Alfaketoglutaraat (AKG) is een lichaamseigen molecuul dat een centrale rol speelt in de energiehuishouding en betrokken is bij verschillende fysiologische processen. Aangezien de AKG-spiegels met de leeftijd kunnen afnemen, wordt Alpha-Ketoglutaraat steeds meer onderzocht in het kader van Longevity-onderzoek. Studies richten zich onder andere op mogelijke verbanden tussen AKG, celmetabolisme, botgezondheid en biologische verouderingsprocessen. Hoe precies alfaketoglutaraat in het lichaam werkt, welke vormen zoals Calcium-Alfaketoglutaraat er zijn en hoe de huidige stand van onderzoek eruitziet, lees je in dit artikel.
Alfaketoglutaraat in overzicht
Alpha-Ketoglutaraat is een klein molecuul dat bestaat uit vijf koolstof-, zes waterstof- en vijf zuurstofatomen. In ons lichaam wordt AKG voortdurend afgebroken en opgebouwd, omdat het onder andere een belangrijke rol speelt in de energiehuishouding. Da de AKG-spiegel in de loop van de tijd afneemt, kwam het molecuul in de belangstelling van de ouderdomsonderzoekers. Huidige studies onderzoeken mogelijke verbanden tussen AKG en verschillende leeftijdsgebonden stofwisselings- en celprocessen.
Hoe dat precies kan werken, bekijken we nu.
De combinatie met calcium zorgt voor een betere AKG-bioavailability in het organisme.
Fysiologische functie van alfaketoglutaraat
Waar komt AKG eigenlijk in het lichaam voor? Hiervoor moeten we de krachtcentrales van onze cellen nader bekijken. In de mitochondriën wordt de suiker uit de voeding omgezet in energie, in de vorm van ATP. Juist hier speelt alfaketoglutaraat een essentiële rol. In de zogenaamde citroenzuurcyclus wordt de koolstofstructuur van glucose afgebroken. Dit gebeurt door de omzetting van meerdere moleculen.Een daarvan is alfa-ketoglutaraat.
Bovendien is AKG van belang voor de stikstofstofwisseling, dus u.a. bij de verwerking van eiwitten via de voeding.
Als voorloper van glutamaat en glutamine speelt alfa-ketoglutaraat ook een sleutelrol in de energiehuishouding van het spijsverteringsstelsel . Daar dient AKG als voorloper van glutamine voor de energieproductie van onze darmcellen.
Daarmee is het nog niet genoeg, alfa-ketoglutaraat wordt in het onderzoek ook bestudeerd in verband met de eiwit- en spierstofwisseling. Als onderdeel van verschillende stofwisselingsroutes is het molecuul onder andere betrokken bij processen die relevant zijn voor het behoud van bot- en spierweefsel . Op basis van deze biologische functies wordt AKG momenteel wetenschappelijk onderzocht in verschillende onderzoeksgebieden van gezond ouder worden.
Hormonen en immuunsysteem
Een andere invloed heeft alfa-ketoglutaraat (AKG) op het endocriene systeem. Glutamine en glutamaat worden omgezet in ornithine en arginine. Deze twee aminozuren stimuleren de afgifte van groeihormonen. Er wordt vermoed dat AKG daardoor een directe invloed op de botstofwisseling heeft.
Bovendien speelt alfa-ketoglutaraat een rol bij processen die relevant zijn voor de vorming van collageen . Om deze reden wordt AKG ook in verband met huid, bindweefsel en gezond ouder worden wetenschappelijk onderzocht.
Meer over het onderwerp collageen lees je in het bijbehorende artikel in ons magazine.
Wist je dat: Naast zijn rol in de energiehuishouding heeft alfa-ketoglutaraat interessante antioxidatieve eigenschappen.Vanwege zijn chemische structuur kan AKG interageren met bepaalde reactieve zuurstofsoorten, waardoor het molecuul steeds meer in de belangstelling staat van het onderzoek naar oxidatieve stress en veroudering van cellen.
Alfa-ketoglutaraat en de botgezondheid
Op oudere leeftijd worden onze botten zwakker. Het grote netwerk van botcomponenten wordt steeds dunner, wat leidt tot een steeds toenemende kans op breuken. In 2010 voldeden in Europa alleen al 22 miljoen vrouwen en 5,5 miljoen mannen aan de diagnosecriteria van de WHO voor osteoporose, in het Nederlands: botontkalking. Tendenz stijgend.
