Polymethylsiloxaan-polyhydraat
Adsorptie van luminale belastende stoffen als eerste stap in het herstel van het darmmilieu
Inleiding
Polymethylsiloxaan-polyhydraat (PMSPH), ook aangeduid als methylsiliciumzuur-hydrogel, is een poreuze organosilicium-hydrogel die in het maag-darmkanaal als enterosorbens kan functioneren. De stof wordt na orale inname niet of nauwelijks vanuit het maag-darmkanaal opgenomen, maar passeert het darmlumen en kan daar bepaalde moleculen aan zijn oppervlak adsorberen. Deze gebonden stoffen worden vervolgens samen met het adsorbens via de ontlasting uitgescheiden.
Daarmee verschilt PMSPH fundamenteel van veel andere stoffen die bij darmklachten worden ingezet. Het probeert niet primair de microbiota te veranderen, levert geen bacteriën of voedingsstoffen aan de darm en grijpt niet farmacologisch in op receptoren of enzymen. De primaire werking vindt in het darmlumen plaats: stoffen die daar aanwezig zijn en bijdragen aan irritatie, secretie of andere klachten kunnen worden gebonden en daarmee functioneel aan het darmmilieu worden onttrokken.
Dit maakt PMSPH ook interessant binnen een bredere benadering van darmgezondheid. Wanneer klachten mede worden onderhouden door stoffen die zich in het darmlumen bevinden, kan het immers zinvol zijn eerst deze luminale belasting te verminderen voordat wordt geprobeerd de mucosale barrière en vervolgens de microbiota verder te herstellen. Hieruit ontstaat een logische therapeutische volgorde:
Deze volgorde is vooral een fysiologisch behandelmodel. Niet iedere stap is als volledige behandelstrategie in klinische trials onderzocht, maar afzonderlijke onderdelen ervan worden door experimenteel en klinisch onderzoek ondersteund.
Fysische eigenschappen
Polymethylsiloxaan-polyhydraat bestaat uit een driedimensionaal netwerk van onderling verbonden organo-siliciumstructuren, waarin water aanwezig is. Het materiaal vormt daardoor een zachte, poreuze hydrogel.
De poriën lopen uiteen van kleine microporiën tot meso- en macroporiën. Voor PMSPH zijn poriën beschreven van minder dan 2 nm tot ongeveer 100 nm. Het specifieke oppervlak van het droge materiaal bedraagt ongeveer 150–250 m² per gram. Dit grote inwendige oppervlak is belangrijk voor de werking.
De substantie kan worden voorgesteld als een driedimensionale moleculaire spons. Moleculen uit de darminhoud kunnen zich aan oppervlakken binnen deze structuur hechten. Daarbij is echter geen sprake van een volstrekt willekeurige adsorptie van alles wat in de darm aanwezig is.
Het gaat hierbij om adsorptie.
Bij absorptie wordt een stof in een materiaal opgenomen. Bij adsorptie hechten moleculen zich aan het oppervlak van een materiaal. De structuur en oppervlakte-eigenschappen van PMSPH bepalen daardoor mede welke moleculen relatief gemakkelijk worden gebonden.
Enterosorptie
De werking van PMSPH behoort tot het principe van de enterosorptie. Enterosorptie betekent dat stoffen in het maag-darmkanaal worden gebonden voordat zij lokaal hun volledige biologische werking kunnen uitoefenen of vanuit de darm kunnen worden opgenomen. Daarmee ontstaat een interessant onderscheid met klassieke farmacotherapie:
Een geneesmiddel wordt namelijk meestal:
ingenomen → opgenomen → via bloed of weefsel verdeeld → farmacologisch werkzaam.
Een enterosorbens werkt voornamelijk:
ingenomen → blijft in het darmlumen → bindt stoffen → wordt uitgescheiden.
Het aangrijpingspunt ligt dus vóór de systemische circulatie. Dat maakt enterosorptie vooral interessant wanneer klachten mede worden veroorzaakt of onderhouden door moleculen die zich in het darmlumen bevinden.
Welke stoffen kunnen worden gebonden?
Laboratoriumonderzoek laat zien dat PMSPH verschillende biologisch relevante moleculen kan adsorberen. Het duidelijkste experimentele bewijs bestaat voor bepaalde bacteriële producten. In vitro is onder andere adsorptie aangetoond van:
Daarmee ontstaat een belangrijk fysiologisch principe. Niet alleen levende bacteriën kunnen klachten veroorzaken. Ook de stoffen die bacteriën produceren of die na afbraak van bacteriën vrijkomen, kunnen biologisch actief zijn.
