|
CLA's uit melk hebben een aantal gezondheidsbevorderende effecten. Het staat vast dat ze beschermen tegen chemisch-geïnduceerde vormen van kanker en dat ze de hoeveelheid lichaamsvet verminderen. Er zijn ook aanwijzingen voor bescherming tegen atherosclerose, diabetes en trombose. Er wordt naarstig gezocht naar de mechanismen die aan deze effecten ten grondslag liggen. CLA's lijken in te grijpen in reacties die de groei en apoptose van cellen reguleren. Wellicht verstoren ze ook het pro-oxidant/anti-oxidant-evenwicht in kankercellen.
CLA (conjugated linoleic acid) is de verzamelnaam voor isomeren van linolzuur, dus vetzuren met 18 koolstofatomen en 2 dubbele bindingen. Bij CLA's zijn de dubbele bindingen van elkaar gescheiden door slechts één koolstofatoom, en niet door twee zoals het geval is bij linolzuur. De dubbele bindingen kunnen voorkomen op de posities 7 en 9, 8 en 10, 9 en 11, 10 en 12, 11 en 13, of 12 en 14. Vanwege de verschillende substitutiemogelijkheden (cis en trans) bestaan er 24 verschillende CLA-isomeren. CLA's worden gevormd in het rumen van herkauwers, en worden aangetroffen in melk en vlees van deze dieren. Het isomeer dat in zuivelproducten het meest voorkomt is cis-9, trans-11 CLA ('rumenzuur'). Rumenzuur maakt 80 tot 90% van de CLA's in zuivelproducten uit.
Gezondheidsbevorderende effecten van de inname van CLA's zijn gebleken in een groot aantal dierexperimenten en in vitro onderzoeken (1), en in een klein aantal studies met menselijke vrijwilligers (2,3). Tot de waargenomen effecten behoren bescherming tegen chemisch-geïnduceerde borstkanker, vermindering van de hoeveelheid lichaamsvet, en mogelijk bescherming tegen atherosclerose, diabetes en trombose.
Effect op verbindingen die apoptose reguleren
Over de mechanismen die aan deze effecten ten grondslag liggen bestaat nog veel onduidelijkheid. Tijdens het symposium 'Conjugated fatty acids' van het 17e congres van de International Union of Nutritional Sciences, in augustus jl. in Wenen, werden een aantal van deze mogelijke mechanismen besproken door dr Rosaleen Devery van de School of Biotechnology van Dublin City University.
In een vorig jaar verschenen artikel (4) hebben Devery en haar collega's laten zien dat CLA uit melkvet in vitro de groei remt van cellen uit de menselijke borstkankercellijn MCF-7. Incubatie van deze cellen met CLA in een concentratie tussen 17 en 22 ppm gedurende 8 dagen remt de celdelingsactiviteit met 90% en verhoogt de peroxidatie van lipiden in de cellen met een factor 15. Incubatie van de cellen met 14C-gelabeld CLA leidde tot preferentiële inbouw van het label in de fosfolipidenfractie.
Devery besprak in Wenen de hypothese dat CLA dit groeiremmende effect op kankercellen bewerkstelligt door interferentie met het arachidonzuur-signaalsysteem. Arachidonzuur is een meervoudig onverzadigd vet met 20 koolstofatomen en 4 dubbele bindingen op de posities 6, 9, 12 en 15. Het wordt voornamelijk aangetroffen in de fosfolipiden van de celmembranen. Het kan vrijkomen na activiteit van de enzymen fosfolipase A2 en fosfolipase C, en vervolgens worden omgezet in biologisch actieve verbindingen zoals prostaglandines, thromboxanen en leukotriënen. Deze verbindingen spelen een rol bij de regulering van proliferatie en differentiatie. Er zijn ook aanwijzingen dat arachidonzuur zelf regulerend werkt op de activiteit van protein kinase C. Verder kan arachidonzuur worden omgezet in isoprostanen, dat zijn verbindingen die de apoptose reguleren door een effect op het evenwicht tussen apoptosebevorderende en apoptoseremmende eiwitten. Interferentie met de stofwisseling van arachidonzuur kan dus op een aantal manieren de groei en vermeerdering van cellen verstoren.
Rumenzuur remt groei van kankercellen in vitro
Om hun hypothese te toetsen incubeerden Devery en haar collega's colonkankercellen (cellijn SW 480) met verschillende concentraties van verschillende CLA-isomeren. Het trans-10, cis-12 CLA isomeer had geen effect op de celgroei bij een concentratie van 5 μg/ml, en resulteerde in een versnelling van de celgroei, met 8% in vergelijking met controlecellen die niet met CLA waren geïncubeerd, bij een concentratie van 16 μg/l. Het zuivel-CLA rumenzuur daarentegen remde de groei van de kankercellen bij zowel 5 als 16 μg/ml. Ook in deze cellijn werd na incubatie met 14C-gelabeld CLA het label voornamelijk in de fosfolipiden ingebouwd.