Osteoporose is naar schatting verantwoordelijk voor 80-90% van alle fracturen op latere leeftijd en kan daardoor de levenskwaliteit enorm beïnvloeden.Om deze reden zijn gezonde, sterke botten op latere leeftijd bijzonder belangrijk.
Wat kun je dus doen om de botafbraak zo laag mogelijk te houden? De Europese richtlijnen bevelen Krachttraining, aan, omdat dit door de trek van de spieren op de botten aantoonbaar de botdichtheid kan verhogen. Daarnaast wordt een regelmatige Vitamine D substitutie aanbevolen, omdat dit hormoon ook invloed heeft op de calciumstofwisseling.
Ook alfa-ketoglutaraat is onderzocht in verband met botgezondheid. In een 6 maanden durende studie namen 73 vrouwen na de menopauze ofwel calcium alleen of in de vorm van calcium-alfa-ketoglutaraat. Calcium alleen kon geen verbetering brengen – de regelmatige inname van 1000 mg Ca-AKG verhoogde echter de botdichtheid. Samen met krachttraining, een voldoende magnesium voorziening en vitamine D zou Ca-AKG dus een interessante benadering voor gezonde botten kunnen zijn.
Melk zorgt voor gezonde botten? Mythe of feit? Deze uitspraak is lange tijd door de reclame-industrie gebruikt. Het calcium in melk zou zorgen voor sterkere botten. In deze studie werden 96.000 oudere vrouwen en mannen 22 jaar lang gevolgd. Interessant is dat mannen met een hoger melkverbruik in hun jeugd meer fracturen op latere leeftijd hadden. Als je de lichaamslengte eruit rekent, is het effect echter niet meer significant.
Alfa-ketoglutaraat en de huid: Onderzoek naar huidvocht en huidveroudering
Collageen is een van de belangrijkste structurele eiwitten van de huid, waarvan de concentratie met de leeftijd afneemt.Precies hier wordt AKG onderzocht, omdat het betrokken is bij processen die verband houden met de omzetting van pro-collageen naar collageen.
Alfaketoglutaraat is getest als huidcrème bij mensen en kon onder andere in deze studie worden gekoppeld aan veranderingen in huidparameters zoals rimpeldiepte en huidvochtigheid. Bovendien werden verbeteringen van de huidfunctie geobserveerd. Waarschijnlijk spelen de antioxidatieve eigenschappen van alfaketoglutaraat hierbij een cruciale rol.
Ook is de werking van AKG op regeneratieprocessen van de huid, met name bij brandwonden, bij mensen onderzocht. In de onderzoeken werden onder andere verschillen in weefselregeneratie en littekenvorming beschreven.
Welke rol speelt AKG in het immuunsysteem?
Als voorloper van Glutamine heeft alfa-ketoglutaraat, zoals eerder vermeld, ook een rol in het immuunsysteem. Glutamine is essentieel voor de fysiologische functie van de lymfocyten, waaronder de B-cellen, T-cellen en natuurlijke killercellen (NK-cellen). Al deze cellen bestrijden dag in dag uit ziekteverwekkers met hun verschillende wapens.
Bovendien is glutamine ook nodig voor de macrofagen, die als eetcellen een belangrijke rol spelen bij de afweer van pathogenen in ons lichaam.
AKG wordt ook onderzocht in verband met de fagocytose . Dit is het vermogen van macrofagen om ziekteverwekkers en celcomponenten op te nemen en af te breken.Enkele studies suggereren dat AKG mogelijk verband houdt met processen die relevant zijn voor de functie van deze immuuncellen.
Inzichten over Langleven met Alpha Ketoglutarat
Er zijn inderdaad al eerste studies binnen het kader van de langlevendheidsonderzoek. Deze zijn uitgevoerd op draadwormen, oftewel nematoden. Studies met het modelorganisme Caenorhabditis elegans tonen aan dat alphaketoglutarat de levensduur van deze organismen met ongeveer 50% kan verlengen. Dit mechanisme wordt veroorzaakt door een remming van de ATP-synthase en mTOR is geactiveerd. Juist mTOR staat al jaren in verband met de autofagie en is bovendien een van de vier langlevendheidspaden.
Bovendien vertraagde de toediening van alfa-ketoglutaraat in een andere studie met aaltjes de opkomst van leeftijdsgebonden fenotypes die verband houden met een afname van de coördinatie en beweeglijkheid van de wormen.
De eerste onderzoeken met alfa-ketoglutaraat (AKG) werden uitgevoerd op de aaltjes Caenorhabditis elegans - met veelbelovende resultaten.
