In deze tekst rond de gedereguleerde voedingsstoffenmeting als vijfde kenmerk van veroudering moeten we iets dieper in de biochemie van de cel duiken. Maak je geen zorgen, het klinkt erger dan het is, maar om de Hallmarks of Aging beter te begrijpen, hebben we een paar vaktermen nodig, zoals mTOR, Sirtuinen, IGF-1 of AMPK. Meer hierover lees je in ons artikel over de vier levensduurpaden.
Maar ook zonder dit artikel, zul je aan het einde van dit artikel weten waarom calorische restrictie bij zoveel dieren heeft geleid tot een langer leven. Dat bepaalde vormen van vasten en calorische restrictie een vergaande betekenis voor de samenleving hebben, wordt bevestigd door de in 2016 toegekende Nobelprijs voor Fysiologie en Geneeskunde.Yoshinori Ohsumi, een Japanse celbioloog, ontving de prestigieuze onderscheiding voor zijn prestaties rond het uitgebreide begrip van de Autofagie.
Dit is een proces waarbij beschadigde celcomponenten worden afgebroken wanneer cellen een bepaalde tijd "hongeren". Hierdoor krijgen verouderde cellen hun functionaliteit terug – een soort recyclingprogramma dus.
Vasten betekent echter meer dan autofagie. In de vraag naar de relatie tussen vasten en levensduur ligt veel verborgen in de diepten van de moleculariteit. We gaan samen met jou de diepte in en onthullen de moleculaire paden achter het vasten.
Vasten remt de IGF-1 signaalroute en mTOR. Vasten induceert AMPK en Sirtuinen en bestrijdt daardoor veroudering.
Hormonen en hun assen
In het lichaam zijn er ontelbare hormonen die processen zoals spiergroei, menstruatie of spijsvertering regelen. Meestal werken hormonen echter niet direct. Ze zijn zeer vaak georganiseerd langs zogenaamde assen of paden, wat betekent dat een hormoon een ander hormoon stimuleert en zo verder tot aan het eindorgaan, waar een hormoon dan zijn werking uitoefent.
Om te voorkomen dat je een hele lezing over het onderwerp moet bestuderen, concentreren we ons op een hormoon-as die te maken heeft met de onderzoek naar levensduur.
Wist je dat? Als ons lichaam te veel van het groeihormoon GH produceert in de volwassenheid, kan dit leiden tot de ziekte acromegalie. De handen en het gezicht zijn meestal als eerste getroffen en worden onnatuurlijk groot. De oorzaak is meestal een autonome overproductie van GH in de hypofyse.
De somatotrope as: GH en IGF-1
De somatotrope as omvat het groeihormoon (GH, van het Engelse growth hormone) dat door de hypofyse wordt geproduceerd en de insuline-achtige groeifactor (IGF-1, van het Engelse insulin-like growth factor). In het kader van deze as wordt nu door de hypofyse GH uitgescheiden en dit stimuleert op zijn beurt cellen (vooral levercellen) om IGF-1 te produceren.
De signaaloverdracht binnen de cel van IGF-1 is dezelfde als die door insuline wordt veroorzaakt, die de cellen informeert over de aanwezigheid van glucose (suiker) – daarom heeft IGF-1 de karakteristieke naam. Wanneer we dus iets eten, stijgt onvermijdelijk de bloedglucose en daarmee ook IGF-1 en insuline .
De twee belangrijkste effecten van IGF-1, die voor ons interessant zijn, toont je het diagram.Aan de ene kant worden de transcriptiefactoren van de FOXO-familie geremd en aan de andere kant wordt mTOR geactiveerd.
Voordat we je met verdere ingewikkelde namen verwarren, eerst een korte uitleg. FOXO staat voor Forkhead box Class O en in deze vorm voor een reeks transcriptiefactoren. Dergelijke moleculen kunnen bepaalde plaatsen op ons DNA aan- of uitschakelen. Meer hierover lees je in het artikel over epigenetische veranderingen.
De naam mTOR staat voor mammalian Target of Rapamycin. Zijn naam dankt het aan de ontdekking dat het medicijn Rapamycin aan deze receptor bindt. Meer daarover later. Beide signaalwegen zijn betrokken bij veroudering en zijn door de evolutie geconserveerd, omdat ze een overlevingsvoordeel hebben betekend.
