol."

Functionele genen
Sven Sielstra, student moleculaire biologie uit Groningen: "Het debat was de reis waard. Ik ben vooral geïnteresseerd in de genen die betrokken zijn bij de interacties in de bodem en het lichaam. Er wordt de laatste tijd bijvoorbeeld gesproken over bacteriën die fosfaat kunnen vrijmaken voor planten. Die micro-organismen hebben een bepaald eiwitmachientje dat deze functie vervuld, maar de blauwdruk voor dat eiwitcomplex zit in het DNA. Ik ben erg benieuwd naar dat soort cruciale functionele genen."

Onderzoek nodig, maar wie betaalt?
Wouter van der Weijden, directeur Stichting CLM en medeorganisator: "Gezien het duidelijke effect van fecestransplantaties bij darminfecties zou ik graag willen weten bij wat voor ziektes het nog meer zou kunnen helpen. Je zou een breed scala aan ziektes hierop willen toetsen. Maar het probleem is dat er geen patent in het vizier is die zulk onderzoek voor de industrie aantrekkelijk maakt. Daardoor is het moeilijk te financieren. De overheid zou dat moeten doen. De markt is teveel zaligmakend geworden, het is tijd dat dit verandert."

Fotocredits: Savelkoul (l) en Van der Putten (r), Maartje Strijbis
Dit artikel afdrukken