M.E.(cvs)-wetenschap

april 20, 2010

Anthocyaninen & NF-kB, oxidatieve stress, inflammatie, inspanning

Filed under: Behandeling — mewetenschap @ 3:16 pm
Tags: , , , , , ,

Op deze paginas probeerden we reeds researchers aan te zetten zich te verdiepen in de rol van transcriptie-factor NF-kappaB die mogelijks een centrale rol zou kunnen spelen in de pathogenese van M.E.(cvs). Er zijn ook een aantal specifieke agentia die inwerken op dit sigalisering-mechanisme. Men is wel geïnteresseerd maar het blijkt niet evident fondsen te verzamelen om de therapeutische waarde hiervan te onderzoeken. Wij blijven er van overtuigd dat dit alles zou kunnen helpen bij het vinden van (een) middel(en) die minstens de symptomen van post-exertionele malaise bij M.E.(cvs) kunnen temperen/voorkomen zodat patïënten met de aandoening terug inspanningen zouden kunnen leveren zonder de gekende nadelige effekten. Theoretisch zijn er ook veel inhibitoren voor NF-κB maar er zijn er nog geen onderzocht op hun doeltreffendheid om de M.E.(cvs) symptomatolgie aan te pakken.

Ondertussen verschenen enkele publikaties (zie hieronder) over de voordelige effekten van andere eenvoudige voeding-supplementen op oxidatieve stress, inflammatoire responsen en spier-schade geïnduceerd door inspanning bij gezonde mensen. Het is af te wachten of de beschreven mechanismen ook (op dezelfde manier) spelen bij M.E.(cvs) maar misschien kan een studie hieromtrent aanwijzingen geven…?

Het valt niet te verwachten dat (alle) M.E.(cvs)-patiënten hierdoor zouden genezen. We willen dus zeker niet aanzetten tot ongemotiveerd gebruik van deze supplementen. Het is wel indenkbaar dat ze (ev. bij een sub-groep) wat meer stamina en inspanning-mogelijkheden zouden kunnen bieden. We betrachten hier dan ook het instigeren van wetenschappelijk onderzoek hieromtrent.

Voor meer info over NF-κB, zie o.a. ‘Samenspel tussen de Glucocorticoid Receptor en Nuclear Factor-κB’ & ‘NF-κB en Inspanning’.

J Nutr. 2007 Aug;137(8):1951-4

Anthocyanins inhibit nuclear factor-kappaB activation in monocytes and reduce plasma concentrations of pro-inflammatory mediators in healthy adults

Anette Karlsen1, Lars Retterstøl3, Petter Laake2, Ingvild Paur1, Siv Kjølsrud-Bøhn1, Leiv Sandvik4 and Rune Blomhoff1,*

4 Department of Nutrition, and 5 Department of Biostatistics, Institute of Basic Medical Sciences, University of Oslo, Oslo, Norway N-0316 and 6 Department of Medical Genetics and 7 Research Centre, Ullevaal University Hospital, Oslo, Norway N-0407

Samenvatting

De transcriptie-factor nucleaire factor kappaB (NF-κB) wordt geaktiveerd door oxidatieve stress en pro-inflammatoire stimuli, en controleert de expressie van talrijke genen betrokken bij de inflammatoire respons. Het dempen van NF-κB aktivatie en het daarbij beperken van de inflammatoire respons werden gesuggereerd als een mogelijke strategie om chronische inflammatoire ziekten te voorkomen. In gecultiveerde monocyten onderdrukten anthocyaninen geïsoleerd uit bosbessen en zwarte bessen op efficiënte wijze LPS-geïnduceerde aktivatie van NF-κB. Verder bestudeerden we het effekt van anthocyanine-supplementering (‘Medox’, 300 mg/d gedurende 3 weken) in een parallel ontworpen, placebo-gecontroleerde klinische proef (n = 120, mannen en vrouwen, tussen 40 en 74). Er werden verschillen geobserveerd qua meerdere NF-κB gerelateerde inflammatoire mediatoren in de ‘Medox’-groep vergeleken met placebo. De wijzigingen van de NF-κB gecontroleerde pro-inflammatoire chemokinen IL-8, ‘regulated upon activation, normal T-cell expressed and secreted’ [RANTES; chemokine (C-C motief) ligand 5 of CCL5; selektief chemotactisch cytokine voor T-lymfocyten en monocyten, bij de vroege respons geïnduceerd door o.a. TNF-α] en IFN-alfa (die NF-κB aktivatie induceert) in de ‘Medox-groep’ (45, 15 en 40% vermindering vergeleken met baseline, respectievelijk) verschilden van deze in de placebo-groep (20, 0 en 15% vermindering vergeleken met baseline, respectievelijk) (P < 0.050). Zo ook hadden veranderingen qua IL-4 en IL-13, 2 cytokinen die pro-inflammatoire responsen mediëren en NF-κB aktivatie induceren, in de ‘Medox’-groep (60 en 38% vermindering vergeleken met baseline, respectievelijk) de neiging te verschillen van deze in de placebo-groep (4 en 6% dalingen) (P = 0.056 en P = 0.089, respectievelijk). Deze data suggereren dat anthocyanine-supplementering een rol zou kunnen bij de preventie of behandeling van chronische inflammatoire aandoening door inhibitie van NF-κB trans-aktivatie en verminderde plasma-concentraties van pro-inflammatoire chemokinen, cytokinen en inflammatoire mediatoren.