Excuus: Evolutionaire conservering
De evolutionaire conservering heeft niets te maken met het conserveren van voedsel, maar lijkt in betekenis op de ons bekende term. Nauwkeuriger: In de evolutie is er voortdurend selectiedruk en alleen de functioneelste organismen overleven.
Wanneer bepaalde genetische sequenties of signaalpaden miljoenen jaren lang voorkomen, betekent dit dat een organisme daardoor een selectief voordeel krijgt en de anderen uitsterven. Tegenwoordig is deze selectiedruk door de hoogontwikkelde medische mogelijkheden enigszins opgeheven. Wie in de prehistorie een hartaanval had, stierf met grote zekerheid – tegenwoordig zijn er intensieve geneeskunde en een reeks medicijnen die dat voorkomen.
Studies hebben nu in dit verband enkele interessante bevindingen gedaan. Kleine genetische mutaties die de functie van IGF-1 verminderen, zijn in verband gebracht met de levensduur zowel bij mensen als bij modelorganismen. Dit is opmerkelijk en toont ook het belang van dergelijke paden voor een lang en gezond leven aan.
IGF-1 signaalweg
In talrijke studies is steeds weer het volgende resultaat gerepliceerd: Een verzwakking van de IGF-1 signaalweg verlengt consistent de levensduur van bijvoorbeeld vliegen, wormen en ook muizen. Dit heeft onder andere te maken met de transcriptiefactor FOXO, die ook breed is onderzocht. Onder normale omstandigheden remt IGF-1 de FOXO-familie en kunnen de transcriptiefactoren daarom hun werking niet uitoefenen.Is nu de IGF-1 signaalweg geremd, dan kan FOXO werken en ervoor zorgen dat op basis van het DNA eiwitten worden geproduceerd die het verouderingsproces tegengaan .
Het Paradox
Het zou echter te eenvoudig zijn als dit alles was. Als we ouder worden, zouden we op basis van de bovenstaande bevindingen verwachten dat we een hoog IGF-1 niveau vinden, aangezien deze signaalweg onder andere de oorzaak is van veroudering. Precies hier komt de crux.
Enkele andere studies beschreven namelijk dat tijdens het normale verouderingsproces de GH- en IGF-1-niveaus dalen. Ook bij muizen met versnelde veroudering nam de concentratie af. Dus moeten we onze theorie over veroudering en hogere IGF-1-niveaus waarschijnlijk verwerpen?
Niet als het aan vertegenwoordigers van de volgende theorie ligt.Volgens dit kunnen organismen met een lagere IGF-1 functionaliteit op latere leeftijd langer overleven, omdat dit leidt tot een langzamere celgroei en een gematigder metabolisme. Dit betekent uiteindelijk minder celbeschadiging, wat weer goed voor ons is.
Het lichaam helpt zichzelf dus opnieuw door het signaalpad eenvoudigweg met de leeftijd te verlagen om schade te minimaliseren. Zoals zo vaak zijn ook de balansvaardigheden van ons lichaam vereist, want extreem lage IGF-1 niveaus zijn niet verenigbaar met het leven. Dit is volkomen logisch als men de invloed van IGF-1 op metabolisme en celgroei in gedachten houdt. De verschillende onderzoeksresultaten sluiten elkaar dus niet meer uit, maar vullen elkaar aan.
Wist je dat? Een gevarieerde en plantaardige voeding draagt in belangrijke mate bij aan een gezonde veroudering.De signaalpaden die door voedsel geactiveerd kunnen worden, zijn divers. Een daarvan is het IGF-1 pad. Het in broccoli aanwezige Sulforafaan kon in een studie over de inductie van lagere IGF-1 waarden het leven van C.elegans verlengen.
mTOR, AMPK, Sirtuinen en Vasten
Naast het IGF-1 signaalpad, dat bekend staat om zijn rol bij de glucosemeting, staan drie andere verwante en met elkaar verbonden nutriëntenopnamesystemen centraal:
- mTOR dient voor de opname van hoge aminozuurconcentraties – stijgt dus na een eiwitrijke maaltijd .
- AMPK herkent lage energietoestanden door hoge AMP-waarden. AMP ontstaat bij het verbruik van de belangrijkste lichaamseigen energiedrager, ATP.
- Sirtuinen , ook wel de genen van de levensduur genoemd, herkennen lage energie toestanden door het waarnemen van hoge NAD -spiegels.
