De microbemens: ‘In mijn ideale ziekenhuis barst het van de bacteriën’

Hoe kunnen we de strijd tegen de ziekenhuisbacterie aangaan? Door de toevoer van microben in het ziekenhuis volledig stop te zetten? ‘Fout’, schrijft de Nederlandse microbioloog Remco Kort in zijn boek De microbemens. ‘Laat al die bacteriën de concurrentie met elkaar aangaan.’

Zijn we in een aantal zaken doorgeschoten? Heeft onze moderne leefstijl met het overmatig gebruik van antibiotica, desinfectiemiddelen, antibacteriële zepen en het toenemende aantal keizersneden nadelige gevolgen? Voor we ingaan op eventuele gevolgen lijkt het me goed eerst even twee zaken te verifiëren.

Worden we nu inderdaad veel minder dan vroeger blootgesteld aan micro-organismen? En is er een duidelijk verband met hygiëne? In de zogenaamde ‘hygiënetheorie’ wordt gesteld dat een toename van hygiëne heeft geleid tot een toename van allergie. Een tweede vraag is of al ons ‘antibacteriële gedrag’ heeft geleid tot een afname van de diversiteit van de populatie bacteriën die is verbonden met ons lichaam. Zijn wij daadwerkelijk onze bacteriën aan het verliezen?

Laat ik u eerst eens meenemen naar wat bij velen bekendstaat als de hygiënetheorie, die ik zo-even al noemde. In een notendop houdt deze theorie in dat we te ‘schoon’ leven, waardoor we allergieën ontwikkelen. Nu de uitgebreide versie.

Geheugenverlies

Blootstelling aan micro-organismen is van cruciaal belang geweest bij de evolutionaire ontwikkeling van ons immuunsysteem. We onderscheiden daarbij drie belangrijke bronnen van blootstelling. De microflora, die door onze moeder en overige familieleden op ons wordt overgedragen, de micro-organismen die uit onze omgeving komen, en tot slot de ‘oude infecties’, zoals darmparasieten, die aanwezig waren toen wij als jagers- verzamelaars door het leven gingen. Dat geldt niet voor infecties die later ontstaan zijn als gevolg van onze moderne leefstijl in steden. Dus virale infecties die veel voorkomen bij kinderen hebben geen regulerend effect op ons immuunsysteem.

Met de ‘oude infecties’ hebben we afgerekend. Darmparasieten vinden we nauwelijks meer terug in onze darmen. Als gevolg van de grootschalige verstedelijking worden we minder blootgesteld aan micro-organismen uit de natuur. Bovendien is de overdracht van micro-organismen bij de geboorte en door naasten verminderd ten opzichte van vroeger als gevolg van een toename van het aantal keizersneden en onze moderne leefstijl. Met andere woorden: de routes waarlangs wij gedurende de hele evolutie zijn blootgesteld aan drie belangrijke bronnen van micro-organismen zijn afgesneden.

Er stapelt zich steeds meer bewijs op voor een duidelijk verband tussen onze moderne leefstijl en de toename van immuunziekten, waaronder voedselallergieën, astma, eczeem, maar ook chronische darmontstekingen en overige auto- immuunziektes. Blootstelling aan een grote diversiteit van micro-organismen is van belang om een ‘geheugen’ op te bouwen voor een groot aantal moleculaire structuren, zodat we adequaat kunnen reageren als nieuwe gevaren zich voordoen. Dat werkt zo goed omdat alle levende wezens uit dezelfde bouwstenen bestaan, waardoor sommige structuren als veilig en andere als gevaarlijk kunnen worden bestempeld. Een cruciale rol in dit verhaal speelt het feit dat bepaalde bestanddelen van micro-organismen ervoor zorgen dat ongewenste ontstekingsreacties op voor ons ongevaarlijke stoffen worden uitgeschakeld. Dat is logisch: het immuunsysteem moet niet alleen leren wanneer het moet worden geactiveerd, maar ook wanneer het moet worden uitgeschakeld, in het geval van lichaamseigen cellen, ongevaarlijke allergenen in ons voedsel (zoals die in pinda’s en gluten), en natuurlijk de microben in onze darmen, waarmee we in symbiose leven.

