De voordelen van voedselbeperking 11

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
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
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
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
115
>
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
De voordelen van voedselbeperking
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-
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
De voordelen van voedselbeperking
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
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
117
>
118
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
De voordelen van voedselbeperking
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 onderhoud- en 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 onderhoud- en 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
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
De voordelen van voedselbeperking
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
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
119
>
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
De voordelen van voedselbeperking
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
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
De voordelen van voedselbeperking
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
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
121
>
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
Soma Theory for the Evolution of Senescense?,
De voordelen van voedselbeperking
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
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
M. Noorman, F.A.C. Wiegant
De voordelen van voedselbeperking
<
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
Deel 1: Voeding in gezondheidszorg en de geneeskunde
123