Inleiding

Inflammatie is een ingewikkelde reeks reakties bij de gastheer om weefsel-schade te voorkomen, en herstel-processen en verdediging-mechanismen tegen infektie-ziekten te aktiveren. Indien langdurig kan inflammatie echter bijdragen tot de pathogenese van chronische ziekten zoals diabetes, neurodegeneratieve aandoeningen, kankers en cardiovasculaire ziekte. Het dempen van inflammatie kan mogelijk de ontwikkeling van dergelijke ziekten vertragen. Inflammatoir letsel kan gemedieerd worden door reaktieve zuurstof soorten (ROS) [Barnes PJ, Karin M. Nuclear factor-B: a pivotal transcription-factor in chronic inflammatory diseases. N Engl J Med. 1997;336:1066-71] of zijn reaktie-produkten, en van anti-oxidante behandeling werd aangetoond dat deze in vivo weefsel-schade voorkomt tijdens inflammatie.

De transcriptie-factor nucleaire factor-B (NF-B) controleert de expressie van genen betrokken bij de inflammatoire respons [Schreck R, Albermann K, Baeuerle PA. Nuclear factor B: an oxidative stress-responsive transcription-factor of eukaryotic cells (a review). Free Radic Res Commun. 1992;17:221-37] en wordt geaktiveerd door oxidatieve stress en talrijke andere pro-inflammatoire stimuli. Aktivatie van NF-B resulteert in gecoördineerde expressie van inflammatoire genen en genen van het aangeboren immuunsysteem, en secretie van pro-inflammatoire chemokinen en cytokinen [Conner EM, Grisham MB. Inflammation, free radicals and anti-oxidants. Nutrition. 1996;12:274-7 /// Pahl HL. Activators and target-genes of Rel/NF-B transcription-factors. Oncogene. 1999;18:6853-66 /// Dinarello CA. Role of pro- and anti-inflammatory cytokines during inflammation: experimental and clinical findings. J Biol Regul Homeost Agents. 1997;11:91-103]. Gestegen waarden van pro-inflammatoire cytokinen en acute fase proteïnen [bv. CRP] bleken geassocieerd met verhoogd ziekte-risico en slechte uitkomst voor chronische inflammatoire ziekten. Het dempen van NF-B aktivatie, waardoor de inflammatoire respons wordt beperkt, werd zodoende gesuggereerd als een strategie om chronische inflammatoire ziekten te voorkomen.

Anthocyaninen zijn water-oplosbare rode en blauwe flavonoïde pigmenten [flavenoïden zijn bepaalde organische verbindingen (polyfenolen) voorkomend in planten]. De anthocyaninen zijn doeltreffende anti-oxidante stoffen die in staat zijn lipiden-peroxidatie en de schadelijke effekten van ROS in vitro te reduceren. Anthocyaninen hebben het vermogen kanker, katarakt en neurodegeneratie in dier-modellen te onderdrukken.

We hypothiseerden dat anthocyaninen van bosbessen en zwarte bessen NF-B aktivatie zouden kunnen inhiberen. Om deze hypothese te testen, bestudeerden we of anthocyaninen LPS-geïnduceerde NF-B aktivatie in gecultiveerde monocyten inhiberen en of inflammatoire mediatoren werden aangetast bij volwassen gezonde vrijwilligers in een gerandomiseerde placebo-gecontroleerde proef.

