De voordelen van voedselbeperking

M. Noorman, F.A.C. Wiegant [email protected]

11 De voordelen van voedselbeperking ‘Minder is meer’, waar het onze gezondheid betreft in relatie tot eten.

M. Noorman, F.A.C. Wiegant

114

Inleiding

Verder zei de beroemde Leidse arts Herman

Onze bevolking vergrijst. In het jaar 2030 zullen er

Boerhave driehonderd jaar geleden al: “houd het

in ons land ongeveer 4 miljoen mensen leven die

hoofd koel, de voeten warm en prop niet al te vol

ouder zijn dan 65 jaar. Dit heeft vele consequen-

de darm”. De laatste tijd lijken de resultaten van

ties, waaronder een dreigende toename van chroni-

fundamenteel onderzoek bij dieren deze zienswijze

sche ouderdomsgerelateerde aandoeningen. Deze

te onderbouwen. Er is wetenschappelijk aange-

aandoeningen, zoals bijvoorbeeld Alzheimer en dia-

toond dat het eten van minder calorieën een le-

betes, verlagen de kwaliteit van het leven en het is

vensverlengend effect heeft en zorgt voor uitstel

dan ook niet aantrekkelijk om op deze manier oud

van de ouderdom. Calorierestrictie is hiermee de

te worden. Hoe kan dit worden voorkomen? Hoe

enige geaccepteerde methode die het verouderings-

kan bereikt worden dat men gezond oud wordt, dat

proces vertraagt, ouderdomsgerelateerde aandoe-

men ook op z’n oude dag nog in staat is om van het

ningen uitstelt en de gemiddelde én maximale leef-

leven te genieten? In reclames wordt veel beloofd,

tijd verhoogt.

bijvoorbeeld dat het eten van bepaalde producten

In dit artikel wordt ingegaan op het fenomeen calo-

of het slikken van bepaalde pillen leidt tot een klei-

rierestrictie. Eerst zal uitgelegd worden wat het pre-

nere kans op ziektes. Van deze beloftes is maar

cies is, wat de effecten zijn en bij welke organismen

weinig wetenschappelijk onderbouwd. Er is echter

het is waargenomen. Daarna zullen mogelijke ver-

één ding dat wel echt lijkt te werken: eet minder!

klaringen voor de werking van calorierestrictie gege-

In de wetenschappelijke literatuur wordt het minder

ven worden. Verder wordt nagegaan in hoeverre er

eten aangeduid met ‘dietary restriction’ of ‘caloric

bewijs is dat het ook bij mensen effect heeft. En

restriction’, hetgeen aangeeft dat het bij het minder

stel dát het effect heeft in mensen, in hoeverre zul-

eten met name gaat om calorierestrictie.

len mensen in staat zijn om zich aan dit strenge

Het gunstige effect van minder eten is terug te vin-

dieet te houden? Of zou het beter zijn om op zoek

den in allerlei adviezen en voorschriften die sinds

te gaan naar stoffen die de effecten van calorie-

jaar en dag in kringen van natuurartsen en voe-

restrictie nabootsen?

dingstherapeuten circuleren. Zo bestaat er het verhaal van de natuurarts die voordat hij op vakantie

Wat is calorierestrictie?

gaat nog een boodschap op de deur van zijn prak-

Bij calorierestrictie worden minder calorieën gege-

tijk plakt met daarop de tekst: “Om uw gezondheid

ten dan normaal. Bij onderzoeken bij onder andere

terug te krijgen of te behouden, doet u er goed aan

knaagdieren gaat het om een vermindering van 30-

slechts de helft te eten van hetgeen u normaal ge-

40 procent. Bij een groot aantal verschillende dier-

wend bent te doen”. Verder is er het gezegde dat ‘je

soorten, zoals ratten, muizen, vissen, vliegen, wor-

slechts de helft nodig hebt van hetgeen je normali-

men en ook bij gistcellen, is inmiddels aangetoond

ter eet, en dat van de andere helft de arts leeft’.

dat een dergelijke vermindering in de inname van

tig jaargang 21|22

Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde


De voordelen van voedselbeperking

het aantal calorieën kan leiden tot een verlenging

geboorte werd ingevoerd, of dat er ook een levens-

van de levensduur met 30-50 procent.

verlengend effect optreedt indien daarmee later

Bij calorierestrictie is het van belang om onder-

werd begonnen. In een groot aantal experimentele

scheid te maken tussen wat in het Engels under-nu-

studies werd bij muizen en ratten aangetoond dat

trition and mal-nutrition wordt genoemd. De eerste

als de voedselbeperking op een latere leeftijd werd

wordt in het algemeen bereikt met een dieet dat be-

gestart, dit ook een gunstig effect heeft. De intrin-

perkt is in het aantal calorieën maar verrijkt met mi-

sieke verouderingssnelheid wordt dus vertraagd,

neralen (zouten) en vitaminen. De hoeveelheid vita-

ongeacht de leeftijd waarop met de voedselbeper-

minen en mineralen wordt daarbij tot normale

king wordt gestart. Het is dus nooit te laat om min-

waarde aangevuld om te voorkomen dat de dieren

der te gaan eten.

niet aan een of ander gebrek zouden gaan lijden.