Een darm kan daarom klachten blijven geven wanneer de microbiële samenstelling verstoord is, zelfs wanneer niet van een klassieke darminfectie sprake is. PMSPH hoeft de betreffende bacterie dan niet noodzakelijk te doden. Het kan een deel van de producten van die bacterie uit het luminale milieu verwijderen. Dat is wezenlijk iets anders dan antimicrobiële therapie.
Endotoxinen en LPS
Een bijzonder interessante groep bestaat uit bacteriële endotoxinen. Lipopolysaccharide (LPS) is een bestanddeel van de buitenmembraan van gramnegatieve bacteriën. Wanneer bacteriën afsterven of membraanfragmenten vrijkomen, kan LPS in het darmlumen terechtkomen. LPS kan het aangeboren immuunsysteem activeren, onder andere via Toll-like receptor 4 (TLR4). Wanneer de mucosale barrière intact is, blijft het contact van dergelijke bacteriële producten met het interne milieu sterk beperkt. Bij een verstoorde barrièrefunctie kan die scheiding minder effectief worden. Daardoor ontstaat een interessante relatie tussen drie factoren:
microbiota → microbiële producten → darmbarrière
Wanneer de microbiota veel pro-inflammatoire of irriterende producten produceert én de darmbarrière minder goed functioneert, kan de biologische betekenis van deze luminale belasting toenemen. Door dergelijke moleculen reeds in het darmlumen te adsorberen, kan theoretisch de hoeveelheid biologisch beschikbaar materiaal worden verminderd.
Voor PMSPH is de binding van bacteriële toxinen experimenteel aangetoond. Dat daarmee bij mensen automatisch systemische endotoxemie of inflammatie wordt verminderd, is echter nog onvoldoende klinisch bewezen.
Galzuren
Galzuren zijn noodzakelijk voor de vertering en opname van vetten, maar wanneer te grote hoeveelheden galzuren in het colon terechtkomen kunnen zij de secretie van water en elektrolyten stimuleren en de darmmotiliteit beïnvloeden. Dit kan bijdragen aan:
PMSPH kan galzuren adsorberen, hoewel de bindingscapaciteit in laboratoriumonderzoek geringer was dan die van actieve kool. Dit mechanisme zou mede kunnen verklaren waarom enterosorptie bij een deel van de mensen met diarree-dominante darmklachten effect heeft.
Het betekent echter niet dat galzuren volledig moeten worden verwijderd. Zij hebben belangrijke fysiologische functies. Het gaat eerder om het verminderen van een overmaat aan luminaal beschikbare stoffen.
Diarree
Een van de klinisch best onderzochte toepassingen van PMSPH betreft diarree. In een gerandomiseerd onderzoek bij volwassenen met acute diarree werd PMSPH toegevoegd aan de gebruikelijke behandeling. De duur van de diarree werd daarmee verkort.
Nog interessanter is het onderzoek bij mensen met het prikkelbare darmsyndroom (IBS) met overwegend diarree; IBS-D. In een grote dubbelblinde, gerandomiseerde placebo-gecontroleerde studie werden 440 patiënten geïncludeerd. Na acht weken bedroeg het percentage patiënten dat zowel voor buikpijn als ontlastingsconsistentie aan de vooraf bepaalde responscriteria voldeed:
37,4% met PMSPH tegenover 24,3% met placebo.
Dat komt overeen met een number needed to treat van ongeveer 8. Daarnaast werden afzonderlijke verbeteringen gevonden in:
Dit is belangrijk omdat het suggereert dat het effect van enterosorptie niet uitsluitend kan worden verklaard door het simpelweg steviger maken van de ontlasting. Het verwijderen van bepaalde luminale moleculen kan mogelijk meerdere prikkels tegelijkertijd verminderen.
Het slijmvlies en de darmbarrière
Hier moet onderscheid worden gemaakt tussen een direct en een indirect effect. Er is onvoldoende bewijs om te stellen dat PMSPH rechtstreeks “tight junctions” herstelt of zelf de darmbarrière opnieuw opbouwt. Het mogelijke belang ligt waarschijnlijk eerder vóór die stap. Wanneer het slijmvlies voortdurend wordt blootgesteld aan bacteriële toxinen, overtollige galzuren of andere irriterende moleculen, blijft de mucosa onder invloed staan van luminale prikkels. Door een deel van deze stoffen te verwijderen kan de belasting van het mucosale oppervlak afnemen. Men kan dit vergelijken met een beschadigde huid. Alleen een herstellende crème aanbrengen terwijl de huid voortdurend met een irriterende stof in contact blijft, is minder logisch dan:
eerst de irriterende stof verwijderen → daarna het herstelmilieu optimaliseren.