En daar gaat het mis. Want dat zijn precies de drie zaken waar ons eigen immuunsysteem zich op richt in geval van eczeem (lichaamseigen cellen), voedselallergie (ongevaarlijke allergenen), chronische darmontstekingen (microben), en overige auto-immuunziektes, die allemaal toenemen in de westerse, ontwikkelde landen. Daarnaast hangen chronische ontstekingsreacties samen met een aantal moderne welvaartsziekten en aandoeningen, waaronder depressie, hart- en vaatziekten en afname van stresstolerantie. Een aantal studies laat overtuigend zien dat vergelijkbare ontstekingsreacties optreden in ontwikkelingslanden, waar wel sprake is van blootstelling aan een hoge diversiteit aan micro-organismen, maar dan zijn ze een reactie op een infectie. Als er geen infectie is, treedt er daar ook geen reactie op. In westerse landen, waar sprake is van een betrekkelijk lage blootstelling aan micro-organismen, zien we chronische ontstekingsreacties optreden zonder dat daarvoor enige noodzaak is. De micro-organismen leren ons dus niet langer wanneer we ons afweersysteem moeten uitzetten, en dat keert zich tegen ons.

De verstoring van de microbe-mensrelatie

Wat zorgt er nu precies voor dat blootstelling aan elk van de drie belangrijke microbiële bronnen veel minder optreedt in het moderne Westen, en dan met name de stedelijke omgeving? We zijn als mens geëvolueerd met een aantal infecties die we tolereerden. Deze ‘oude infecties’, ook wel ‘oude vrienden’ genoemd, hadden als kenmerk dat ze konden voortbestaan in de jager-verzamelaars, omdat we toen langdurig drager waren van deze infecties zonder dat ze ons fataal werden. Onze ‘oude vrienden’, waaronder de parasitaire infecties van rondwormen en Toxoplasma, het virus hepatitis A, en de bacteriën Salmonella, Helicobacter en Mycobacterium, hebben allemaal het vermogen ontwikkeld om ons immuunsysteem te reguleren.Ze zijn grotendeels uit ons lichaam verdwenen als gevolg van onze leefstijl, vaccinaties en gebruik van antimicrobiële middelen. Bovendien worden we dus ook nog eens minder blootgesteld aan de micro-organismen die uit onze omgeving en van onze familieleden komen. Geboorte met behulp van een keizersnede veroorzaakt een systematische verandering in de microflora van onze darmen ten opzichte van een normale geboorte, en is in verband gebracht met een verhoogd risico op auto-immuunziektes, waaronder diabetes type 1 en astma. Overmatig gebruik van antibiotica, vooral gedurende de zwangerschap en de eerste periode na de geboorte, kan leiden tot veranderingen in de microflora die in verband zijn gebracht met een verhoogd risico op chronische darmontstekingen, astma en koemelkallergie.

Ook onze omgeving is van groot belang voor voldoende blootstelling aan micro-organismen. Opgroeien op een boerderij blijkt het risico op astma te verkleinen. In die omgeving lijken namelijk veel hogere concentraties bacteriën en schimmels voor te komen in de slaapkamers van kinderen in vergelijking met die in een stedelijke omgeving. Ook veelvuldig contact met (landbouwhuis)dieren en de bacteriën in hun uitwerpselen blijken bij te dragen aan de blootstelling en training van ons immuunsysteem. Mogelijk spelen sporenvormende bacteriën, die heel lang kunnen overleven in een landelijke omgeving, zoals Bacillus subtilis, daarbij een belangrijke rol.