Incubatie van de cellen met 16 μg/ml rumenzuur leidde tot een significante vermindering van de omzetting van arachidonzuur in prostaglandine PGE2, met 30% in vergelijking met cellen die niet met rumenzuur werden geïncubeerd. De vorming van prostaglandine 8-epiPGF2a werd juist gestimuleerd, met 48%. Figuur 1 laat zien dat incubatie van MCF-7 cellen met rumenzuur eveneens leidt tot versterking van de vorming van fosfatidylethanolamine en vermindering van de vorming van fosfatidylcholine uit arachidonzuur. Incubatie met linolzuur leidt niet tot deze effecten. Devery concludeert dat het niet onmogelijk is dat de groeiremming van de kankercellen door rumenzuur inderdaad ten dele samenhangt met vermindering van de vorming van groeibevorderende verbindingen uit arachidonzuur.
Figuur 1. Inbouw van label uit 14C-arachidonzuur in fosfolipidenfracties van MCF-7 borstkankercellen na incubatie met rumenzuur (16 μg/ml) of linolzuur (16 μg/ml). Significantie van verschillen met controle: *p<0,05; **p<0,02.
Verhoogde gevoeligheid voor oxidatiestress
Een ander deel van het effect kan volgens Devery samenhangen met verstoring van het pro-oxidant/anti-oxidant-evenwicht in de cellen. Tot voor enige jaren werd verondersteld dat CLA een anti-oxidant werking hadden, maar in directe bepalingen is deze veronderstelling niet bevestigd (5). Omdat meervoudig onverzadigde vetzuren de belangrijkste intracellulaire substraten voor lipidenperoxidatie zijn, ligt het voor de hand dat tumorcellen die CLA's hebben opgenomen extra gevoelig zijn voor oxidatiestress.
In overeenstemming met deze veronderstelling hebben Devery en haar collega's vastgesteld dat incubatie van MCF-7 cellen met CLA's leidt tot de vorming van cytotoxische lipidenperoxidatieproducten zoals geconjugeerde dieenhydroperoxiden (6). In zowel borstkankercellen (MCF-7) als colonkankercellen (SW480) leidde incubatie met CLA's tot inductie van de activiteit van de enzymen superoxide dismutase, katalase en glutathion peroxidase (6,7). Deze enzymen spelen een rol bij de bescherming van de cellen tegen oxidatieschade. Ook deze waarneming doet dus vermoeden dat incubatie van kankercellen met CLA's leidt tot een verhoogde gevoeligheid voor oxidatiestress. In normale hepatocyten lijkt incubatie met CLA geen effect te hebben op de activiteit van deze enzymen (8).
|
Onderscheid tussen CLA-isomeren belangrijk Geconjugeerde derivaten van linolzuur (conjugated linoleic acids, CLA's) zijn net als linolzuur vetzuren met 18 koolstofatomen en twee dubbele bindingen. Figuur 4 toont de structuurformule van CLA's. Bij linolzuur bevinden de dubbele bindingen zich op de posities 9 en 12. Bij CLA's bevindt zich tussen de dubbele bindingen slechts één enkele binding: de dubbele bindingen liggen 'geconjugeerd' ten opzichte van elkaar. De meeste CLA-isomeren komen vooral voor in commercieel beschikbare preparaten, die worden geproduceerd uit (linolzuurrijke) zonnebloemolie. Er zijn tussen verschillende CLA's aanzienlijke verschillen in biologische effecten. Daarom is het niet goed mogelijk om te spreken over 'het effect van CLA's'. CLA's zijn natuurlijke vetzuren die voornamelijk worden aangetroffen in melk en vlees van herkauwers. Ze worden door bacteriën in het rumen van herkauwers geproduceerd uit meervoudig onverzadigde vetzuren. Vorming van cis-9, trans-11 CLA geschiedt door de rumenbacterie Butyrivibrio fibrisolvens (11). Deze anaërobe bacterie zet voornamelijk linolzuur, a -linoleenzuur en g -linoleenzuur om. Een gedeelte van de aldus gevormde CLA's ontsnappen aan een verdere biohydrogenatie (tot het verzadigde vetzuur stearinezuur) in het rumen, en komen terecht in het vlees en de melk. Naast cis-9,trans-11 CLA wordt in het rumen ook trans-vacceenzuur (trans-11 18:1) gevormd. Over het algemeen is er een positieve lineaire correlatie tussen de CLA- en transvacceenzuurgehalten van zuivelproducten (12,13). Transvacceenzuur kan in weefsels van zoogdieren door een desaturase-enzym omgezet worden in cis-9,trans-11 CLA (11). |
'Omzetting CLA-isomeren nader bestuderen'
Dr Jean-Louis Sébédio, verbonden aan de Unité de Nutrition Lipidique in Dijon, besprak in Wenen de effecten van de inname van verschillende CLA-isomeren op de vetzuurprofielen in lever- en vetweefsel van ratten. Jonge Wistar ratten kregen gedurende 6 weken een voer waaraan 1% cis-9,trans-11 CLA of 1% trans-10,cis-12 CLA of 1% van een mengsel van beide isomeren was toegevoegd (9). Aan het eind van de experimentele periode waren er geen verschillen in lichaamsgewicht tussen de ratten uit deze drie groepen en de ratten uit een controlegroep die geen CLA hadden gekregen. Er waren geen verschillen tussen de groepen in het vetgehalte van de lever, het diacylglycerol-, het cholesterol- en het vrijevetzuurgehalte van de lever. Figuur 2 laat zien dat er wel verschillen tussen de groepen waren in de triglyceridengehalten van de lever. Het voer met trans-10,cis-12 CLA leidde tot een significante vermindering van dit gehalte.