Alfa-ketoglutaraat (AKG) in het menselijk onderzoek
Het wereldwijd gerenommeerde Buck Institute for Research on Aging - al jaren toonaangevend op het gebied van verouderingsonderzoek - publiceerde in september 2020 nieuwe onderzoeksresultaten van een muizenstudie. Ze stelden vast dat de muizen die alfa-ketoglutaraat kregen toegediend, verschillende parameters van een verbeterde gezondheidspanne vertoonden en gedeeltelijk ook een langere levensduur bereikten.Bovendien zijn in de AKG-groep lagere ontstekingsmarkers waargenomen. Chronische ontstekingen worden al jaren in verband gebracht met leeftijdsgebonden ziekten en zijn onder de naam Inflammaging een erkend kenmerk van veroudering.
Aan de National University of Singapore (NUS) is een klinische studie gepland, waarin de werking van alphaketoglutaraat op mensen van 45 tot 65 jaar zal worden onderzocht. De resultaten van deze studie kunnen belangrijke inzichten voor het Longevity-onderzoek opleveren.
Ook een studie uit 2021 onderzocht een op alphaketoglutaraat gebaseerde formulering in combinatie met andere stoffen (z.B. vitaminen). Hierbij werden bij 42 proefpersonen veranderingen in DNA-methylatiepatronen waargenomen, die volgens de gebruikte epigenetische ouderdomsmodellen geassocieerd waren met een gemiddelde vermindering van de biologische leeftijd van tot wel 8 jaar.Gemeten werd de DNA-methylatieniveau om de biologische leeftijd te bepalen. De resultaten bieden interessante aanwijzingen dat alfa-ketoglutaraat betrokken zou kunnen zijn bij epigenetische processen.
De toepassingsduur van de op alfa-ketoglutaraat gebaseerde formulering bedroeg gemiddeld 7 maanden.
Wist je dat? Een studie uit 2012 toonde aan dat na lichamelijke activiteit verhoogde alfa-ketoglutaraatwaarden meetbaar waren. Mogelijk is sport een strategie om de endogene AKG-spiegels te beïnvloeden. Voor een definitieve beoordeling zijn echter verdere studies nodig.
Alfa-ketoglutaraat en zijn effect op cellen
AKG wordt intensief onderzocht vanwege zijn rol in de cellulaire stofwisseling en zijn antioxidatieve eigenschappen.In dierstudies werd onder andere onderzocht of alfa-ketoglutaraat in verband kan staan met veranderingen in de vruchtbaarheid. Om dit beter te begrijpen, moeten we kort de biochemie erachter bekijken.
In ons lichaam ontstaan voortdurend zuurstofradicalen, zogenaamde ROS. Te veel van deze hoogactieve stoffen kunnen onze cellen beschadigen, waardoor een evenwicht tussen het aantal ROS-moleculen en de lichaamseigen beschermingsmechanismen belangrijk is. Een van de belangrijkste ROS-vangers in ons lichaam is glutathion. Vereenvoudigd gezegd: hoe meer zuurstofradicalen er ontstaan, hoe meer glutathion er verbruikt wordt. Studies suggereren dat AKG in verband staat met stofwisselingsprocessen die relevant zijn voor de regulatie van de cellulaire redoxbalans.
En welke relatie is er nu met de vruchtbaarheid? Op oudere leeftijd nemen de zuurstofradicalen toe en dit lijkt een van de factoren te zijn waarom eicellen steeds meer door oxidatieve schade kunnen worden getroffen. In dierstudies is waargenomen dat de toediening van AKG geassocieerd was met een verbeterde kwaliteit van de eicellen.
Wist je? Wist je? Glutathion is enorm belangrijk voor onze cellen. In de lever ondersteunt het de afbraak van bepaalde stofwisselingsproducten. Met de leeftijd kunnen de glutathionspiegels afnemen. Het voor de hand liggende idee om glutathion direct te substitueren, is echter niet altijd effectief. Een ander molecuul, GlyNAC , toonde in studies interessante resultaten en werd bovendien onderzocht in verband met verschillende Hallmarks of Aging bij de mens.
Alfaketoglutaraat en de hartfunctie
In 2023 hebben onderzoekers een mogelijk revolutionaire ontdekking gedaan aan muizenhart en dit betrof alfaketoglutaraat.