Materialen en Methodes

‘Medox’ anthocyaninen. De ‘Medox’ capsules (Medpalett Pharmaceuticals) [http://www.medox.no] bevatten gezuiverde anthocyaninen geïsoleerd uit blauwe bosbessen (Vaccinium myrtillus) en zwarte bessen (Ribes nigrum) (een mengsel van 3-O-rutinosiden van cyanidine en delfinidine, en 3-O-ß-galactosiden, 3-O-ß-glucosiden en 3-O-ß-arabinosiden van cyanidine, peonidine, delfinidine, petunidine en malvidine) [anthocyaninen zijn glycosiden (molekulen waar een suiker – glucose, galactose, arabinose, rutinose – is gebonden op een niet-koolhydraat) van anthocyanidinen (cyanidine, delfinidine, peonidine, petunidine, malvidine)]. De 3-O-ß-glucosiden van cyanidine en delfinidine maakten ten minste 40-50% van de totale anthocyaninen uit. De placebo-capsules bevatten maltodextrine [glucose-polymeer uit maïs-/aardappel-zetmeel] en een blauw gekleurd additief.

[…]

De ‘Medox’-groep werd bevolen 2 75 mg ‘Medox’-capsules 2/dag te consumeren (‘s morgens en ‘s avonds), overeenkomend met een totaal van 300 mg anthocyaninen/dag. Deze dagelijkse hoeveelheid anthocyaninen komt overéén met ca. 100 g verse blauwe bosbessen.

[…]

Resultaten

[…]

Bespreking

De transcriptie-factor NF-B is essentieel bij het orchestreren van de inflammatoire responsen op een brede waaier van aanvallen [Pahl HL 1999; zie eerder]. Meerdere NF-B gerelateerde pro-inflammatoire chemokinen, cytokinen en mediatoren van inflammatoire responsen daalden in het plasma van volwassen gezonde vrijwilligers na supplementering met anthocyaninen gedurende 3 weken in de parallel-ontworpen, placebo-gecontroleerde klinische proef. Dit suggereert dat anthocyanine-supplementering een inhibitie van NF-B aktivatie in vivo zou kunnen mediëren. Deze bevindingen werden ondersteund door de observatie dat anthocyaninen LPS-geïnduceerde NF-B aktivatie onderdrukken, gemeten als gedaalde trans-aktivatie [trans-aktivatie betekent verhoogde mate aan gen-expressie geïnduceerd door regulerende factoren] en p65 [NF-κB is een heterodimeer – proteïne bestaande uit twee verschillende subunits – p50 en p65] DNA-binding in menselijke monocyten.

Een klinische studie die anthocyanine-rijke zoete kersen gebruikte, ondersteunt onze observaties: CRP en RANTES daalden na 4 weken [Kelley DS, Rasooly R, Jacob RA, Kader AA, Mackey BE. Consumption of Bing sweet cherries lowers circulating concentrations of inflammation markers in healthy men and women. J Nutr. 2006;136:981-6]. De klinische proef hier beschrijft, naar ons weten, de eerste interventie-proef bij mensen waarbij de effekten van zuivere anthocyaninen op inflammatoire mediatoren werden bestudeerd.

Meerder studies hebben gerapporteerd dat anthocyaninen de inflammatoire responsen moduleren in cel-culturen en dier-modellen. Anthocyaninen inhiberen de secretie van pro-inflammatoire cytokinen zoals IL-8, MCP-1 [Monocyten Chemotactisch Proteïne-1, ook chemokine (C-C motief) ligand 2 (CCL2) genaamd, speelt een rol bij de recrutering van monocyten bij letsels en infektie], IL-1ß, cytokine-geïnduceerd neutrofiel chemoattractant-1 [CINC-1; een chemokine betrokken bij de infiltratie van inflammatoire cellen in o.a. de hersenen], IL-6 en TNF-α in cellulaire en dier-modellen na inflammatoire aanvallen. Anthocyaninen ondrdrukken ook geïnduceerde secretie van meerdere molekulen gerelateerd met inflammatoire modulatie, in het bijzonder vasculaire endotheliale groei-factor [VEGF; zorgt voor verhoogde vorming van nieuwe bloedvaten (bv. in tumoren)] en intracellulaire adhesie-molekule-1 [ICAM-1; medieert inflammatoire aktivatie, concentratie stijgt na cytokine-stimulatie] in cellulaire modellen. In meerdere studies was de onderdrukking van pro-inflammatoire chemokinen, groei-factoren en adhesie-molekulen geassocieerd met een inhibitie van NF-B aktivatie. De mechanismen waarmee anthocyaninen NF-B aktivatie inhiberen, worden nog niet volledig begrepen. Een mogelijk mechanisme is dat anthocyaninen, hun afbraak-produkten of metabolieten als redox-buffers dienen, die in staat zijn oxidatieve stress te onderdrukken en daardoor de inflammatoire respons te dempen via directe opruiming van ROS. Deze evenementen kunnen mogelijks worden gevolgd door verminderde secretie van pro-inflammatoire signalisering-molekulen en mediatoren, zoals hier werd gezien.

