Tien meter lang, dat is zo lang als een autobus. Als je hem helemaal openplooit, bedekt hij een voetbalveld. De darm is eigenlijk een gigantisch orgaan, een in vele bochten gewrongen koker die de voornaamste grens vormt tussen het menselijk lichaam en de buitenwereld. Een grens die slechts uit één cellenlaag bestaat. De huid - dat andere contactorgaan met de rest van de wereld - is tenminste nog vele lagen dik, en wordt versterkt door harde stoffen, terwijl de darmwand dun en zacht, en dus ogenschijnlijk kwetsbaar blijft.
...

Tien meter lang, dat is zo lang als een autobus. Als je hem helemaal openplooit, bedekt hij een voetbalveld. De darm is eigenlijk een gigantisch orgaan, een in vele bochten gewrongen koker die de voornaamste grens vormt tussen het menselijk lichaam en de buitenwereld. Een grens die slechts uit één cellenlaag bestaat. De huid - dat andere contactorgaan met de rest van de wereld - is tenminste nog vele lagen dik, en wordt versterkt door harde stoffen, terwijl de darmwand dun en zacht, en dus ogenschijnlijk kwetsbaar blijft. De darmcellenlaag moet echter wel in staat zijn om nuttige stoffen te puren uit de constante stroom voedsel en water die voorbijkomt, en tegelijk vijanden buiten te houden die op de loer liggen om die geweldige biotoop die een mensenlichaam is, binnen te dringen. De darm is ook constant in beweging en wordt voortdurend vernieuwd. Elke dag worden niet minder dan 70 miljard cellen in zijn wand vervangen. Wat hem kwetsbaar maakt voor een van de meest gevreesde ziekten van onze moderne tijd: kanker. De darm is voorts hypergevoelig voor ontstekingen. Hij huist niet minder dan 100.000 miljard microben, dat zijn tien keer meer microben dan er cellen in het hele mensenlichaam zitten. Die vormen een wereld op zich, met eigen wetten en een eigen dynamiek. Maar de microbenwereld kan ook ontregeld worden, en is op zijn beurt kwetsbaar voor aanvallen, waarbij hij aanleiding kan geven tot zware darmontstekingen. Darmkanker en darmontstekingen: twee aandoeningen die moeilijk te genezen zijn, onder meer omdat er tot dusver weinig aandacht is geweest voor doorgedreven onderzoek van het orgaan waarin ze zich manifesteren. Het hart en de hersenen lagen zoveel beter in de markt, er was zoveel meer eer mee te behalen. Het wetenschappelijke topvakblad Science wil daar verandering in brengen. Het gaf vorige maand een dertig bladzijden lange special uit met een stand van zaken van het darmonderzoek. Boeiende lectuur over een miskend orgaan. De darm was het eerste orgaan dat ontstond nadat de natuur meercelligheid als een optie voor het leven introduceerde. Er kwam aan een wezentje dus een binnen- en een buitenkant, een darm en de huid. Pas meer dan 40 miljoen jaar later werden tussen beide in de eerste andere organen gevormd. Parallel met de groeiende complexiteit van het leven werd de darm geplooid en om zijn as gedraaid, in een vrij ingewikkeld maar genetisch goed vastgelegd patroon, om perfect te passen in het lichaam dat hij moet voeden. De darm vormt mee de basis voor een optimale werking van het lichaam. Zonder voeding vanuit de darm kunnen hart en hersenen niet functioneren. Er is trouwens héél intense communicatie tussen de darm en de hersenen - sommige wetenschappers gaan zelfs zo ver de darm als een soort 'tweede hersenen' te omschrijven. Kleine eiwitten peilen in de darm continu naar de toestand aldaar en informeren de hersenen via snelle zenuwbanen wat er circuleert. De hersenen houden dat angstvallig bij en sturen desgevallend signalen naar hun drager dat hij wat beter moet eten of wat minder moet drinken. Er is voortdurend interactie. Maar dat systeem kan ontregeld raken, door bijvoorbeeld een overdreven afzetting van vet, zodat mensen ongeremd te veel gaan eten en te dik worden. Een situatie waar een lichaam niet voor gemaakt is, maar waar het niet altijd gepast op reageert. In tegenstelling tot wat wij soms denken, is de darm geen statisch, maar een dynamisch orgaan. Dat blijkt vooral - zoals in de wetenschap wel meer het geval is - uit de analyse van extreme gevallen, in casu dieren waarbij de darm lange tijd inactief is en dan plotseling in actie moet komen, zoals bij kikkers of eekhoorns die een winterslaap houden, of bij slangen die maar eens om de zoveel maanden eten. Een darm past zich meteen aan. De darm van een python verschrompelt in de periode dat hij niets eet. Maar binnen de kortste keren nadat de slang een prooi heeft opgezwolgen, verdubbelt