Ons hart verliest na de geboorte de mogelijkheid om zich te regenereren. Dit is de reden waarom z.B. na een hartaanval het hart zich slechts beperkt kan regenereren. In plaats van nieuwe hartspiercellen vormt zich littekenweefsel. De onderzoekers van het Max-Planck-Institut voor Hart- en Longonderzoek wilden dit veranderen en hebben daarvoor een gen met de naam Cpt1b geblokkeerd. Dit is belangrijk voor de vetzuurstofwisseling. In een tweede stap simuleerden de onderzoekers een hartaanval en vergeleken de twee groepen muizen. De groep met het geblokkeerde gen herstelde zich na de hartaanval aanzienlijk beter, nieuwe hartspiercellen begonnen te groeien en de regeneratiecapaciteit kwam weer terug. Daarbij stelden de wetenschappers vast dat bij deze groep de spiegels van alphaketoglutaraat 20 keer hoger waren dan in de controlegroep.
Nieuwe hartspiercellen door een gewijzigde epigenetica?
De resultaten van de studie zijn indrukwekkend en bieden hoop op nieuwe therapieën. Maar hoe is dit resultaat precies tot stand gekomen? Er wordt vermoed dat alphaketoglutaraat het enzym KDM5 activeert. Dit zorgt op zijn beurt voor de activatie van andere genen. Het exacte mechanisme is ingewikkeld, maar KDM5 verwijdert methylgroepen van histonen. Hierdoor worden plaatsen op het DNA vrijgemaakt en kunnen andere genen worden afgelezen. Door de verhoogde activiteit van KDM5 lijken de hartspiercellen weer jonger te worden en hun regeneratievermogen terug te krijgen. In plaats van de verwachte litteken, herstelden de muizen na enkele weken hun normale hartfunctie weer.
Ca-AKG, Na-AKG, O-AKG, A-AKG – wat er achter de afkortingen schuilgaat
We hebben nu al verschillende afkortingen voor alfa-ketoglutaraat gehad. AKG, Ca-AKG, Calcium-AKG of soms ook in de Engelse schrijfwijze als Alpha-ketoglutarate. Afhankelijk van welk molecuul alfa-ketoglutaraat is verbonden, ontstaan er nieuwe afkortingen. Van calcium en alfa-ketoglutaraat wordt Ca-AKG. Om de verwarring niet te groot te maken, laten we je zien wat er achter de afkortingen schuilgaat:
- Na-AKG: Alfa-ketoglutaraat samen met natrium
- O-AKG: Staat voor de verbinding van alfa-ketoglutaraat met het aminozuur L-Ornithine
- A-AKG: De combinatie van het aminozuur arginine en alfa-ketoglutaraat resulteert in A-AKG. Arginine dient in het lichaam als voorloper voor de vorming van stikstofmonoxide (NO), een belangrijk signaalmolecuul van het vaatstelsel.
Welke vormen van alfa-ketoglutaraat zijn goed geschikt voor aanvulling?
Alfa-ketoglutaraat wordt in het lichaam aangemaakt en komt niet in voedsel voor. Zoals studies aantonen, kunnen echter vasten en sport het alfa-ketoglutaraat-niveau in het bloed verhogen. Een andere manier om AKG op te nemen, is via voedingssupplementen.
Een bijzonder goed geschikte vorm voor alfa-ketoglutaraat is calcium-alfa-ketoglutaraat. De calciumcombinatie zorgt voor een betere bio-beschikbaarheid vergeleken met de pure vorm. Daarnaast is bekend dat AKG beter wordt opgenomen in de dunne darm en bij een lage pH-waarde en de aanwezigheid van ijzer- en zwaveloxide-ionen.
Over het algemeen moet men erop letten dat calcium-alfa-ketoglutaraat vrij is van ongewenste toevoegingen en vulstoffen is.
Conclusie over Calcium-Alphaketoglutarat
Alphaketoglutarat is een interessant molecuul in het ouderdomsonderzoek. Studies onderzoeken momenteel mogelijke verbanden tussen AKG en verschillende biologische processen van veroudering. Daarbij zijn onder andere effecten op parameters van botgezondheid, epigenetische markers en andere leeftijdsgerelateerde mechanismen beschreven. Bijzonder interessant is het feit dat we Alphaketoglutarat van nature niet via voeding opnemen en dat de spiegels in de loop van de leeftijd kunnen afnemen. In dierstudies is bovendien een verband waargenomen tussen de suppletie van AKG en een verlengde levensduur. Of en in welke mate deze bevindingen op de mens kunnen worden overgedragen, zal toekomstig onderzoek uitwijzen.