Voor de darm kan een vergelijkbaar principe gelden. Enterosorptie is dan niet noodzakelijk de behandeling die de darmbarrière herstelt, maar kan een omgeving creëren waarin herstel minder voortdurend wordt tegengewerkt.
Relatie met de microbiota
Ook hier is nuance belangrijk. PMSPH is geen probioticum en moet niet worden beschouwd als een middel waarmee rechtstreeks een gezonde microbiota wordt opgebouwd. De mogelijke invloed is indirect. Wanneer bacteriële toxinen, metabolieten en andere belastende moleculen uit het darmlumen worden verwijderd, verandert het chemische milieu waarin bacteriën en mucosale-cellen functioneren. Dat kan theoretisch gunstiger voorwaarden creëren voor herstel van het ecosysteem. Maar dat is iets anders dan aantonen dat PMSPH zelfstandig een gezonde microbiota herstelt. Daarom ontstaat juist een interessante combinatie met pre- en probiotica. Een probioticum probeert het microbiële ecosysteem te beïnvloeden. Een prebioticum probeert gunstige micro-organismen van geschikte substraten te voorzien. Een mucosa-ondersteunend preparaat richt zich primair op het slijmvlies en de barrièrefunctie. Een enterosorbens heeft weer een ander aangrijpingspunt: het vermindert de luminale belasting.
Deze interventies hoeven daarom niet als alternatieven voor elkaar te worden beschouwd, maar kunnen verschillende opeenvolgende fasen van hetzelfde herstelproces vormen.
Een gefaseerde benadering
Vanuit deze fysiologie kan een driedelig model worden opgebouwd:
Fase 1 — verminderen van luminale belasting
Wanneer de darm sterk reageert en diarree, urgency, opgeblazenheid of aanvoeding gerela-teerde reacties op de voorgrond staan, kan eerst worden gekeken naar de belasting die zich in het darmlumen bevindt. Enterosorptie kan daarbij bepaalde toxinen, bacteriële producten, galzuren en andere adsorbeerbare moleculen tijdelijk verminderen. Het doel is in deze fase niet primair om de microbiota te veranderen. Het doel is:
rust creëren aan de luminale zijde van de darmbarrière.
Fase 2 — mucosa en barrièrefunctie
Vervolgens verschuift het accent naar het slijmvlies. De darmbarrière bestaat niet alleen uit epitheelcellen en tight junctions, maar ook uit:
Wanneer deze omgeving wordt ondersteund, ontstaat een betere scheiding tussen darmlumen en intern milieu.
Fase 3 — microbiota
Pas binnen een voldoende stabiel mucosaal milieu wordt het vervolgens logisch de microbiota doelgericht verder op te bouwen of te moduleren met prebiotica, probiotica, voeding en andere interventies. Daarmee ontstaat:
belasting verminderen → barrière stabiliseren → ecosysteem opbouwen.
Dat is geen verplichte volgorde voor iedere patiënt. Bij een relatief intact slijmvlies kan bijvoorbeeld direct met voedings- of microbiotainterventies worden begonnen. Maar bij een sterk reactieve darm is deze fasering fysiologisch goed verdedigbaar.
PMSPH als functionele proef
Dit is weliswaar een minder onderzochte, maar toch een conceptueel interessante toepassing. PMSPH kan mogelijk niet alleen therapeutisch worden gebruikt, maar de respons op enterosorptie kan ook informatie verschaffen over het mechanisme achter de klachten.
Daarvoor moet wel zorgvuldig worden geformuleerd wat zo’n respons betekent.
Wanneer iemand klachten heeft en deze klachten binnen relatief korte tijd duidelijk verminderen tijdens gebruik van een niet-systemisch enterosorbens, suggereert dit dat een deel van de klachten mogelijk wordt onderhouden door stoffen die zich in het darmlumen bevinden en die door het adsorbens kunnen worden gebonden. De redenering is:
klachten aanwezig → luminale stoffen adsorberen → klachten nemen duidelijk af → luminale, adsorbeerbare factoren kunnen een rol spelen.
