SUIKERS: GLYCOBIOLOGIE IN DE GENEESKUNDE

Als je over suikers praat, denk je meestal aan dikmakers en nutteloze calorieën. Dat suikers in de vorm van glycanen voor onze gezondheid hele belangrijke functies kunnen hebben, is minder bekend. Een glycaan is een complexe structuur van enkelvoudige suikers, waarbij door de manier waarop de suikermoleculen met elkaar verbonden zijn, onderscheid wordt gemaakt tussen de alfa en bèta vorm ervan. Er zijn ontelbare mogelijke combinaties en ruimtelijke oriëntaties met glycanen mogelijk, en daarmee kunnen hun zeer uiteenlopende functies voor onze gezondheid worden begrepen.
Tekst: Anna M. Kruyswijk – van der Heijden

In de wetenschap van de glycobiologie, die pas een jaar of dertig bestaat, worden glycanen en verbindingen met glycanen bestudeerd, met name hun structuur, biosynthese en biologische functies (1,2,3). De verbindingen met andere moleculen worden glycoconjugaten genoemd. Het gaat dan om glycoproteïnen en proteoglycanen (verbindingen met eiwitten), en glycolipiden (verbindingen met vetten). Glycanen spelen een sleutelrol bij het vouwen en oprollen van eiwitten, de onderlinge interacties tussen eiwitten, en daarmee bij het functioneren van eiwitten. Glucosamineglycanen en proteoglycanen zijn onder andere aanwezig in de extracellulaire matrix, de huid, het hoornvlies van het oog, en het kraakbeen in de gewrichten. Het meest bekende voorbeeld met glycoproteïnen is hun aanwezigheid op de celmembraan van rode bloedcellen, in de bloedgroepen van het ABO-systeem. Ze hebben aldaar de functie van een antigeen, dat een immuunreactie kan oproepen wanneer het in contact komt met bloed van een niet geschikte bloedgroep. Bij deze immuunreactie worden de rode bloedcellen afgebroken, hetgeen tot de dood kan leiden bij een verkeerde bloedtransfusie. Bloedgroepen verschillen uitsluitend van elkaar door het soort suiker dat al dan niet op het antigeen zit. Een andere belangrijke plaats waar glycoproteïnen van pas komen zijn de slijmvliezen van het spijsverteringskanaal, de luchtwegen en de urogenitale slijmvliezen, in de vorm van mucinen. Mucus of slijm heeft hier een beschermende functie omdat het een fysieke barrière vormt, en omdat het tevens een immuun functie heeft (3). Glycolipiden bevinden zich met name in de myelinescheden rond zenuwvezels en zijn dus belangrijk voor het functioneren van het zenuwstelsel. Het blijkt dat glycanen diverse en belangrijke functies hebben, zoals bij de celdeling en cel rijping, en bij de cel communicatie. Van de meer dan 200 enkelvoudige suikers die in de natuur voorkomen, zijn er slechts 8 die in de suikerketens van glycoconjugaten aanwezig zijn: glucose, fucose, xylose, galactose, mannose, N-acetyl neuraminezuur, N-acetyl galactosamine en N-acetyl glucosamine. Twee ervan komen overmatig voor in onze voeding, namelijk glucose in zoete producten en galactose in melkproducten (3).

Glycanen worden ook wel essentiële suikers of glyconutriënten genoemd, niet omdat het lichaam ze niet zelf zou kunnen maken, maar omdat ze zo belangrijk zijn voor onze gezondheid. Mensen en gewervelde dieren maken gebruik van deze glycanen op de celmembraan van al hun cellen. Schimmels en bacteriën gebruiken eveneens glycanen, bij de laatsten in de vorm van lipopolysacchariden (LPS) op hun buitenmembraan. Mochten we het aan ons lichaam zelf overlaten, dan kost de fabricage van deze suikers uit andere suikers, hetgeen plaatsvindt in het Golgi-apparaat en het endoplasmatisch reticulum in het celplasma, wel 36 enzymatische stappen en veel energie. En dat gaat soms niet goed. Door de wetenschap van de glycobiologie is een nieuw licht geworpen op een aantal aangeboren stofwisselingsziekten. Hierbij treedt er door problemen met deze enzymatische omzettingen, ook wel glycosylatie genoemd, ofwel een tekort ofwel een stapeling van essentiële suikers op. Deze aangeboren stofwisselingsziekten brengen op de kinderleeftijd motorisch en/of mentaal achterblijven met zich mee (1,3). Voorbeelden zijn congenitale spierdystrofie, PurposePhosphoglucomutase-1 deficiëntie, fucosidose, en alfa mannosidose. Bij sommige van deze ziekten is het geven van essentiële suikers behulpzaam (4).