Wanneer mTOR wordt onderdrukt, resulteert dit bij gisten, wormen en vliegen in een langere levensduur. Medicamenteus kan mTOR gericht worden geremd door de werkzame stof Rapamycine. Dit werkingsmechanisme wordt benut in de transplantatiechirurgie. Na niertransplantaties is Rapamycine een belangrijke onderdrukker van het immuunsysteem, zodat de vreemde nier niet onmiddellijk door het lichaam wordt afgestoten.
Hoeveelbelovend de studies over mTOR-remming en levensduur ook zijn, hoe zorgwekkend zijn de bijwerkingen van een langdurige behandeling met Rapamycine. Slechtere wondgenezing, insulineresistentie en staar laten hier van zich horen.
Toch is rapamycine de robuustste ooit ontdekte chemische interventie voor het verlengen van de levensduur bij zoogdieren. Des te belangrijker is het om de betrokken mechanismen te begrijpen, om te bepalen in hoeverre schadelijke en voordelige effecten van mTOR-remming van elkaar kunnen worden gescheiden
Wist je dat? De Amerikaanse arts en Longevity expert Peter Attia in zijn succesvolle boek „Outlive“ een heel hoofdstuk aan rapamycine wijdt. De eerste studies hierover zijn veelbelovend, maar omdat rapamycine zeer sterke bijwerkingen heeft en op recept verkrijgbaar is, moet je er absoluut niet mee experimenteren.
Een andere methode om de mTOR-spiegels laag te houden is z.B. vasten.Maar ook zogenaamde vasten-mimetica (moleculen die het lichaam voorwenden dat het zich in een vasten-situatie bevindt) kunnen het mTOR-niveau laag houden. Dit omvat onder andere Berberine.
Van voedingsrijkdom en voedingsschaarste
mTOR moet dus net als IGF-1 omlaag gereguleerd worden om positieve effecten op veroudering teweeg te brengen. Terwijl IGF-1 (aanwezigheid van glucose) en mTOR (aanwezigheid van aminozuren) voedingsrijkdom signaleren, melden AMPK en Sirtuinen voedingsschaarste (afwezigheid van energie). Bijgevolg bevordert een sterkere werking van AMPK en Sirtuinen een gezonde veroudering.Het AMPK-niveau wordt bijvoorbeeld verhoogd door Metformine. Dit medicijn is een van de oudste en best onderzochte diabetesmedicijnen. Bij wormen en muizen zonder diabetes voorgeschiedenis verlengde de toediening van Metformine de levensduur.
Wist je dat? Groene thee wordt al eeuwenlang als gezond beschouwd en inmiddels hebben wetenschappers de werkzame stoffen erachter kunnen identificeren. Zo heeft het in groene thee aanwezige Theanine een kalmerend effect en kan het net als EGCG positief invloed hebben op de bloedsuikerstofwisseling . Puur Theanine uit groene thee is ook te vinden in onze L-Theanine capsules .
Gandhi, Vasten en de Toekomst
In totaal ondersteunen de momenteel beschikbare wetenschappelijke informatie de idee dat de regulatie van de voedingsinname bijdraagt aan een langer gezond leven. Bovendien zijn de onderzoeksresultaten gebaseerd op de werkzame stoffen Rapamycine en Metformine even indrukwekkend als veelbelovend.
Hoewel er nog veel gedetailleerd onderzoek moet worden gedaan, kan vanuit het huidige perspectief worden gezegd dat ons vijfde kenmerk van veroudering ook een veelbelovende uitgangspunt is voor de beïnvloeding van veroudering – en dat al nu. Tenslotte zijn de positieve effecten van vasten op dit moment al evident en begrijpelijk.
Mahatma Gandhi heeft ooit gezegd:
“De vastentijden maken deel uit van mijn wezen.Ik kan niet zonder hen, net zoals ik niet zonder mijn ogen kan. Wat de ogen voor de buitenwereld zijn, dat is het vasten voor de innerlijke.”
Wat toen spiritueel was, is vandaag de dag biochemische realiteit… althans het tweede deel.
In het volgende artikel van deze serie gaat het over het zesde kenmerk van veroudering: Mitochondriale Dysfunctie.
MoleQlar ONE verenigt 13 zorgvuldig geselecteerde moleculen, vitamines en mineralen en een harmonieuze citroensmaak. Samen richten de ingrediënten zich op de Hallmarks of Aging.
