logo

U bent hier

Waarschuwingsbericht

Opgelet! Dit event heeft al plaatsgehad.

Butyrogenic Effect of Inulin-Type Fructans: Kinetics of Cross-Feeding between Colon Bacteria

woensdag, 24 juni, 2009 - 17:00
Campus: Brussels Humanities, Sciences & Engineering campus
Faculteit: Science and Bio-engineering Sciences
D
0.08
Gwen Falony
doctoraatsverdediging

Hoewel de kennis betreffende de in het menselijk colon aanwezige microbiële diversiteit vandaag de dag sterk toeneemt, hinkt het huidige begrip van de functionele eigenschappen van de diverse bacteriële subgemeenschappen in de dikke darm ietwat achterop. Het bepalen van de habitat, de niche en de functionele rol van dergelijke groepen van colonbewoners en het karakteriseren van hun onderlinge interacties zal de komende jaren een van de belangrijkste uitdagingen vormen voor de studie van de microbiologie van de darm. Slechts een volledig begrip van de functionele aspecten van de verscheidenheid aan (trofische) relaties binnen de microbiële darmgemeenschap zal op termijn toelaten de volledige impact van dieetgerelateerd pre- of probiotisch ingrijpen op het humane colonecosysteem – en, bij uitbreiding, op de gezondheid en het welzijn van de gastheer - in te schatten (en te voorspellen).

Het doel van deze studie was het nader bestuderen van de interacties tussen bifidobacteriën en boterzuurvormers, wanneer deze gebruik maken van prebiotische inuline-type fructanen van verschillende ketenlengte als substraat. De aandacht ging hierbij voornamelijk uit naar de stijgende butyraatproductie eigen aan de fermentatie van inuline of oligofructose in het colon. Het onderzoek was gericht op het beter in kaart brengen van de kinetische aspecten van fructaandegradatie door een breed spectrum aan darmbacteriën, waaronder bifidobacteriën, Bacteroides thetaiotaomicron en verscheidene lactaat- en/of acetaatconverterende boterzuurvormers, met name Anaerostipes caccae en Roseburia species. De verscheidenheid aan inuline- of oligofructosedegradatiemechanismen en de invloed van deze diversiteit op bacteriële interacties – zowel competitieve als coöperatieve – werden nader bestudeerd.

Deze studie toonde aan dat niet alleen bifidobacteriën maar ook boterzuurvormers en bacteroides in staat zijn inuline-type fructanen af te breken, weliswaar volgens een verschillend mechanisme. Daar waar de meeste bifidobacteriën een preferentieel degradatiepatroon vertonen, breken species behorende tot andere genera alle fructaanfracties gelijktijdig af. Dergelijke verschillen in degradatiemechanismen leiden vermoedelijk tot de selectieve stimulatie van de bifidogemeenschap in het colon die waargenomen wordt na consumptie van inuline of oligofructose (bifidogeen effect). Verder toonde deze studie het bestaan van mogelijke cross-feedingsinteracties tussen bifidobacteriën en lactaat- en/of acetaatconverterende, boterzuurproducerende colonbacteriën aan. Dergelijke of gelijkaardige mechanismen kunnen een belangrijke rol spelen in het humane colonecosysteem en zouden aan de basis kunnen liggen van het gecombineerd bifidogeen/butyrogeen effect dat waargenomen wordt na toevoeging van inuline-type fructanen aan het dieet. Ook werd een fenotypische variatie onder de bifidobacteriën vastgesteld betreffende hun mogelijkheden om inuline-type fructanen van verschillende ketenlengte te metaboliseren, hetgeen zou kunnen wijzen op nichespecifieke adaptatie en een invloed kan hebben op de stamspecificiteit van bifidobacteriële stimulatie door oligofructose of inuline. Verschillende subgroepen binnen de bifidobacteriële colonpopulatie zouden gestimuleerd kunnen worden door verschillende inuline-type fructanen, hetgeen zich kan vertalen in verschillen betreffende de gezondheidsbevorderende eigenschappen van bepaalde fracties van deze prebiotica. In deze studie werd bijvoorbeeld aangetoond dat de verscheidenheid betreffende de mogelijkheid tot het degraderen van inuline-type fructanen zich weerspiegelt in de competitiviteit van bifidobacteriën in een cocultuur met Ba. thetaiotaomicron op inuline. Daarnaast werd in dit werk, door de implementatie van een online gaschromatografische methode voor analyse van koolstofdioxide- en waterstofgasproductie tijdens in vitro fermentaties, een beter inzicht bekomen in het energiemetabolisme van Clostridium cluster XIVa-butyraatproducenten, een zowel wat aantal als functionaliteit betreft belangrijke subgroep van boterzuurvormers binnen het humane colonecosysteem. Zo werd aangetoond dat het vermogen tot acetaatconsumptie en waterstofgasproductie negatief gecorreleerd en speciesafhankelijk is. Tijdens verdere studies zullen de ontrafelde selectieve degradatie- en cross-feedingsmechanismen in gezonde vrijwilligers gevalideerd worden.