Heeft het alleen maar positieve effecten of zijn er

Want als dat zo is, dan hebben we het over mal-nu-

negatieve effecten? Een lagere lichaamstempera-

trition. In vele experimenten is inmiddels gebleken

tuur werd net al genoemd. De dieren zijn gevoeliger

dat de ondervoede muizen 35-40% langer leefden

voor kou, vatbaarder voor bacteriële infecties, en

dan de muizen in de controlegroep die zelf mochten

vertonen een langzamere wondheling. Verder leidt

bepalen hoeveel ze aten. Wat calorierestrictie

het langdurig volgen van een calorierestrictie-dieet

onderscheidt van andere mogelijke anti-veroude-

tot een klein, mager organisme. Het is minder

rings therapieën is dat het niet alleen de gemiddel-

vruchtbaar dan goedgevoede soortgenoten, maar

de, maar ook de maximale levensduur wordt ver-

verder is het wel gezond en actief.

>

hoogd.

Calorierestrictie bij primaten Effecten van calorierestrictie

Om te kijken of calorierestrictie ook werkt bij men-

Met calorierestrictie leven dieren dus langer, maar

sen, zijn er studies begonnen met niet-humane pri-

zijn ze dan ook langer gezond of hebben ze langer

maten, omdat deze genetisch gezien het dichtste

last van ouderdomsklachten? Ten aanzien van het

bij de mens staan en dus het beste model zijn om

onderzoek bij muizen is het frappant dat de muizen

mee te werken. De apen waarmee gewerkt wordt,

die voedselbeperking ondergingen niet alleen

zijn rhesusapen. Deze apen hebben een genetische

ouder worden, maar ook langer gezond blijven. Hun

homologie van 92,5 tot 95 procent met de mens.

hart en bloedvaten, hun afweersysteem, hun spie-

Het verouderingsproces bij deze apen is op meerde-

ren, etc. blijven langer normaal functioneren.

re punten gelijk aan dat van de mens. Zo gaan bij

Hierdoor lopen ze in het algemeen een veel kleinere

het ouder worden de motorische en sensorische

kans om kanker dan wel een of andere auto-im-

systemen in werking achteruit, zoals slechter zien

muunaandoening te krijgen. De effecten van calo-

en slechter horen, daalt de dichtheid van mineralen

rierestrictie zijn onder andere een reductie van oxi-

in de botten, enz.

datieve schade, een verhoogde metabole efficiën-

Een van de grootste effecten van calorierestrictie in

tie, een verhoogde genetische stabiliteit, verlaagde

rhesusapen is gewichtsverlies en een vermindering

glucosewaarden in het bloed, langzamere glycoly-

van lichaamsvet. De daling van lichaamsvet is gro-

se, lagere insulinewaarden en een lagere lichaams-

ter in mannetjes dan in vrouwtjes, hetgeen ver-

temperatuur. Het algehele effect is dat ouderdoms-

klaard kan worden door geslachtshormonen of door

gerelateerde aandoeningen later dan gebruikelijk

afwijkende leptineconcentraties. Op latere leeftijd

de kop opsteken.

is er bij zowel apen op een calorierestrictie dieet als

Niet geheel duidelijk was of dat gunstige effect al-

bij apen die normaal gevoed worden een daling in

leen optreedt indien de voedselbeperking vanaf de

lichaamsgewicht te zien. Ouder apen eten, net

tig jaargang 21|22


115

>



zoals oudere mensen, sowieso wat minder. Het li-

sen kort worden toegelicht waarna de relatie met

chaamsgewicht van apen op calorierestrictie blijft

Calorierestrictie zal worden verduidelijkt.

echter lager in vergelijking met de ad libitum gevoerde apen. Domweg omdat ze nog steeds 30 pro-

Schade door oxidatieve stress

cent minder calorieën binnenkrijgen.