Het is aannemelijk dat anthocyaninen in staat zijn NF-B aktivatie in vivo te inhiberen. Indien dit het geval is, kan het verminderen van NF-B aktivatie en het beperken van de inflammatoire responsen een preventie- en behandel-strategie voor chronische inflammatoire aandoeningen betekenen.

Terwijl intacte anthocyaninen slecht worden opgenomen, worden meerdere metabolieten meer efficiënt geabsorbeerd. Er werd reeds vastgesteld dat anthocyaninen of metabolieten wel degelijk anti-oxidante aktiviteit in vivo vertonen in experimentele modellen van gezonde dieren blootgesteld aan ernstige oxidatieve stress [Tsuda T, Horio F, Kitoh J, Osawa T. Protective effects of dietary cyanidin 3-O-beta-D-glucoside on liver ischemia reperfusion injury in rats. Arch Biochem Biophys. 1999;368:361-6 /// Tsuda T, Horio F, Osawa T. The role of anthocyanins as an anti-oxidant under oxidative stress in rats. Biofactors. 2000;13:133-9 /// Amorini AM, Lazzarino G, Galvano F, Fazzina G, Tavazzi B, Galvano G. Cyanidin-3-O-beta-glucopyranoside protects myocardium and erythrocytes from oxygen-radical mediated damages. Free Radic Res. 2003;37:453-60 /// Bendia E, Benedetti A, Baroni GS, Candelaresi C, Macarri G, Trozzi L, Di Sario A. Effect of cyanidin 3-O-beta-glucopyranoside on hepatic stellate cell proliferation and collagen-synthesis induced by oxidative stress. Dig Liver Dis. 2005;37:342-8 /// Tarozzi A, Marchesi A, Hrelia S, Angeloni C, Andrisano V, Fiori J, Cantelli-Forti G, Hrelia P. Protective effects of cyanidin-3-O-beta-glucopyranoside against UVA-induced oxidative stress in human keratinocytes. Photochem Photobiol. 2005;81:623-9 /// Youdim KA, Shukitt-Hale B, MacKinnon S, Kalt W, Joseph JA. Polyphenolics enhance red blood-cell resistance to oxidative stress: in vitro and in vivo. Biochim Biophys Acta. 2000;1523:117-22 /// Kowalczyk E, Fijalkowski P, Kura M, Krzesinski P, Blaszczyk J, Kowalski J, Smigielski J, Rutkowski M, Kopff M. The influence of anthocyanins from Aronia melanocarpa on selected parameters of oxidative stress and micro-elements contents in men with hypercholesterolemia. Pol Merkur Lekarski. 2005;19:651-3].

Supplementering met anthocyaninen bij gezonde volwassenen gedurende 3 weken deed de plasma-concentraties van meerdere door NF-κB gereguleerde pro-inflammatoire chemokinen en immunoregulerende cytokinen dalen. Er werd directe inhibitie van LPS-geïnduceerde NF-κB trans-aktivatie door anthocyaninen geobserveerd in menselijke monocyten. De mogelijke voordelige effekten van gedaalde plasma-concentraties van meerdere inflammatoire mediatoren in volwassen gezonde vrijwilligers na anthocyanine-supplementering suggereert dat anthocyaninen anti-inflammatoire effekten vertonen. Het dempen van NF-κB aktivatie en het beperken van inflammatoire responsen door anthocyanine-supplementen zouden daarom verder moeten worden getest als een strategie voor preventie en behandeling van chronische inflammatoire ziekten.

*************************

Am J Physiol Regulatory Integrative Comp Physiol, July 1, 2009; 297 (1): R70-R81

Short-term blackcurrant extract consumption modulates exercise-induced oxidative stress and lipopolysaccharide-stimulated inflammatory responses

K. A. Lyall, S. M. Hurst, J. Cooney, D. Jensen, K. Lo, R. D. Hurst and L. M. Stevenson

Health & Food Group, The New Zealand Institute for Plant and Food Research, Ltd., Private Bag 3123, East St., Hamilton. New Zealand