De diversiteit in de darmflora van inwoners uit rurale gebieden in Zuid-Amerika en Afrika is veel groter dan die van bijvoorbeeld Noord- Amerikanen. Dat heeft ongetwijfeld te maken met verschillen in dieet, maar naar alle waarschijnlijkheid ook met een grotere blootstelling aan micro-organismen. Studies laten zien dat een afname van de diversiteit gepaard gaat met een verminderd vermogen om ontstekingen de baas te blijven. Het ligt voor de hand dat een constante microbiële input uit de omgeving een rol speelt bij het in stand houden van de microbiële diversiteit in onze darmen, maar het is nog onduidelijk hoe dat precies in zijn werk gaat. Veel van de bacteriële stammen waaraan we blootgesteld worden in onze omgeving zien we niet terug als permanente bewoners van onze darmen. We komen dus wel met deze microben in contact, maar houden ze niet bij ons. Wat de belangrijkste factor is die bepaalt of een bacterie bij ons blijft, behoort tot de spannendste vragen van het vakgebied.

Vlees vs plantaardig

Wat heeft dat allemaal nou precies te maken met hygiëne? Waar het om draait in dit verhaal is een gebrek aan blootstelling, en dat is iets anders. Een goede hygiëne zou alleen maar gestimuleerd moeten worden. De microbemeester stelt wat andere maatregelen voor als compensatie voor het gebrek aan microben dat wij in ons moderne leven tegen het lijf lopen.

Allereerst een restrictief antibioticabeleid, zeker in de eerste fase van het leven. Geen gebruikmaken van antibacteriële zeep, zoveel mogelijk (contact met) huisdieren, indien mogelijk buiten leven, op een boerderij, een rijk dieet met veel gefermenteerde voeding, slapen met het raam open, en van tijd tot tijd een modderbad.

Terug naar de dag uit ons leven. We eindigen die met een gezonde maaltijd bestaande uit aardappels en groenten. We kunnen de samenstelling van de populatie bacteriën in onze darmen beïnvloeden door ons dieet. Mensen zijn alleseters, en we kunnen, afhankelijk van ons dieet, bestaande uit groenten of vlees, onze microflora daadwerkelijk in de richting laten bewegen van die van een herbivoor of van een carnivoor. Consumptie van veel vlees, dus veel dierlijke eiwitten en vet, gaat gepaard met de productie van galzuren die van belang zijn om de vetten af te kunnen breken. Galzuren hebben een sterk antibacterieel effect. Vlees eten leidt dus tot een darmflora met een relatief groot aantal bacteriën die goed tegen galzuren kunnen, waaronder Bacteroides en Bilophila, terwijl specialisten die vezels uit planten afbreken juist onderdrukt worden. Tot deze vezelafbrekers behoren de firmicutes Eubacterium en Ruminococcus, bacteriën die we veel terugvinden in planteneters. Een aantal van de risicofactoren waar fervente vleeseters aan blootgesteld worden, blijkt verklaard te kunnen worden aan de hand van specifieke kenmerken van de microflora in deze individuen. In geval van een eiwiten vetrijk dieet vinden we betrekkelijk hoge aantallen terug van de proteobacteriën Escherichia en Acinetobacter. Deze eiwit-afbrekende bacteriën zijn potentiële ziekteverwekkers. Bovendien stimuleren zij de aanmaak van galzuren en zetten die om in producten die een verhoogd risico op darmkanker met zich meebrengen. Tot overmaat van ramp worden verhoogde niveaus van de galzuur-resistente Bilophila ook nog eens in verband gebracht met chronische darmontstekingen. Bij de tegenhangers van deze bacteriën, die we in hoge mate bij een plantenrijk dieet zien, hoort een positief verhaal.

