Methanobrevibacter smithii zijn archaea die in de darmen, mondflora en geslachtsorganen van zoogdieren leven. Dit zijn zogenaamde methaangeneratoren, die kooldioxide en waterstof metaboliseren tot water en methaan en zo een gezonde kolonisatie van de darmen, mond en geslachtsorganen ondersteunen. De afwezigheid van Methanobrevibacter smithii in de dikke darm wordt nu geassocieerd met obesitas.
Wat zijn Methanobrevibacter smithii?
Samen met bacteriën en eukaryoten zijn archaebacteriën een van de drie domeinen van cellulaire organismen. Archaea zijn eencellige organismen waarvan het DNA in kleine hoeveelheden is gerangschikt. Jij bent een van de prokaryoten. Celorganellen bevatten geen archaea.
Het menselijk lichaam heeft van nature een bepaald eencellig huishouden en is daarom de natuurlijke habitat van verschillende bacteriekolonies. In de menselijke darm leven bijvoorbeeld verschillende eencellige organismen, die verschillende taken uitvoeren in verband met spijsverteringsprocessen. Een van de belangrijkste darmbacteriën is Methanobrevibacter smithii. Dit is een archaebacterie die, naast de darmen van veel zoogdieren, ook de vagina en mondflora van mensen koloniseert.
De bacterie is een van de producenten van hydrogenotrofe methaan en methaan wordt gevormd tijdens hun energiemetabolisme. Methaan behoort tot de groep van alkanen en wordt in een organisme in het darmgebied aangemaakt uit enzymatisch gesplitst voedsel.
Methaanproducerende micro-organismen zoals Methanobrevibacter smithii worden eigenlijk ten onrechte bacteriën genoemd. Bacteriën en archaea werden oorspronkelijk toegewezen aan een gemeenschappelijk taxon. Sinds de jaren negentig worden bacteriën en archaea echter als twee verschillende taxa behandeld, waarbij methanogenese uitsluitend door archaea wordt uitgevoerd. Alle methaangeneratoren behoren tot de archaea en dus de Euryarchaeota.
Voorkomen, distributie en eigenschappen
De archaea Methanobrevibacter smithii zijn organismen die groeien in een zuurstofvrije leefomgeving. Deze eigenschap wordt ook wel obligate anaerobia genoemd. Deze vorm van anaerobie onderscheidt de archaea van organismen die eventueel onder oxische omstandigheden kunnen leven. De darmbewoners zijn fluorescerend en methanogeen. Ze gebruiken waterstof en kooldioxide in de darmflora en de tandflora om methaan en water te genereren. In deze context spreken de archaea ook van hydrogenotrofe methaanvormers. Waterstof en koolstof hopen zich op in de darmen en in de tandflora van zoogdieren, voornamelijk als gevolg van de metabolische processen van andere micro-organismen.
Voor methaangeneratoren is het vrijkomen van energie tijdens methanogenese een essentieel proces. Methanogenese dient hen daarom als energiebron. De archaea zijn dus geen parasieten: ze groeien niet ten koste van gastheerorganismen, maar leven ermee in een wederzijds voordelige relatie.
De Methanobrevibacter smithii zijn methanogenen die kooldioxide en waterstof omzetten in water en methaan. De omzetting van mierenzuur kan ook een rol spelen bij de productie van methanol. Alle methaangeneratoren leven het liefst bij ideale temperaturen tussen nul en 70 graden Celsius. Ze zijn minder goed bestand tegen vriestemperaturen en temperaturen boven de 90 graden zijn fataal voor hen. Temperaturen boven de 50 graden maken de methaangeneratoren daarentegen bijzonder efficiënt. Het ideale milieu voor archaea is pH-neutraal of licht alkalisch en bestaat optimaal voor 50 procent uit water.
De habitat van methaangeneratoren is niet uitsluitend het menselijk of dierlijk lichaam. Veel vormers worden ook aangetroffen in watersedimenten, met water verzadigde bodems of mest, omdat ze stikstofverbindingen, minerale elementen en sporenelementen vinden om te overleven in deze levensgebieden.
De micro-organismen worden geremd door organische zuren, zuurstof en ontsmettingsmiddelen. In de menselijke darm komen ze voornamelijk voor in de dikke darm. De Methanobrevibacter smithii maken uiteindelijk deel uit van de anaerobe voedselketen en vertegenwoordigen het laatste punt: de daar optredende stofwisseling leidt tot de vorming van methaan.
Betekenis en functie
De Methanobrevibacter smithii nemen vitale taken op zich in het menselijk lichaam en vertegenwoordigen een soort afvalverwijdering.Vuilnisrecyclingbedrijven ruimen de dikke darm en de tandflora op door het afval van andere micro-organismen te gebruiken. Deze afvalproducten zijn voornamelijk waterstofmoleculen, waaruit collega's de archaea methaan produceren.
In dit verband spelen de micro-organismen onder meer een doorslaggevende rol bij winderigheid. De activiteit van Methanobrevibacter smithii ondersteunt de kolonisatie van andere darm- en tandbacteriën. Methaanvormers zijn onmisbare elementen voor zowel de tandflora als de darmflora en dragen significant bij aan de werking van het totale systeem. Volgens nieuwe wetenschappelijke bevindingen dragen niet alle mensen de archaea in hun darmen.
Uw medicatie vindt u hier
➔ Medicatie tegen diarreeZiekten en aandoeningen
Methanobrevibacter smithii koloniseren de darmflora bij ongeveer 15 procent van de bevolking niet. De wetenschap gaat ervan uit dat bij afwezigheid van bacteriën er minder nuttige bacteriën in de darmen terechtkomen. Dat zou betekenen dat mensen zonder de methaanvormende darmbewoners een slechtere, minder functionerende spijsvertering hebben dan mensen met de archaea. Een wetenschappelijk onderzoeksonderwerp in deze context is obesitas. Sommige wetenschappers speculeren momenteel over de mate waarin de afwezigheid van Methanobrevibacter smithii obesitas en aanverwante verschijnselen zou kunnen bevorderen.
Ook op het gebied van de tandflora kan de afwezigheid van archaea leiden tot een algemene vermindering van nuttige bacteriën en zo tandziekten bevorderen die terug te voeren zijn op een slechte tandflora.
Met betrekking tot obesitas is de wetenschap al tot de eerste resultaten gekomen door dierproeven. Als onderdeel van een studie koloniseerde de Washington University de darmen van muizen met dezelfde darmbacteriën die in de menselijke darm worden aangetroffen. Sommige individuen kregen geen Methanobrevibacter smithii in het experiment, terwijl anderen werden gekoloniseerd met Methanobrevibacter smithii. De proefdieren zonder Methanobrevibacter smithii waren significant dikker dan de individuen met de micro-organismen aan het einde van het onderzoek.
