Methanobrevibacter smithii zijn archaea die in de darm, mondflora en geslachtsorganen van zoogdieren leven. Het zijn zogenaamde methanogenen die metaboliseren carbon dioxide en waterstof naar water en methaan, ter ondersteuning van een gezonde kolonisatie van de darm, mond, en genitaal kanaal. De afwezigheid van Methanobrevibacter smithii in de dikke darm is nu geassocieerd met zwaarlijvigheid.
Wat zijn methanobrevibacter smithii?
Methanobrevibacter smithii zijn archaea die in de darmen, mondflora en geslachtsorganen van zoogdieren leven. Het zijn zogenaamde methanogenen. Archaebacteriën zijn een van de drie domeinen van cellulaire organismen, samen met bacteriën en eukaryoten. Archaea zijn eencellige organismen waarvan het DNA in kleine hoeveelheden is gerangschikt. Ze behoren tot de prokaryoten. Archaea bevat geen celorganellen. Het menselijk lichaam bevat van nature een bepaald aantal eencellige organismen en is dus de natuurlijke habitat van verschillende bacteriekolonies. Verschillende protozoa leven bijvoorbeeld in de menselijke darm en voeren verschillende taken uit die verband houden met spijsverteringsprocessen. Een van de belangrijkste darmen bacteriën is Methanobrevibacter smithii. Dit is een archaebacterie die niet alleen de darmen van veel zoogdieren koloniseert, maar ook de vagina en de mondflora van mensen. De bacterie behoort tot de producenten van hydrogenotrofe methaan waarvan energiemetabolisme produceert methaan. Methaan behoort tot de groep van alkanen en wordt gevormd in een organisme in het darmkanaal uit enzymatisch gesplitst voedsel. Methaanvormende micro-organismen zoals Methanobrevibacter smithii worden eigenlijk ten onrechte aangeduid als bacteriën Bacteriën en archaea werden oorspronkelijk toegewezen aan een gemeenschappelijk taxon. Sinds de jaren negentig worden bacteriën en archaea echter meestal als twee verschillende taxa behandeld, waarbij methanogenese uitsluitend door archaea wordt uitgevoerd. Alle methaanproducenten behoren dus tot de Archaea en dus tot de Euryarchaeota.
Voorkomen, verspreiding en kenmerken
De archaea Methanobrevibacter smithii zijn organismen die groeien in zuurstof-vrije habitats. Deze eigenschap wordt ook wel obligate anaëroben genoemd. Deze vorm van anaerobie onderscheidt archaea van organismen die facultatief kunnen leven in oxische omstandigheden. De darmbewoners zijn fluorescerend en methanogeen. Ze metaboliseren waterstof en carbon dioxide in de darm flora en tandflora tot methaan en water met energiewinst. In deze context worden de archaea ook wel hydrogenotrofe methanogenen genoemd. Waterstof en carbon worden geproduceerd in de darm en dentale flora van zoogdieren, voornamelijk als gevolg van de metabolische processen van andere micro-organismen. Voor methanogenen is het vrijkomen van energie tijdens methanogenese een essentieel proces. Daarom dient methanogenese als energiebron voor hen. Bijgevolg zijn de archaea geen parasieten: ze zijn het niet groeien ten koste van gastheerorganismen, maar naast hen bestaan in een wederzijds voordelige relatie. Methanobrevibacter smithii zijn methanogenen die worden omgezet kooldioxide en waterstof tot water en methaan. Mierenzuur conversie kan ook een rol spelen in methanol productie. Alle methanogenen leven het liefst bij ideale temperaturen tussen nul en 70 graden Celsius. Ze kunnen minder goed tegen temperaturen onder het vriespunt en ook temperaturen boven de 90 graden hebben een dodelijk effect op hen. Temperaturen boven de 50 graden maken de methaanvormers daarentegen bijzonder efficiënt. De ideale omgeving voor de archaea is pH-neutraal of licht alkalisch en bestaat optimaal voor 50 procent uit water. De habitat van methaanvormers is niet uitsluitend het menselijk of dierlijk lichaam. Veel vormers komen ook voor in waterbodems, waterverzadigde bodems of mest, zoals ze ook aantreffen stikstof verbindingen, minerale elementen en sporenelementen om te overleven in deze habitats. De micro-organismen worden geremd door organisch zuren, zuurstof en ontsmettingsmiddelen In de menselijke darm worden ze voornamelijk aangetroffen in de dikke darm. Uiteindelijk maken Methanobrevibacter smithii deel uit van de anaërobe voedselketen en vertegenwoordigen ze de laatste fase. De metabolische omzettingen die daar plaatsvinden leiden tot de vorming van methaan.
Betekenis en functie
Methanobrevibacter smithii vervullen vitale taken in het menselijk lichaam en vertegenwoordigen een soort afvalverwijderingssysteem. dikke darm en binnen de dentale flora door de afvalproducten van andere micro-organismen te recyclen. Deze afvalproducten zijn voornamelijk waterstof moleculen, waaruit collega's de archaea methaan produceren. In deze context spelen de micro-organismen een cruciale rol bij onder meer winderigheid De activiteit van Methanobrevibacter smithii ondersteunt de vestiging van andere darm- en tandbacteriën. Voor zowel tandflora als darmfloramethanobrevibacters zijn onmisbare elementen die significant bijdragen aan het functioneren van het hele systeem. Volgens nieuwe wetenschappelijke bevindingen dragen niet alle mensen de archaea in hun darmen.
Ziekten en kwalen
In ongeveer 15 procent van de bevolking koloniseren Methanobrevibacter smithii de darmflora Wetenschappers zijn van mening dat wanneer de bacteriën afwezig zijn, er zich minder gunstige bacteriën in de darm Dit zou betekenen dat mensen zonder de methaanvormende darmbewoners een slechtere, minder functionele spijsvertering hebben dan mensen met de archaea. Een wetenschappelijk onderzoeksthema in deze context is zwaarlijvigheid Sommige wetenschappers speculeren momenteel over de mate waarin de afwezigheid van Methanobrevibacter smithii zou kunnen bevorderen zwaarlijvigheid en aanverwante aandoeningen. Evenzo kan in de tandflora de afwezigheid van de archaea leiden tot een algemene vermindering van nuttige bacteriën, waardoor tandziekten toe te schrijven aan een slechte tandflora. Met betrekking tot obesitas heeft de wetenschap al eerste resultaten bereikt door middel van dierproeven. In één onderzoek koloniseerde de Washington University de darmen van muizen met dezelfde darmbacteriën die in de menselijke darm worden aangetroffen. Bepaalde individuen kregen geen Methanobrevibacter smithii in het experiment, terwijl anderen werden gekoloniseerd met Methanobrevibacter smithii. Aan het einde van de studie waren de proefdieren zonder Methanobrevibacter smithii significant dikker dan de individuen met de micro-organismen.