hij in omvang. Dat komt omdat de plooien in de darm, en de miljoenen uitsteeksels op die plooien (de microvilli), plotseling veel meer bloed krijgen, en/of veel vocht uit het darmkanaal opnemen, waardoor het orgaan gaat uitzetten. Het gaat dus niet om een mechanisme waarbij de celgroei gestimuleerd wordt, want dat zou te lang duren. Het gaat eigenlijk om het oppompen van de darm. Om dat allemaal te sturen, gaat de omvang van het hart van een slang met 40 procent toenemen in de eerste dagen na het verorberen van een prooi. Overwinterende kikkers kunnen tot 80 procent van hun darmvolume verliezen tijdens hun inactieve periode. Maar ook daar wordt de darm meteen in gang gezet als er gegeten moet worden. Uit experimenten is trouwens gebleken hoe flexibel een kikkerdarm kan zijn. Hoe langer een darm is, hoe meer nuttige stoffen hij uit het doorstromende voedsel kan puren. Kikkervisjes die in voedselarme omstandigheden opgroeien, of in omstandigheden met veel competitie voor voedsel, ontwikkelen een langere darm dan kikkertjes die in gunstiger omstandigheden het leven zien. Ze kunnen dus méér halen uit minder voedsel. Als er echter rovers in de buurt zijn, zoals libellenlarven, wordt een deel van de kikkerdarm opgeofferd. Een lichtere buik impliceert een hogere snelheid om weg te schieten. Zeker omdat een deel van het weefsel dat niet in de darm gaat, geïnvesteerd wordt in de staart waaruit een kikkervisje de kracht puurt om aan belagers te ontsnappen. Zelfs de darm wordt in de greep gehouden door de ijzeren wet van de balans, van het geven en nemen in functie van een optimale aanpassing aan lokale levensomstandigheden. Het is uiteraard bijna ondoenbaar om dat soort experimenten bij mensen uit te voeren, maar er zijn geen ernstige redenen om aan te nemen dat onze darmen minder flexibel zouden zijn dan die van andere dieren. De structuur van de mensendarm wordt wel kritisch onder de loep genomen. Er blijken verschillende soorten cellen in te huizen, met allemaal een specifieke functie: cellen die enzymen afscheiden om suikers te verteren en voedingsstoffen op te nemen, die een soort slijm afscheiden dat de darm moet beschermen, die allerhande hormonen produceren waarmee de werking van de darm gestuurd en gecontroleerd wordt, die eiwitten loslaten om potentiële aanvallers aan te pakken. Alle darmcellen ontstaan uit krachtige stamcellen die verborgen zitten in de basis van de diepste darmplooien, en die van daaruit naar boven migreren, naar het contactoppervlak tussen darm en buitenwereld, waar ze een paar dagen na hun vertrek aankomen. Tijdens de migratie evolueren ze tot een cel met een specifieke functie, onder invloed van genetische prikkels. De stamcellen in de darm krijgen bijzondere aandacht, net omdat ze zo krachtig zijn, en omdat hun migratie goed bestudeerd kan worden. Van stamcellen wordt veel heil verwacht in het medisch onderzoek, omdat ze in principe kunnen uitgroeien tot eender welke lichaamscel, zodat ze op termijn gebruikt zouden kunnen worden om, bijvoorbeeld, verslijtende organen bij te spijkeren met lichaamseigen weefsel. Omdat de cellen van de darm intens moeten werken, worden ze regelmatig vervangen. Cellen sterven af, worden losgelaten, uitgescheiden, en vervangen door nieuwelingen. Een ononderbroken proces van celdood en celvermenigvuldiging dus - en dat zijn twee eigenschappen die het ontstaan van kanker in de hand werken. Het is al een tijdje bekend dat eenderde van alle sterfgevallen door kanker in feite met de voeding te maken heeft. Maar omdat de link tussen voeding en kanker veel minder makkelijk te leggen was dan die tussen voeding en problemen met hart en bloedvaten - te veel vet - is er minder commotie rond gemaakt. De darm en de vorming van kankergezwellen in de darm blijken te complex om in één duidelijk schema te vatten. Stilaan groeit de consensus dat ook hier 'overvoeding' een sleutelrol speelt, dat te veel eten een stimulerend effect kan hebben op het ontstaan van tumoren in het darmkanaal. Te veel vet, te weinig beweging, een te hoge body mass index (een te zwaar lichaam dus): allemaal factoren die ook het risico op darmkanker in de hand werken. Darmkanker zou weinig of niets te maken hebben met de blootstelling aan poten- tieel kankerverwekkende stoffen in de voeding, maar zou vooral een reactie zijn op een afwijkende voeding, een voeding waaraan het lichaam en dus de facto de darm zelf niet aangepast zijn. Wat wel zeker is, is dat een dieet rijk aan