Bij afbraak van vezels, door onder andere Faecalibacterium en Eubacterium, worden kortketenige vetzuren geproduceerd. Van die verbindingen, waaronder butyraat, wordt verondersteld dat zij juist darmkanker en chronische ontstekingen kunnen voorkomen. Door het grote aantal factoren dat de samenstelling van onze darmflora bepaalt is het lastig tot eenduidige interpretaties te komen. Genetische ‘opmaak’ en leefstijl van de gastheer spelen mee. De enorme variatie van de darmflora tussen individuen maakte het geheel niet eenvoudiger. Buiten beschouwing laat ik hier voor het gemak even het zeer complexe netwerk van bacteriën dat bij onze spijsvertering is betrokken. En dan heb ik het nog niet eens over het gegeven dat verschillende bacteriële soorten dezelfde enzymatische omzettingen in onze darmen kunnen uitvoeren. Het is om die redenen dus ook op zijn zachtst gezegd niet eenvoudig te spreken van ‘gezonde’ of een ‘ongezonde’ darmflora, ook al zien we de hierboven beschreven veranderingen in de samenstelling die geassocieerd zijn met een hoge vleesconsumptie en bijbehorende nadelige effecten op de gezondheid. Het eenvoudige advies ‘eet gevarieerd en met mate’ blijft in ieder geval onverminderd van kracht.

Ingepakte chirurgen met mond- en haarkapjes

Wat kunnen we nog meer zeggen over de bacteriën in onze omgeving en de mate waarop we ze kunnen controleren? Veel mensen brengen zo’n negentig procent van hun tijd door binnen de vier muren van hun huis en hun kantoor. Ook een gebouw kun je zien als een ecosysteem waarin zich miljarden micro-organismen bevinden. Kunnen we iets zeggen over het ontwerp van het gebouw, de diversiteit van de verzameling micro-organismen binnen dat gebouw en onze gezondheid? Studies laten in ieder geval zien dat de diversiteit van de populatie micro-organismen in de lucht buiten hoger is dan binnen. Ventilatie zorgt ervoor dat de diversiteit binnen toeneemt, en mechanische ventilatie is minder effectief om de diversiteit te verhogen dan natuurlijke ventilatie via roosters of geopende ramen. Verder laten studies zien dat het aandeel potentiële ziekteverwekkende micro-organismen binnen hoger is dan buiten, en het hoogst is in ruimtes met slechte ventilatie en een lage luchtvochtigheid.

Als we kijken naar ons herstel van een ziekte is het van belang ons te begeven in een gezonde atmosfeer als het gaat om de aanwezige microben. Een bekende verpleegkundige schreef halverwege de negentiende eeuw al dat open ramen één van de belangrijkste voorwaarden zijn voor een voorspoedig herstelproces. En inderdaad: goede ventilatie is een manier om de kans op het verspreiden van infectieziekten te verlagen. Ondanks alle inzichten die we hebben verkregen over het ontwerp van een gezond gebouw, leven we nog steeds in een tijd waarin de zaak over het algemeen potdicht zit.

We hebben waarschijnlijk allemaal weleens gehoord van de ‘ziekenhuisbacterie’. Men kan een infectie met de ziekenhuisbacterie, een verzamelnaam voor bacteriën die resistent zijn geworden tegen bijna alle soorten antibiotica, rekenen tot de belangrijkste doodsoorzaken in ontwikkelde landen. In elke ruimte wordt de samenstelling en de omvang van de populatie micro-organismen bepaald door een aantal belangrijke factoren. Allereerst is de mate waarin zij de kans krijgen van buiten naar binnen te komen en op een oppervlak in de ruimte te landen van belang. Daarnaast spelen omgevingscondities ter plekke een belangrijke rol: die bepalen of de populatie zich uit kan breiden. Die condities kunnen bepaalde soorten in de ruimte selecteren. Studies laten zien dat temperatuur, luchtvochtigheid en luchtstroom de bezettingsgraad van ziekteverwekkers in de ruimte kunnen beïnvloeden. Ventilatie is goed voor de gezondheid, omdat er dan simpelweg minder mens-geassocieerde microben in de lucht zitten, wat dus de kans op een infectie verkleint. Een belangrijke les is dus dat het dichthouden van de ramen geen goede strategie is om ziekteverwekkers buiten de deur te houden.