Maar ook voor alle andere mensen zijn essentiële suikers belangrijk, en gelukkig komen ze in ons voedsel voor: zongerijpt fruit, bessen, zeewier, paddenstoelen (shiitake, maiktake, reishi), aloe vera, ananas, cranberry (veenbes), haver en gerst, verschillende groenten en bonen, rauwe melk, eieren en runderproducten. Hoewel dus aanwezig in voedsel, hebben veel mensen toch tekorten aan deze suikers, omdat ze er ofwel te weinig van eten, ofwel omdat er minder van in het voedsel aanwezig is door intensieve landbouwmethoden. En dat is jammer.

Vooral de ontdekking dat glycanen een belangrijke rol spelen bij de cel communicatie heeft een ongekende stroom aan wetenschappelijk onderzoek in gang gezet. Het blijkt dat glycoproteïnen en glycolipiden, op de celmembraan van alle cellen aanwezig, als cel-herkenningsmoleculen functioneren die als een soort antenne informatie uit de celomgeving opvangen.

Glycanen blijken deze informatie te kunnen opslaan en overdragen, waarbij de essentiële suikers met hun suikercodes een soort alfabet vormen. Wanneer cellen beter met elkaar communiceren, kunnen lichaamsfuncties beter uitgevoerd worden. Omgekeerd zou, wanneer de cel communicatie verstoord is, bijvoorbeeld kanker kunnen optreden. Omdat glycanen overal aanwezig zijn, kunnen vrijwel alle ziekten op een of andere manier aan glycanen en essentiële suikers gekoppeld worden. Aandoeningen van het bindweefsel (ook onder de huid), de slijmvliezen, het immuunsysteem (ontstekingen, allergie, auto-immuunziekten), vruchtbaarheidsproblemen, hartvaatziekten, cholesterolproblemen, veroudering en kanker worden momenteel intensief onderzocht in hun relatie tot glyconutriënten.

Vanuit dit onderzoek zijn er vertalingen naar het dagelijks leven gemaakt, bijvoorbeeld in de huidverzorging. Een ander voorbeeld is het geven van betaglucanen uit haverzemelen om het cholesterolgehalte te verlagen, of van betaglucanen uit paddenstoelen om de weerstand te verhogen. Vooral de shiitake paddenstoel heeft veelbelovende alfa en betaglucanen in de vorm van AHCC ofwel activated hexose correlated compound. Hiermee wordt momenteel onderzoek gedaan naar de behandeling van HPV- infecties bij vrouwen, en baarmoederhalskanker. Ook in het begin van een virusinfectie met een ander virus zijn glycanen uit paddenstoelen aanbevelenswaardig (5). Een veel gebruikte essentiële suiker voor het voorkomen en behandelen van blaasontstekingen is D-mannose. Blaasontstekingen zijn vaak een plaag voor oudere vrouwen, bij wie door de drogere slijmvliezen de E.Coli bacil gemakkelijk toegang heeft tot de slijmvliezen van de blaas. D-mannose verhindert de aanhechting van deze bacterie aan de blaaswand, waardoor er geen infectie kan optreden (6). Cranberry sap, waarin eveneens essentiële suikers, heeft een vergelijkbare werking.

Het eten van voedsel dat rijk is aan glyconutriënten is de eerste keuze voor preventie. Supplementen met deze suikers zijn zonodig een welkome aanvulling.

LITERATUUR

  1. Taylor ME et al. Introduction to glycobiology. Oxford Univ Press 2011, 3th ed
  2. Li J. et al. Functional Glycomics and Glycobiology: An Overview. Methods in Molecular Biology 2010: 600, DOI 10.1007/978-1-60761-454-8 1
  3. Murray R. et al. Glycoproteins. Harper’s Illustrated Biochemistry, 27th ed. CH 46
  4. Yan-Wai Wong S. et al. Oral D-galactose supplementation in PGM1-CDG. Genet Med. 2017;19(11):1226-1235. doi: 10.1038/gim.2017.41
  5. Shin MS et al. The Effects of AHCC®, a Standardized Extract of Cultured Lentinura edodes Mycelia, on Natural Killer and T Cells in Health and Disease: Reviews on Human and Animal Studies. J Immunol Res. 2019;2019:3758576. doi: 10.1155/2019/3758576
  6. Lenger SM. et al. D-mannose vs other agents for recurrent urinary tract infection prevention in adult women: a systematic review and meta-analysis. Am J Obstet Gynecol. 2020 Aug;223(2):265.e1-265.e13. doi: 10.1016/j.ajog.2020.05.048

Wat vind jij?

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

1 Comment
  • Marjan vd Berge
    juni 13, 2021

    Dit werpt toch weer een heel ander licht op suikers! Heel fijn om te lezen…

Previous
Lockdown tips van Merel de Bruin
SUIKERS: GLYCOBIOLOGIE IN DE GENEESKUNDE