Veroudering wordt vaak omschreven als een multi-

Bij rhesusapen die de seksuele volwassenheid nog

factorieel en complex proces. Eén van de theorieën

niet hadden bereikt toen ze begonnen met calorie-

die zou verklaren waardoor veroudering optreedt is

restrictie, was de seksuele rijping vertraagd. In ver-

de oxidatieve stress-hypothese. Deze theorie be-

gelijking met mannetjes die normaal gevoed waren,

schrijft dat de progressieve achteruitgang in fysiolo-

was de verhoging van testosteron minstens een jaar

gische functie bij veroudering het resultaat is van

vertraagd door calorierestrictie.

de ophoping van oxidatieve schade. Deze schade

Het is nog te vroeg om te zeggen of de apen ook

wordt veroorzaakt door ‘reactive oxygen species’

een verhoogde gemiddelde en maximale levens-

(ROS), ook wel vrije radicalen genoemd. Dat zijn erg

duur hebben door calorierestrictie, omdat de stu-

reactieve moleculen omdat ze een elektron teveel

dies daar nog niet lang genoeg voor lopen. Normaal

of te weinig bevatten. Daardoor zullen ze reageren

gevoede apen hebben namelijk een gemiddelde le-

met willekeurige moleculen in hun buurt om daar-

vensduur van 25 jaar, dus de studietijd zal nog wel

aan dat elektron af te staan of te onttrekken.

even duren en het duurt daarom ook nog een tijdje

Doordat ze daarmee een volgend molecuul destabi-

voordat de resultaten van de apen op calorierestric-

liseren kan dit tot een kettingreactie leiden met veel

tie bekend zijn. Aan de verschillende effecten is

schade tot gevolg.

echter al wel te zien dat het een betere gezondheid

De grootste bron van vrije radicalen is de mitochon-

en lagere kans op ziektes veroorzaakt op hogere

dria; de mitochondriale elektronentransportketen

leeftijd. Deze conclusies zijn gebaseerd op verschil-

produceert een groot deel van de ROS, die veel

lende parameters, zoals een daling in plasmagluco-

schade toebrengen aan macromoleculen die in en

se, een verhoging van insulinesensitiviteit, een da-

nabij de mitochondria liggen. Dit is de basis van de

ling van bloeddruk en hartslag en een daling van

mitochondriale verouderingstheorie, waarin wordt

glycatieproducten.

beschreven dat de oxidatieve stress in de mitochondria tot een vicieuze cirkel kan leiden, waarin

116

Calorierestrictie voorkomt schade die normaal optreedt bij veroudering

beschadigde mitochondria steeds grotere hoeveel-

Vraag is hoe calorierestrictie de levensduur kan ver-

groting van de schade.

lengen. Wat is daarvoor het verantwoordelijke me-

Mitochondria dienen als de energiecentrales in de

chanisme? Langzamerhand wordt steeds duidelijker

cel. De mitochondria produceren ATP door zuurstof

dat een belangrijke factor in de veroudering het op-

te gebruiken dat opgenomen is door de longen en

lopen van schade is aan macromoleculen en cel-

door voedingsstoffen te gebruiken die opgenomen

structuren. Schade die niet volledig kan worden

zijn uit voedsel. Ze maken ATP met behulp van de

voorkomen en/of niet volledig kan worden hersteld.

elektronentransportketen. Deze keten bestaat uit

De moleculaire schade wordt onder andere veroor-

een serie van vier grote en twee kleine moleculaire

zaakt door vrije zuurstofradicalen (oxidatieve

complexen in het membraan van het mitochondri-

stress) en door glycosyleringsreacties waarbij sui-

um. Complex I en II zijn betrokken bij het ontvangen

kermoleculen aspecifiek aan eiwitten gaan plakken

van hoogenergetische elektronen die bij de ver-

en daarmee de normale werking van eiwitten en en-

branding van voedsel vrijkomen. De ontvangen

zymen onmogelijk maken. Eerst zullen deze proces-

elektronen worden doorgegeven aan ubiquinone,

tig jaargang 21|22

heden ROS produceren, wat weer leidt tot een ver-




die aan de kant van het membraan zit waar de

Bij dieren die voor langere tijd waren blootgesteld

meeste vrije radicalen vrijkomen. Ubiquinone stuurt

aan calorierestrictie was te zien dat er minder ROS

de elektronen langs de rest van de keten naar com-

waren dan in normaal gevoede controles. Deze re-

plex IV, waar ze worden overgedragen op zuurstof

ductie van ROS zou kunnen komen door een ver-

waarbij water wordt gevormd. Bij deze elektronen-

mindering in de aanmaak van ROS, door een ver-

stroom komt bij iedere overdracht wat energie vrij.

hoogde efficiëntie van beschermende processen,

Deze vrijkomende energie wordt gebruikt om proto-

door een verhoging van de reparatie-activiteiten, of

nen vanuit het inwendige van het mitochondrion

door een combinatie van deze processen. Het is

naar de intermembraanruimte te transporteren.

nog niet helemaal bekend wat de vermindering van

Hierbij wordt een concentratieverschil opgebouwd

oxidatieve stress veroorzaakt, maar meerdere stu-

dat vervolgens gebruikt wordt om ATP te genereren.

dies met verschillende dieren hebben wel aange-

Het hiervoor verantwoordelijke ATP-synthasecom-

toond dat er een significante vermindering van het

plex bevat een kanaaltje waardoor de protonen

aantal vrije radicalen is bij het volgen van een calo-

kunnen terugstromen naar het inwendige van het

rierestrictie-dieet.