Dit is iets anders dan een klassieke diagnostische test. Het vertelt namelijk nog niet welke stof verantwoordelijk is. Dat kunnen bijvoorbeeld zijn:
Een duidelijke respons versmalt dus mogelijk het fysiologische zoekgebied, maar stelt geen diagnose.
Wat zegt zo’n respons over een verhoogde darmpermeabiliteit?
Wanneer klachten door enterosorptie verminderen, kan worden geconcludeerd dat luminale stoffen waarschijnlijk aan de klachten bijdragen. Wanneer klachten door enterosorptie duidelijk en reproduceerbaar verminderen, ondersteunt dit de hypothese dat luminale, adsorbeerbare stoffen aan de klachten bijdragen. Maar daaruit volgt nog niet automatisch dat er sprake is van een leaky gut. Een luminale stof kan namelijk ook klachten veroorzaken zonder de darmwand te passeren. Galzuren kunnen bijvoorbeeld vanuit het lumen secretie en motiliteit beïnvloeden. Bacteriële producten kunnen mucosale receptoren activeren. Andere stoffen kunnen enterale zenuwuiteinden en entero-endocriene systemen beïnvloeden.
Daarvoor hoeft geen uitgesproken verhoogde darmpermeabiliteit aanwezig te zijn. Maar wanneer er daarnaast aanwijzingen bestaan voor een gestoorde barrièrefunctie, wordt de hypothese interessanter. Dan kan het model worden:
verhoogde luminale belasting + verminderde barrièrefunctie → grotere interactie tussen luminale moleculen en mucosa/immuunsysteem → lokale en mogelijk systemische reacties.
In dat geval kan een duidelijke verbetering door enterosorptie een functionele aanwijzing vormen dat luminale factoren relevant zijn. Voor het aantonen van aanwezige verhoogde darmpermeabiliteit zijn echter afzonderlijke onderzoeken nodig. PMSPH kan daarom niet als een test voor leaky gut worden gepresenteerd.
Voedingsgevoeligheid en allergische reacties
Hierbij is dezelfde terughoudendheid gewenst. Wanneer klachten verminderen door enterosorptie bewijst dit niet dat iemand allergisch is voor bepaalde voedingsmiddelen. Een echte voedselallergie berust op een immunologische reactie, vaak maar niet uitsluitend IgE-gemedieerd. Daarnaast bestaan voedselintoleranties, enzymatische problemen, reacties op fermenteerbare koolhydraten, aan histamine gerelateerde reacties en microbiota-afhankelijke reacties op voeding. Enterosorptie kan geen onderscheid tussen deze mechanismen maken. Een respons kan wel aanleiding geven tot de hypothese dat een stof die in het darmlumen aanwezig is of daar wordt gevormd, bijdraagt aan de klachten.
Daarna kan gerichter worden onderzocht waar die stof vandaan komt. Dat is diagnostisch gezien misschien wel het meest interessante aspect. Het enterosorbens geeft niet het antwoord, maar kan een fysiologische richtingaanwijzer zijn.
Lever en nieren
Soms wordt gesteld dat enterosorptie de lever en nieren zou “ontgiften”. Wetenschappelijk is dat echter te sterk geformuleerd. De lever en nieren worden niet direct door PMSPH gereinigd. De stof wordt immers nauwelijks opgenomen en werkt hoofdzakelijk in de darm. Er bestaat echter wel een fysiologisch interessanter concept. De darm vormt een belangrijke toegangspoort tussen de buitenwereld en de circulatie. Stoffen die vanuit de darm worden opgenomen komen voor een belangrijk deel via de poortader bij de lever terecht. Wanneer een ongewenste verbinding al in het darmlumen wordt gebonden en vervolgens via de feces wordt uitgescheiden, kan die verbinding niet of minder worden opgenomen. Het principe is:
< intestinale beschikbaarheid → mogelijk < opname → mogelijk < systemische belasting.
Daarmee kan enterosorptie indirect invloed hebben op de hoeveel-heid uit de darm afkomstige stoffen, waarmee lever en systemische circulatie worden geconfronteerd. Dat is fysiologisch beter verdedigbaar dan de algemene term “detoxificatie”.
Een belangrijk nadeel van adsorptie
Juist omdat PMSPH veel verschillende moleculen kan adsorberen, moet rekening worden gehouden met geneesmiddelen en andere oraal ingenomen stoffen. In laboratorium-onderzoek bleek PMSPH ook bepaalde geneesmiddelen te kunnen binden, hoewel de adsorptie aanzienlijk lager was dan bij actieve kool. Daarom is gelijktijdige inname met geneesmiddelen niet vanzelfsprekend verstandig. Ook vanuit het hier beschreven fasenmodel is dat relevant.