Ook de gehalten van sommige individuele vetzuren in de triglyceriden en cholesterolesters van lever werden beïnvloed door de aard van het CLA in het voer. Trans-10,cis-12 CLA in het voer leidde tot een toename van het stearinezuur (18:0)-gehalte en een afname van het oliezuur (18:1)-gehalte. Dit effect is in overeenstemming met een reeds eerder in vitro vastgesteld remmend effect van een CLA-mengsel op de activiteit van het δ-9 desaturase enzym (10). Uit het feit dat cis-9,trans-11 CLA niet leidde tot een toename van het stearinezuurgehalte ten koste van het oliezuurgehalte concludeert Sébédio dat dit CLA-isomeer het desaturase-enzym niet remt. Trans-10,cis-12 CLA leidde ook tot een significante toename van meervoudig onverzadigde vetzuren met 22 koolstofatomen.
Uit analyses van de vetzuursamenstelling van het vetweefsel leidt Sébédio af dat trans-10,cis-12 CLA voornamelijk wordt gemetaboliseerd tot geconjugeerde 16:2- en 18:3-isomeren, terwijl cis-9,trans 11 CLA vooral wordt omgezet in een geconjugeerd 20:3-isomeer. De fysiologische consequenties van deze verschillen in metabolisme van CLA-isomeren moeten nog nader worden onderzocht. Volgens Sébédio zal dit onderzoek leiden tot een beter inzicht in de gezondheidseffecten van verschillende CLA-isomeren.
Figuur 2. Effect van verschillende CLA-isomeren in het voer van ratten op triglyceridengehalten (%) in de lever. Balken met verschillende letters zijn significant verschillend (p<0,05).
Figuur 3. Effecten van CLA's (5-20 ppm) op activiteiten van enzymen in ratten-hepatocyten.
Figuur 4. Structuur CLA's
Mensen maken CLA's uit zuivel-transvetzuur
CLA's kunnen niet alleen rechtstreeks met de voeding worden ingenomen, ze kunnen ook in het menselijk lichaam worden gemaakt. Dat bleek uit de lezing in Wenen van dr Marja Mutanen, verbonden aan de universiteit van Helsinki. Mutanen en haar collega's hebben een gecontroleerd voedingsinterventie-onderzoek uitgevoerd bij drie groepen van tien mensen. De proefpersonen kregen vrijwel alles wat ze mochten eten dagelijks verstrekt. Ze lunchten in de kantine van de universiteit, en kregen al hun andere voeding mee naar huis.
Tijdens de eerste twee weken kregen alle proefpersonen een voeding die rijk was aan oliezuur. Vervolgens kregen ze gedurende negen dagen een voeding waaraan het melktransvetzuur transvacceenzuur was toegevoegd: de eerste groep 1,5 g/d, de tweede groep 3,0 g/d en de derde groep 4,5 g/d. De voedingen waren verder identiek.
Zoals te verwachten was nam het transvacceenzuurgehalte in het plasma van de proefpersonen toe. Reeds na twee dagen was deze toename waarneembaar. Na negen dagen was het transvacceenzuurgehalte voor de drie groepen respectievelijk 94%, 307% en 620% hoger dan de uitgangswaarde. Deze toename ging gepaard met een toename van het CLA-gehalte in het plasma, met respectievelijk 50%, 170% en 193% van de uitgangswaarde. Mutanen concludeert dat het zuiveltransvetzuur transvacceenzuur in de stofwisseling van de mens kan worden omgezet in gezondheidsbevorderende CLA's. Ze schat de omzetting van transvacceenzuur in CLA bij mensen op ongeveer 19%. Jan Blom
Literatuur