>

mitochondrion. De energie die hierbij vrijkomt wordt gebruikt om ATP te maken. Wanneer en waar

Schade door AGEs

worden de vrije radicalen gevormd?

Een andere manier waarop calorierestrictie ouder-

Vrije radicalen worden gevormd wanneer elektronen

dom tegen kan gaan is door het verminderen van

uit de transportketen vroegtijdig ontsnappen en re-

glycatie en de opeenhoping van ‘advanced glyca-

ageren met een zuurstofmolecuul dat in de buurt is.

tion end products’ (AGEs). Glycatie is een schade-

Dan ontstaan zuurstofradicalen als het superoxide

lijke vorm van suiker-eiwit-interactie, waarbij de

anion. Als deze eenmaal gevormd zijn, kunnen de

carbonylgroep van een suiker aan de aminogroep

vrije radicalen vetten, eiwitten en DNA in de cel be-

van een eiwit gaat zitten. Dit vormt glycosylamines.

schadigen. De componenten van de mitochondria,

Na nog wat herschikkingen van deze combinatie

zoals het mitochondriale DNA, de eiwitten van de

worden de AGEs gevormd. Bij meerdere stappen in

elektronentransportketen en het ATP-synthase, zijn

de vorming van de AGEs wordt een grote hoeveel-

het kwetsbaarst voor oxidatieve schade, omdat zij

heid ROS geproduceerd. Op deze manier draagt gly-

het dichtst bij de plek liggen waar de vrije radicalen

catie dus bij aan de oxidatieve stress in de cel.

ontstaan. Het mitochondriale DNA heeft ook geen

Ook op een andere manier is glycatie schadelijk

beschermende eiwitten die het DNA helpt te be-

voor de cel. De suikergroepen kunnen ook als een

schermen tegen de vrije radicalen. Daardoor heeft

soort plakmiddel twee willekeurige eiwitten aan el-

het mitochondriale DNA meer te lijden van de oxi-

kaar vastklitten waardoor er eiwit-aggregaten ont-

datieve schade dan het DNA in de kern. Door de

staan: allerlei eiwitten worden daarbij uitgesloten

schade aan de mitochondria daalt de ATP-produc-

van normale metabole pathways en hopen daar-

tie. En de opeenhoping van schade versnelt dit pro-

door op in de cel. Deze modificaties dragen op een

ces nog. Op deze manier worden cellulaire compo-

belangrijke manier bij aan de ontwikkeling van

nenten steeds meer beschadigd en hiermee wordt

ouderdomsgerelateerde aandoeningen. Dit zijn re-

het weefsel waarin de cellen liggen en ook het li-

acties die met name bij diabetici veel voorkomen.

chaam steeds zwakker en ouder.

Bij slecht ingestelde diabetici (hoge bloedsuiker-

Als een organisme dus beter in staat is om de ont-

waarden) kan dit leiden tot allerlei pathologieën

stane vrije zuurstofradicalen onschadelijk te maken

aan nier, oog, vaatstelsel, perifere zenuwen, etc..

of de ontstane oxidatieve schade te repareren, dan

Hoewel dit soort processen wat meer uitgesproken

zou de cellulaire achteruitgang worden vertraagd.

is bij diabetici, komen ze bij iedereen voor en zijn

tig jaargang 21|22


117

>

118



ze medeverantwoordelijk voor het ontstaan van

zelfs te kunnen leiden tot een verdubbeling van de

ouderdomsgerelateerde aandoeningen. Het verlies

levensduur.

van elasticiteit in de bloedvaten is voor een belang-

Inmiddels is duidelijk geworden dat er een relatief

rijk deel aan glycosyleringsreacties in de vaatwan-

eenvoudig signaaltransductiemechanisme bestaat

den te wijten. Het ontstaan van AGEs aldaar is een

waar een aantal eiwitten/enzymen bij betrokken is

belangrijke oorzaak van hogere bloeddruk naarma-

die uiteindelijk een moleculaire schakelaar bedie-

te de leeftijd vordert.

nen die de levensduur van het organisme lijkt te

Normaal worden de AGEs weggehaald uit de cel

bepalen. Door die schakelaar wordt de verouder-

door AGE-herkenningsreceptoren zoals RAGE. De

ingssnelheid medebepaald. De IGF-1 (Insulin-like

degradatieproducten van de AGEs worden in de cir-

Growth Factor) signaaltransductieroute lijkt de mo-

culatie gebracht en worden door de nieren opge-

leculaire switch aan te sturen die ervoor zorgt dat

ruimd. Met het ouder worden vermindert zowel de

de activiteit van allerlei onderhouden herstelpro-

efficiëntie van het herkenningsmechanisme alsook

cessen in cellen wordt verhoogd.

de nierfunctie en dus is er een duidelijke toename

De meest duidelijke invloed van buitenaf waardoor

van AGE-degradatieproducten in de circulatie bij

de schakelaar wordt omgezet, is de afwezigheid

het verouderen.

van voedsel in de omgeving van het organisme. Als

Zoals gezegd is er bij normale glucosewaarden al-

er voedsel in overvloed is, dan wordt de schakelaar

tijd enige mate van glycatie en hoopt de schade

niet geactiveerd. Dan staat het organisme niets in

zich na verloop van tijd op. Daarom zouden, om

de weg om veel energie in groei en voortplanting te

veroudering te vertragen, de plasmaglucose-

steken. Maar als het voedsel wordt weggehaald, of

waarden verlaagd moeten worden. Dit is het geval

sterk verminderd (zoals bij calorierestrictie), dan

bij calorierestrictie.

wordt de schakelaar geactiveerd. Er wordt dan meer

Ook verlaagt het de insulinewaarden en verhoogt

aandacht besteed aan onderhouden herstelme-

het de insulinesensitiviteit, waardoor glucose beter

chanismen. En dat gaat ten koste van bijvoorbeeld

verwerkt kan worden door het lichaam. De lagere

voortplanting.

plasmaglucosewaarden zorgen voor minder glyca-

In de cellen wordt het schakelmechanisme gevormd

tie, minder eiwit-aggregaten en ook voor minder

door een aantal moleculen die reageren op het bin-

oxidatieve stress. Het feit dat het lichaam beter kan

den van insuline-achtige groeifactoren (IGF-1) aan

omgaan met verschillende vormen van schade door

het celmembraan, die via een cascade aan reacties

het volgen van calorierestrictie, wijst erop dat de

de schakelaar (een Forkhead-transcriptiefactor) ac-

verschillende reparatie- en onderhoudsmechanis-

tiveren die vervolgens de genen tot verhoogde ex-

men van het lichaam actiever zijn geworden door

pressie brengt die met onderhoud, herstel en

dit dieet.

stress-resistentie te maken hebben. Zoals in de discussie nog zal blijken, passen deze

IGF-1 signaaltransductieroute

waarnemingen netjes in een theorie (Disposable

Ook een verandering in de expressie van verschil-

soma-theorie) die ervan uitgaat dat in de natuur de

lende genen lijkt verantwoordelijk te zijn voor het

beschikbare energie slechts in beperkte mate voor

uitstel van veroudering door calorierestrictie. Dat

handen is. Dat geldt voor alle organismen en dat

genen veroudering kunnen beïnvloeden, werd dui-

houdt in dat er dus ook altijd een keus moet wor-

delijk toen bij simpele proefdieren bleek dat één

den gemaakt waar energie wordt ingestopt. In groei

enkele mutatie in een beperkte set aan genen leid-

en voortplanting of in onderhoud, herstel en stress-

de tot veranderingen in de levensduur. Bij fruitvlie-

resistentieprocessen. Als er veel in voortplanting

gen en rondwormen bleek één bepaalde mutatie

wordt gestoken dan gaat dat automatisch ten koste

tig jaargang 21|22




van onderhoud en herstel. En andersom. De IGF-1

de lengte van de restrictie die nodig is om de goede

pathway lijkt deze beslissingsmogelijkheid aan te

resultaten te krijgen. Daarom is er onderzoek ge-

sturen. Voedselbeperking dwingt de balans, via het

daan om alternatieven te vinden voor calorierestric-

beïnvloeden van de IGF-1 pathway, naar meer aan-

tie die wel de voordelige effecten ervan veroorza-

dacht voor onderhoud en herstel. Op de langere

ken, maar waarbij de calorie-inname niet drastisch

duur heeft dat dan ook een gunstig effect tot gevolg

gereduceerd hoeft te worden.

in de zin van een langere levensduur. Maar dat gaat

In de speurtocht naar het ontwikkelen van deze mi-

dan wel ten koste van een verminderde vruchtbaar-

metica, is het eerste doel het beïnvloeden van het

heid.

glucosemetabolisme. De stof die het meest bestu-

>

deerd is, is 2-deoxy-D-glucose (2DG). Bij testen met

Calorierestrictie bij de mens

deze stof in ratten werd aangetoond dat 2DG een

Er zijn tot op heden nog geen studies gedaan naar

aantal fysiologische effecten gaf die ook optraden

de werking van calorierestrictie bij de mens. Wel

bij dieren die een calorierestrictie-dieet volgden.

zijn er een aantal ‘toevallige’ studies bekend, waar-

2DG veroorzaakte onder andere een kleine afname

bij calorierestrictie zijn werking heeft laten zien.