Wanneer men in fase 1 bewust probeert stoffen uit het darmlumen te adsorberen, is het weinig logisch tegelijkertijd een probioticum, voedingssupplement of geneesmiddel toe te dienen waarvan men juist wil dat het beschikbaar blijft. Een temporele scheiding tussen enterosorbens en andere orale middelen is daarom rationeel.
Positionering
Polymethylsiloxaan-polyhydraat neemt uiteindelijk een bijzondere plaats in binnen interventies voor de darm. Het:
Het grijpt eerder aan op een stap die daaraan voorafgaat: wat bevindt zich in het darmlumen waaraan het slijmvlies voortdurend wordt blootgesteld? Juist daardoor kan enterosorptie interessant zijn aan het begin van een behandelstrategie.
Binnen die benadering is polymethylsiloxaan-polyhydraat vooral interessant als luminaal werkend adsorbens. De mogelijke diagnostische waarde ligt een stap verder: wanneer tijdelijke enterosorptie tot een duidelijke en reproduceerbare vermindering van klachten leidt, ondersteunt dit de hypothese dat adsorbeerbare stoffen in het darmlumen een relevante bijdrage aan die klachten leveren. Dat is geen diagnose van voedselallergie, dysbiose of verhoogde darmpermeabiliteit. Maar het kan wel helpen bepalen waar in de keten het probleem gezocht moet worden. En juist daarin kan de combinatie van therapeutische interventie en fysiologische observatie waardevol zijn.
Literatuur
1. Howell CA, Mikhalovsky SV, Markaryan EN, Khovanov AV. Scientific Reports.
2019;9(1):5629. DOI: 10.1038/s41598-019-42176-z.
2. Howell CA, Markaryan E, Allgar V, et al. BMJ Open Gastroenterology. 2019;6(1):e000287.
DOI: 10.1136/bmjgast-2019-000287.
3. Howell CA, Kemppinen A, Allgar V, et al. Gut. 2022; 71(12):2430–2438. DOI:
10.1136/gutjnl-2022-327293.
4. Markovinovi? L, Knezovi? I, Kniewald T, Stemberger Mari? L, Trkulja V, Tešovi? G.
Enteroadsorbent Polymethylsiloxane Polyhydrate vs. Probiotic Lactobacillus reuteri DSM
17938 in the Treatment of Rotaviral Gastroenteritis in Infants and Toddlers, a Randomized
Controlled Trial. Frontiers in Pediatrics. 2020; 8:553960. DOI: 10.3389/fped.2020.553960
5. Allen SJ, et al. Randomised feasibility study of an intestinal adsorbent in acute diarrhoea in
The Gambia. BMJ Paediatrics Open. 2025. DOI: 10.1136/bmjpo-2024-003133.
5. Rahden P, Fatty A, Jobarteh ML, et al. Randomised feasibility study of an intestinal
adsorbent in acute diarrhoea in The Gambia. BMJ Paediatrics Open. 2025;9(1):e003133.
DOI: 10.1136/bmjpo-2024-003133
6. Gun’ko VM, Turov VV, Zarko VI, Goncharuk EV, Gerashchenko II, Turova AA, Mironyuk IF,
Leboda R, Skubiszewska-Zi?ba J, Janusz W. Comparative characterization of
polymethylsiloxane hydrogel and silylated fumed silica and silica gel. Journal of Colloid
and Interface Science. 2007;308(1):142–156. DOI: 10.1016/j.jcis.2006.12.053.
7. Capaldo CT, Powell DN, Kalman D. Layered defense: how mucus and tight junctions seal the
intestinal barrier. Journal of Molecular Medicine. 2017;95(9):927–934. DOI: 10.1007/s00109-017-1557-x.
8. Guo S, Nighot M, Al-Sadi R, Alhmoud T, Nighot P, Ma TY. Lipopolysaccharide
Regulation of Intestinal Tight Junction Permeability Is Mediated by TLR4 Signal
Transduction Pathway Activation of FAK and MyD88. Journal of Immunology.
2015; 195(10): 4999–5010. DOI: 10.4049/jimmunol. 1402598
9. Camilleri M, Nurko S. Bile Acid Diarrhea in Adults and Adolescents.
Neurogastroenterology & Motility. 2022;34(4):e14287. DOI: 10.1111/nmo.14287.