Mogelijk kunnen we het ontwerp van woon- en werkruimtes zo aanpassen dat we de soorten die het menselijk lichaam zouden kunnen infecteren zo laag mogelijk houden. De belangrijkste bron voor de verspreiding van microben zijn mensen zelf. De mate van bezetting van een gebouw door mensen en de route die zij binnen afleggen spelen hierbij een belangrijke rol. Eén van de grootste denkfouten die op grote schaal wordt gemaakt is dat het risico op besmetting het beste kan worden ingedamd door de toevoer van microben volledig stop te zetten. Denk aan bacterievrije luchtstromen, ingepakte chirurgen met mond- en haarkapjes, desinfecterende zeep, twee paar steriele handschoenen over elkaar heen en gedesinfecteerde oppervlaktes. Het lijkt misschien op het eerste gezicht allemaal absolute noodzaak. In het belang van de patiënt. Er zit echter een adder onder het gras. Een volledig steriele ruimte waarin mensen zich kunnen begeven bestaat niet. Dus door al deze controlerende mechanismen is het aandeel bacteriën van menselijke afkomst in de ruimte juist vele malen groter. Bovendien is de bezettingsgraad van bacteriën in de ruimte extreem laag. Dus als er nou een ziekteverwekkende bacterie door het systeem heen glipt, landt hij in een volledig gedesinfecteerde ruimte zonder enige competitie van natuurlijke vijanden. De ziekteverwekker heeft dan dus een grotere kans om een infectie te veroorzaken.

Mijn ideale ziekenhuis

In mijn ideale ziekenhuis barst het van de bacteriën. Om de hoek bij de receptie staan drie grote fermentoren opgesteld waar melkzuurbacteriën gekweekt worden voor gezonde, bacterierijke voeding voor de patiënten, zoals yoghurt, kefir en komboecha. Overal in de gangen van het ziekenhuis ruikt het niet langer naar desinfectiemiddelen, maar naar boslucht, gegeneerd door bosbacteriën, oftewel streptomyceten, die in kleine vaatjes aan de muur gekweekt worden. De vloer wordt gereinigd met schoonmaakmiddelen die sporen van de grondbacterie Bacillus subtilis bevatten. Overal zijn vernevelaars met bacteriële suspensies geplaatst. In de zalen waar patiënten zich herstellen staan de hele dag door alle ramen open om bacteriën uit de omgeving binnen te laten. Al die bacteriën gaan de competitie aan met de bacteriële ziekteverwekkers uit het ziekenhuis, die zo een aanzienlijk kleinere kans krijgen om patiënten te infecteren.

Het is opvallend hoe weinig onderzoek er in deze richting plaatsvindt, terwijl ziekenhuisbacteriën een hardnekkig probleem blijven vormen, ook in ziekenhuizen waar men zeer grondig de hygiëne bewaakt met desinfectiemiddelen. Slechts op zeer kleine schaal worden schoonmaakmiddelen met bacteriën ingezet, terwijl studies hebben aangetoond dat op deze wijze de aantallen hardnekkige ziekenhuisbacteriën onderdrukt kunnen worden, waaronder de beruchte Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii en Klebsiella pneumoniae. Uiteraard zal beter onderzocht moeten worden wat voor formuleringen van schoonmaakmiddelen met bacteriën het effectiefst zijn, en in welke ruimtes de toevoeging van bacteriën het juiste effect blijkt te sorteren. Want het is duidelijk dat we geen risico kunnen nemen als het om kwetsbare patiënten gaat. De onderzoeksmethoden daarvoor zijn allemaal aanwezig. We hoeven ze alleen maar toe te passen.

Uit: ‘De microbemens, het belang van het onzichtbare leven’ van Remco Kort, te koop vanaf 26 september, Singel Uitgeverijen, ISBN 9789025306922, 19,99 euro