groenten en fruit darmkanker tegenwerkt, omdat het een heleboel stoffen bevat die het kankervormende proces remmen. Ondertussen krijgt de helft van de mensen in de westerse wereld ooit een darmgezwel te verwerken, meestal op latere leeftijd. Ongeveer vijf procent daarvan groeit uit tot een echte kanker, een ramp, want darmkanker kan momenteel niet afdoende bestreden worden. Een analyse van wat bekend is over het mechanisme dat darmkanker stuurt, leest als een cursus genetica en biochemie voor gevorderden, en illustreert - voor wie het nog niet wist - hoe onwaarschijnlijk complex een lichaam is, hoe ingewikkeld de kettingreacties zijn die tot de vorming van een tumor leiden. Wat bevestigt dat het niet eenvoudig zal zijn om dat proces te remmen. Altijd duikt er ergens wel weer een connectie- tje op dat de wetenschappers niet gezien hadden, en waardoor een ingreep ineens geen effect blijkt te hebben. Het is soms om moedeloos van te worden. De darm kan in feite beschouwd worden als de buitenwereld, dus het hoeft geen verbazing te wekken dat hij een heel eigen biotoop vormt, dat hij zelf een massa leven huist. Wat wij in onze darmen meeslepen, is indrukwekkend. Voorlopig zijn er al niet minder dan achthonderd soorten darmbacteriën geïdentificeerd, en de verwachting is dat het er finaal veel meer zullen worden. Die bacteriën komen in waanzinnige aantallen voor - nergens in de natuur is er een hogere dichtheid van wezentjes vastgesteld dan in onze darm. Het gezamenlijke genetisch materiaal van de darmbacteriën wordt geraamd als honderd keer ruimer dan dat van de mens. Onze darmflora is dus in principe tegen veel meer bestand dan wijzelf. De darmflora is uniek van persoon tot persoon. Iedereen levert zijn wereldje waarin een eigen leefgemeenschap zich nestelt. De samenstelling van de darmflora zou een even uniek patroon vormen als een vingerafdruk. Hij zou in de loop van een leven amper wijzigen, tenzij er iets fundamenteels misloopt. Wij krijgen blijkbaar de microflora mee die het best is aangepast aan ons specifieke lichaam. De bacteriën zitten niet zomaar te niksen in onze darm. Ze vormen wat wetenschappers een zuurstofloze bioreactor noemen: een structuur die nuttige stoffen uit onze voeding losmaakt waar wij normaal gezien niet aan zouden geraken. Darmbacteriën zijn lang beschouwd als commensalen: als mee-eters die handig van de darm gebruik maken om te overleven, die daar geen schade berokkenen maar ook niet echt nuttig zijn. Dat kwam echter vooral omdat er aanvankelijk weinig over de darmflora geweten was. Nu blijken die bacteriën niet alleen nuttige stoffen vrij te zetten, maar ook schadelijke collega's en giftige stoffen aan te vallen. En ze beschermen de darm tegen allerhande kwetsuren. Wij leven dus in feite in symbiose met onze bacteriën, zoals koeien en termieten. Sommige vorsers gaan al zo ver het microbiologische landschap in de darm als een apart orgaan te beschouwen, dat in orde moet zijn om optimaal te functioneren. Er wordt zelfs geopperd dat de specifieke samenstelling van de darmflora meespeelt in de bepaling of iemand al dan niet gevoelig is aan, bijvoorbeeld, vetzucht. Het immuunsysteem in de darm is dus noodgedwongen ingewikkeld: het moet een perfect onderscheid kunnen maken tussen de goeden en de slechten, anders loopt het fout, worden de goeden aangevallen of de slechten met rust gelaten - beide scenario's kunnen dramatisch zijn. Als een gevolg van betere hygiënische omstandigheden hebben wij voedselvergiftigingen en andere zware bacteriële aanvallen in de darm nu veel beter onder controle dan vroeger. Eigenaardig genoeg betekent dat niet dat er minder problemen zijn: het aantal chronische darmontstekingen, zoals de ziekte van Crohn, stijgt. We worstelen nu met de paradox dat er minder infecties van de darm zijn dan vroeger, maar meer ontstekingen. Die moeten dus een andere oorzaak hebben dan gewoon vijandige bacteriën. Wetenschappers raakten in de knoop met het ontrafelen van de processen die daaraan ten grondslag liggen. Het probleem zou zijn oorsprong vinden in een onaangepaste reactie van het slijm dat de darmwand moet beschermen tegen bepaalde door onze levensstijl gestuurde veranderingen van de darmflora. De vraag blijft echter waaraan die reactie te wijten is. En zolang daar geen eensluidend antwoord op komt, blijft het speuren naar een efficiënte aanpak van de aandoening moeilijk. Dirk DraulansWij leven in symbiose met onze darmbacteriën, zoals koeien en termieten.