in lichaamsgewicht en lichaamstemperatuur en een

Eén daarvan is het Biosfeer-2-project. Doordat er tij-

duidelijke (30%) afname in insulinewaarden in het

dens dit project minder voedsel beschikbaar was

bloed. Deze bevindingen zijn niet de oorzaak van

dan verwacht, werden de deelnemers gedwongen

een verminderde voedselinname door 2DG. In het

aan calorierestrictie te doen. Dit had dezelfde fysio-

begin aten de dieren wel minder, maar zodra ze aan

logische, hormonale en morfologische effecten als

de smaak van 2DG gewend waren, aten ze echter

beschreven in andere organismen. Een andere toe-

evenveel als de ad libitum gevoede dieren. Het spe-

vallige studie heeft plaatsgevonden in een Spaans

ciale effect bleef echter gehandhaafd. Deze studie

bejaardentehuis. Als gevolg van bezuinigingen kre-

toont aan dat 2DG bepaalde effecten van calorie-

gen de mensen daar om de dag te eten (intermit-

restrictie kan nabootsen, zonder dat de voedselin-

tent fasting). Dit bleek de gezondheid van de bewo-

name verlaagd hoeft te worden.

ners te goede te komen. Het was destijds niet als

2DG komt de cel binnen door transportmechanis-

proef opgezet om de werking van calorierestrictie te

men te gebruiken die lijken op degene die gebruikt

toetsen, maar net als bij het Biosfeer-project, lijkt

worden bij het glucosetransport. 2DG wordt dan ge-

het dit fenomeen wel te bevestigen. Het gunstige

fosforyleerd naar 2DG-6-fosfaat, zoals normaal ook

effect van dit intermitterend vasten, het om de dag

gebeurt met glucose. Deze metabole intermediair

eten, is inmiddels ook in velerlei dierproeven aan-

kan echter niet verder worden gemetaboliseerd,

getoond.

doordat het enzym fosfohexose isomerase wordt

Ondanks dat er nog niet of nauwelijks wetenschap-

geïnhibeerd. Daardoor worden verschillende reac-

pelijke studies naar de werking van calorierestrictie

ties in de glucose pathway verhinderd, zoals de gly-

bij de mens zijn gedaan, zijn er toch al enkele men-

colyse. Aangezien cellen de glucose uit voedsel ge-

sen die het dieet volgen. In onze westerse cultuur

bruiken om ATP te genereren, geldt glucose als be-

zullen echter de meeste mensen het dieet te

langrijkste energiebron in het lichaam. Door de ca-

Spartaans vinden. Niet alleen om het gedurende re-

lorie-inname te verlagen, wordt de hoeveelheid glu-

latief korte tijd te volgen (enige jaren), maar zeker

cose die de cel ingaat verminderd en dit vermindert

om het dieet met weinig calorieën gedurende lange-

de productie van ATP. Het geven van 2DG aan die-

re tijd (grootste deel van het leven) vol te houden.

ren die normale hoeveelheden voedsel binnenkrij-

Het toepassen van calorierestrictie op mensen kan

gen, leidt tot een normale hoeveelheid glucose die

dus problematisch worden door de strengheid en

de cel bereikt. Het 2DG voorkomt echter dat glucose

tig jaargang 21|22


119

>



verder verwerkt wordt en reduceert hierdoor de ATP-

worden onderzocht voor hun mogelijke nabootsen-

synthese. De reden dat het verhinderen van de ver-

de werking.

werking van glucose en het beïnvloeden van de

120

ATP-machinerie de ouderdom kan uitstellen, is dat

Discussie

bij de aanmaak van ATP vrije radicalen worden ge-

De gangbare stelling van voedingstherapeuten en

vormd, zoals al eerder beschreven is. Door de

artsen met ervaring in de voedingstherapie, dat een

elektronentransportketen en ATP-productie te ver-

beperking van het dieet een preventief en gezond-

minderen, ontstaan minder vrije radicalen en dit

heidsbevorderend effect zou hebben, lijkt langzaam

zorgt voor minder oxidatieve schade. Een andere

maar zeker door wetenschappelijk onderzoek bij

hypothese is dat de cellen de lage hoeveelheden

proefdieren te worden onderbouwd. De voedingsbe-

glucose die verwerkt worden, interpreteren als een

perkende maatregelen (calorierestrictie) leveren

teken dat er weinig voedselvoorraad is. Dit zou kun-

een overtuigend bewijs dat bij ratten en muizen

nen leiden tot een verandering in IGF-1-concentratie

zowel de levensduur als de gezonde periode (heal-

die de schakelaar aanstuurt naar een meer zelfbe-

thy life span) toeneemt. Of dit ook voor de mens

schermende toestand.

geldt, is nog onduidelijk. Voor de mens lijkt het

Helaas is er één groot nadeel aan het gebruik van

echter zeer lastig om gedurende het hele leven de

2DG. Hoewel het veilig is om in lage doses te ge-

verlaagde inname van calorieën vol te houden.

bruiken, komt in bijna alle studies naar voren dat

Daarom wordt er onderzoek gedaan naar mogelijke

het 2DG schadelijk is in hogere doses. Door deze

mimetica, met het doel de gunstige effecten van ca-

toxiciteit kan 2DG bij de mens niet gebruikt worden

lorierestrictie na te bootsen, zonder dat er drasti-

om calorierestrictie na te bootsen.

sche maatregelen in het voedingspatroon genomen

Inmiddels wordt gezocht naar andere kandidaten

hoeven te worden.

om calorierestrictie na te bootsen. Zo wordt er

Als onderliggend mechanisme van veroudering en

naast het onderzoek naar mimetica die ingrijpen in

daaraan gerelateerde ziekteprocessen wordt steeds

het glucosemetabolisme, ook onderzoek gedaan

meer het belang van vrije zuurstofradicalen onder-

naar andere mechanismen. Bijvoorbeeld als het li-

streept. Voedselbeperking lijkt op dit mechanisme

chaam niet genoeg energie krijgt uit voedselinna-

in te grijpen door niet alleen voor een vermindering

me, kan het tijdelijk overschakelen op het afbreken

van deze reactieve metabolieten te zorgen, maar te-

van eiwit en vet. Medicijnen die zich richten op

vens het afweermechanisme tegen deze zuurstofra-

deze processen zouden mogelijk ook kunnen die-

dicalen te stimuleren. Een dergelijke natuurlijke re-

nen als calorierestrictie-mimetica, alleen, of in com-

actie kan verder worden ondersteund door het voor-

binatie met medicijnen die ingrijpen in het glucose-

schrijven van voedingscomponenten of van prepa-

metabolisme. Verschillende combinaties in deze

raten die als anti-oxidantia bekend staan.

pathways zijn al onderzocht, maar het specifiek

Het is frappant dat bij allerlei organismen de calo-

kunnen ingrijpen in een bepaald proces is nog niet

rierestrictie leidt tot een vermindering van de

gelukt.

vruchtbaarheid, een verhoogde activiteit, een ver-

Het concept van calorierestrictie-mimetica biedt

betering van de algehele gezondheid en een lange-

vele mogelijkheden als strategie om het leven te

re levensduur. Calorierestrictie is een speciale, ge-

verlengen. Zolang calorierestrictie steeds populair-

controleerde manier van schaarste, maar met vol-

der wordt, er steeds meer onderzoek wordt uitge-

doende voedingsstoffen. Het lichaam beschouwt de

voerd naar dit fenomeen en het achterliggende me-

restrictie echter als schaarste en reageert daarom

chanisme steeds beter wordt begrepen, zullen in de

hetzelfde als bij een normale schaarste; de molecu-

toekomst nieuwe strategieën en nieuwe stoffen

laire schakelaar van het IGF-1 pathway wordt omge-

tig jaargang 21|22




zet. Daarom vertonen dieren een verminderde

om zo goed mogelijk door de periode van voedsel-

vruchtbaarheid wanneer ze een calorierestrictie-

schaarste heen te komen. Bij een hernieuwd aan-

dieet volgen en daarom veroorzaakt calorierestrictie

bod van voedsel kan dan weer de investeringsba-

de karakteristieke anti-verouderings effecten: het li-

lans in vruchtbaarheid en voortplanting worden op-

chaam gebruikt zijn energie voor onderhoud en her-

geschroefd.

stel. Deze gegevens passen fraai in de ‘disposable

Intrigerend in dit geval is tevens de verhoogde acti-

soma-theorie’, die in 1977 werd opgesteld door

viteit bij muizen en ratten die wordt waargenomen

Thomas Kirkwood. In deze theorie wordt de balans

bij calorierestrictie. Ook dit zou evolutionair kunnen

beschreven tussen groei en voortplanting enerzijds

worden verklaard: het zou zinnig zijn om via een

en onderhoud en herstel anderzijds. Verschillende

verhoogde activiteit naar nieuwe voedselgebieden

omstandigheden bepalen in welk van de processen

op zoek te gaan.

de meeste energie wordt geïnvesteerd, hetgeen dan

De calorierestrictie-mimetica proberen de gunstige

ten koste gaat van de andere zijde van de balans.

effecten van voedselbeperking na te bootsen, liefst

Zo gaat meer energie in onderhoud en herstel ten

zonder dat er minder hoeft te worden gegeten. In de

koste van vruchtbaarheid en voortplantingsproces-

komende jaren zal duidelijk worden in hoeverre de

sen. Bij afwezigheid van voedsel worden de li-

wetenschappers zullen slagen om een dergelijke pil

chaamscellen via een dalende concentratie van IGF-

te ontwikkelen. Wat dit voor effecten dit zal hebben

1 gedwongen meer aandacht te besteden aan

op de maatschappij is een vraag van een geheel an-

onderhoud, herstel en stress-resistentie. Dit ver-

dere orde.

>

klaart de verschuiving van waar het lichaam energie voor gebruikt tijdens perioden van voedselschaar-

Literatuur

ste: weg van voortplanting naar een verhoogde

Harper M.E., Bevilacqua L., Hagopian K.,

onderhoud van het lichaam. Zo kan deze theorie

Weindruch R., Ramsey J.J. (2004) Ageing, oxidati-

netjes de effecten verklaren die tijdens calorie-

ve stress, and mitochondrial uncoupling, Acta Physiol Scand, 182, pp.321-331

restrictie optreden. Door een verbeterd onderhoud, herstel en stress-resistentie is een levensduurver-

Ingram D.K., Anson R.M., Cabo R., Mamczarz J.,

lenging goed verklaarbaar.

Zhu M., Mattison J., Lane M.A., Roth G.S. (2004)

Het is intrigerend dat dit fenomeen tezamen met de

Development of calorie restriction mimetics as a

verminderde vruchtbaarheid veroorzaakt zou kun-

prolongevity strategy, Annals of the New York aca-

nen worden door een evolutionair bepaald mecha-

demy of sciences, 1019, pp.412-423

nisme. Het doel van ieder dier is om zijn eigen soort

Lane M.A., Mattison J., Ingram D.K., Roth G.S.

te behouden. Het is daarom nodig dat zijn nakome-

(2002) Caloric restriction and aging in primates:

lingen een goede kans op overleving hebben na de

relevance to humans and possible CR mimetics,

geboorte. Daarvoor is voldoende voedsel nodig. In

Microscopy research and technique, 59, pp.335338

tijden van voedselschaarste is er niet eens genoeg voedsel voor de dieren die al leven, dus is het niet

and ageing, Mechanisms of Ageing and Develop-

slim om in deze periode nakomelingen te krijgen.

ment

Het is nuttiger om even te wachten tot de schaarste voorbij is. Om het voor dieren mogelijk te maken

Experimental Gerontology, 38, pp.35-46

moet de seksuele ontwikkeling uitgesteld worden dien moet het lichaam goed onderhouden worden

tig jaargang 21|22

Mattison J.A., Lane M.A., Roth G.S., Ingram D.K. (2002) Calorie resctriction in rhesus monkeys,

om het produceren van nageslacht uit te stellen, of de vruchtbaarheid worden verminderd. En boven-

Masoro E.J. (2005) Overview of caloric restriction

Mitteldorf, J. (2001) Can experiments on Caloric Restriction be Reconciled with the Disposable


121

>


Soma Theory for the Evolution of Senescense?,


Evolution, 55(9), pp.1902-1905

Roth G.S., Mattison J.A., Ottinger M.A., Chachich M.E., Lane M.A., Ingram D.K. (2004) Aging in rhe-

Suji G., Sivakami S. (2004) Glucose, glycation and aging, Biogerontology, 5, pp.365-373

Weindruch R. (1996) Caloric Restriction and Aging, Scientific American, January, pp.32-38

sus monkeys: Relevance to human health interventions, Science, 305, pp.1423-1426

122

tig jaargang 21|22




<

Samenvatting De voordelen van voedselbeperking Veroudering komt vaak met gebreken; vaak zijn die

susaapjes was vetafname het meest opvallend,

chronisch. Er lijkt een algemene remedie: eet min-

samen met vertraagde seksuele rijping. Afname van

der. In dierstudies met knaagdieren, vissen, vliegen

veroudering is het gevolg van vermindering van vrije

en schimmels werd gevonden dat 35% minder eten

radicalen en glycosylering in het lichaam. De betref-

leidde tot 40% langer, gezonder, leven. Spieren, cir-

fende lichaamsmechanismen in de mens worden

culatie en immuniteit functioneerden beter. Groei

beschreven.

en seksuele activiteit bleken verminderd. Bij rhe-

Summary Benefits of food restriction Ageing often comes with many diseases; many of

ced. In Rhesus monkeys fat loss is most prominent,

which are chronic. One remedy seems to be of use:

together with a delay in sexual hormone ripening.

eat less. Studies with rodents, fish, flies and fungi

Ageing is reduced under food restriction due to de-

showed an increase of – healthier – lifespan of

crease in free radicals and glycosylation reactions

40% as result of eating 35% less. Muscles, circula-

in the body. The corresponding mechanisms in hu-

tory system and immune system functioned better.

mans are discussed.

Growth and sexual activity were found to be redu-

Key words ageing

food restriction

radicals and glycosylation diseases

reduction of free

reduction of chronic

extended healthier life span

Auteur Dit artikel is voortgekomen uit de scriptie Caloric restriction; cutting back calories to postpone aging die Maartje Noorman in juni 2005 schreef als afronding van haar bachelor Biomedische Wetenschappen aan de universiteit van Utrecht. Begeleider van de scriptie was Dr. Fred Wiegant.

tig jaargang 21|22


123

De voordelen van voedselbeperking

Recommend Documents