Samenvatting

[…] Gebruikmakend van inspanning door mensen en cellulaire modellen vonden we dat 1) supplementering met zwarte bessen inspanning-geïnduceerde oxidatieve stress onderdrukt, bv. plasma-carbonylen [proteïne-carbonyl concentraties zijn een maat voor proteïne-oxidatieverhoogd bij M.E.(cvs)-patiënten, wijzend op oxidatieve stress] (0.9 +/- 0.1 vs. 0.6 +/- 0.1 nmol/mg proteïne, placebo vs. zwarte bessen) en 2) pre-incubatie van THP-1 cellen [menselijke acute monocytische leukemie cel-lijn]  met een anthocyanine-rijk extract van zwarte bessen LPS-gestimuleerde cytokine-secretie – TNF-alfa (16,453 +/- 322 vs. 10,941 +/- 82 pg/ml, controle vs. extract, P < 0.05) en IL-6 (476 +/- 14 vs. 326 +/- 32 pg/ml, controle vs. extract, P < 0.05) – en NF-κB aktivatie inhibeert. Naast zijn anti-oxidante en anti-inflammatoire eigenschappen, vonden we dat plasma afgenomen na inspanning na supplementering met zwarte bessen de tijdelijke LPS-gestimuleerde inflammatoire respons in THP-1 cellen versterkte, resulterend in een vroege suppressie van de TNF-alfa (1,741 +/- 32 vs. 1,312 +/- 42 pg/ml, placebo vs. zwarte bessen, P < 0.05) en IL-6 (44 +/- 5 vs. 36 +/- 3 pg/ml, placebo vs. zwarte bessen, P < 0.05) secretie na 24 h. Verder vonden we, gebruikmakend van een cel-model voor oxidatieve stress, dat pre-incubatie van THP-1 cellen met waterstof-peroxide (H2O2) vóór blootstelling aan het extract, een hogere onderdrukking van LPS-gestimuleerde cytokine-secretie na 24 h veroorzaakte, wat niet bleek wanneer cellen simultaan werden geïncubeerd met H2O2 en het extract. Samengevat: onze bevindingen ondersteunen het concept dat consumptie van anthocyaninen uit zwarte bessen oxidatieve stress vermindert en dat het, mits toegediend in de gepaste hoeveelheid en op de gepaste tijd, het vermogen van inspanning om immuun-responsiviteit voor potentiële pathogenen te verhogen, kan aanvullen.

————————-

Mol Nutr Food Res. 2010 Mar;54(3):353-63

Blueberry fruit polyphenolics suppress oxidative stress-induced skeletal muscle cell damage in vitro

Hurst RD, Wells RW, Hurst SM, McGhie TK, Cooney JM, Jensen DJ

Functional Food and Health Group, New Zealand Institute for Plant and Food Research Ltd., Hamilton, New Zealand

Samenvatting

Schade aan skelet-spieren kan het resultaat zijn van ziekte en ongebruikelijke of overmatige inspanning. Spier-dysfunktie komt voor via een verhoogd niveau reaktieve zuurstof soorten en dus zit er potentieel in anti-oxidanten als verbetering-strategie. We onderzochten het vermeende nut van polyfenol-extracten uit fruit bij het verminderen van de vatbaarheid van skelet-spier dellen voor oxidatieve stress. Spier-myotubes [primitieve spiercellen of myoblasten versmelten onderling ter vorming van ‘myotubes’; deze vormen zich om tot ‘myofibrillen’, samentrekbare filamenten van spiercellen] werden simultaan blootgesteld aan fruit-extracten (1-50 µg/ml) en calcium-ionofoor A23187 [een ionofoor of ion-drager is een molekule die ionen doorheen het cel-membraan kan transporteren; doet calcium-stijgingen ontstaan in het cytoplasma van een cel], waterstof-peroxide of 2,4-dinitrofenol [DNP, een cellulair-metabolisch toxische stof, ontkoppelt de oxidatieve fosforylatie], en de schade werd gemonitord via de afgifte van cytosol-enzymen. Een bosbessen-extract vertoonde een krachtig en significant dosis-afhankelijk beschermend vermogen. Evaluatie van het beschermend vermogen van anthocyanine sub-extracten uit bosbessen en zuivere individuele glycosiden, met identifikatie van de polyfenol-componenten in het extract, suggereerde dat malvidine-galactoside en/of -glucoside de aktieve stoffen zijn. Deze in vitro gegevens ondersteunen het concept dat bosbessen of afgeleiden rijk aan malvidine-glycosiden heilzaam kunnen zijn bij het verlichten van spier-schade veroorzaakt door oxidatieve stress. Meer research naar de voordelen van bosbessen-consumptie in interventie-studies bij mensen is aangewezen.



Geef een reactie »

Nog geen reacties

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Blog op WordPress.com.

%d bloggers op de volgende wijze: