‘Ze noemen depressie altijd de blues, maar voor mij is depressie urinegeel”, zegt de hoofdpersoon in het boek Sharp Objects van Gillian Flynn. „Verwaterde, uitgemolken kilometers slappe pis.” En dat terwijl verwaterde urine juist een goed teken is. Donkergele urine betekent dat je te weinig hebt gedronken. Maar wat veroorzaakt nu die gele kleur?
De stof urochroom, lezen we overal. Letterlijk ‘urinekleur’. Maar hoe die stof precies ontstaat, was tot voor kort onbekend. Ja, het is een afbraakproduct van hemoglobine, het eiwit in onze rode bloedcellen dat zuurstof bindt. Maar één stap in die afbraak was nog een mysterie. Amerikaanse onderzoekers legden eerder deze maand het laatste puzzelstukje in het tijdschrift Nature Microbiology. Ze identificeerden het bewuste enzym en de darmbacteriën die het produceren.
De officiëlere naam voor urochroom is urobiline, van het Griekse woord ‘ouron’ (urine) en het Latijnse ‘bilis’ (gal). Het molecuul heeft een ringstructuur die erg lijkt op die van de zogeheten heemgroep van hemoglobine. En dat is geen toeval, want urobiline is daarvan een afbraakproduct.
Afbreken en weer bijmaken
Onze rode bloedcellen worden voortdurend afgebroken en weer bijgemaakt. Bij die afbraak ontstaat in ons hele lijf het groene pigment biliverdine. Dat zie je soms verschijnen in oude blauwe plekken. Onze lever maakt enzymen die biliverdine omzetten in bilirubine. Dat is oranjegeel en belandt via de galblaas in de dunne darm.
Daar zetten darmbacteriën het om in stercobiline, dat onze ontlasting bruin kleurt, en het kleurloze urobilinogeen. Dat wordt deels opnieuw opgenomen in de bloedbaan, waar het in de nieren vanzelf oxideert tot het felgele urobiline en terechtkomt in de urine.
Maar die bacteriële omzetting in de darmen was nog altijd raadselachtig. Wel was duidelijk dat er ten minste een handvol bacteriesoorten aan meedoet uit de klasse van de Clostridia, maar welke precies was nog onbekend. En ook welk enzym zij hiervoor gebruiken. Een lastige zoektocht, met de vijfduizend soorten bacteriën in onze darm en hun honderdduizenden enzymen.
De Amerikanen die onlangs in Nature publiceerden, begonnen die zoektocht bij de bekende bilirubine-afbrekers, waaronder Clostridium ramosum. Die bacteriën en hun naaste verwanten lieten ze groeien op voedingsbodems met bilirubine. Zo konden ze onderzoeken wie dit pigment konden afbreken. Daaruit rolden negen groepen bacteriën. Die onderwierpen ze aan genetische analyse, op zoek naar hun onderlinge overeenkomsten en naar verschillen met bacteriën die geen bilirubine afbreken.
Nauw verwante enzymen
Dat leverde 389 kandidaatgenen op, die ze vervolgens allemaal testten door ze in een modelbacterie (E. coli) te plaatsen. Het resultaat was een paar dozijn sterk op elkaar lijkende genen die coderen voor een groep nauw verwante enzymen. Die gaven de onderzoekers een verzamelnaam: bilirubinereductase. De laatste stap was dat ze in een genetische database al onze darmbacteriën screenden op deze genengroep. Het resultaat? In onze darm leven ten minste 658 bacteriesoorten die bilirubine kunnen afbreken.
De nieuwe enzymgroep blijkt alom aanwezig bij gezonde volwassenen, maar nauwelijks bij pasgeboren baby’s en bij mensen met het prikkelbaredarmsyndroom.
De darmflora speelt bijvoorbeeld ook een rol bij depressie, zo stond vorig jaar in Pharmaceuticals . Wellicht zat de hoofdpersoon van Sharp Objects er dus toch niet zover naast.
