Toxines als dikmakers

Als het gaat om overgewicht wordt er vooral gekeken naar voeding en lifestyle. Maar wetenschappers benoemen nu ook gifstofbelasting van vetcellen op de vitaliteit en het functioneren van de vetcel als nieuwe belangrijke oorzaak. Wat is de obesigene fysiologische impact van gifstoffen op de vetcel en hoe veroorzaken zij een toename van de vetmassa in de vetcel?

Bijna iedereen wordt (sneller) dik. Dat is de rode draad van een wetenschappelijke stroming die zich bezighoudt met de obesigene wereld, die vooral de laatste decennia is ontstaan. Obesigeen betekent vrij vertaald ‘dikmakend’. In de praktijk benoemt de theorie dat het geheel van omgevings- en lifestylefactoren iedereen in de richting van een hogere vetmassa stuurt.1 Doorgaans is er veel aandacht voor interventies met voeding, lichaamsbeweging en coaching. Nu benoemen wetenschappers ook de gifstofbelasting van vetcellen op de vitaliteit en het functioneren van de vetcel als nieuwe belangrijke oorzaak voor het obesigene fenomeen. De voor de hand liggende interventie is een detoxificatieregime.2

Een gezond mens wordt nooit te dik

Het is al decennia bekend dat lichaamsgewicht en de vetmassa onder invloed staan van allerlei regulatiemechanismen.3 De evolutionaire functie van deze regulatiemechanismen om calorieën op te slaan in vet (obesigeen) had te maken met het kunnen overleven van toekomstige hongersnood. Een competitief mechanisme was het kunnen vrijmaken van veel energie ten behoeve van jagen en verzamelen en de warmteproductie. Het blijkt dat er allerlei westerse lifestyle-invloeden dit regulatie-evenwicht verstoren en het lichaam sturen naar de ‘vetopslagstand’ waardoor je sneller dik wordt. Structureel te hoge calorie-inname, veel verzadigde vetten, geraffineerde suikers en bepaalde geneesmiddelen zijn bijvoorbeeld obesigeen. Lage calorie-inname, visolie, groene thee en andere polyfenolhoudende producten, een goede darmflora met bijbehorende vertering, hoge inname van peulvruchten, volle granen en havermout, en sporten zijn voorbeelden van anti-obesigene invloeden (figuur 1).

Het lijkt erop dat we steeds meer anti-obesigene stimuli nodig hebben om de obesigene factoren te compenseren. Ofwel er zijn in de praktijk een steeds lagere calorie-inname, steeds meer sport en steeds meer polyfenolhoudende voeding en andere anti-obesigene invloeden nodig om slank te blijven of te worden. Een missing link is waarschijnlijk de verstorende invloed die lipofiele (in vet oplosbare) gifstoffen hebben op het functioneren van de vetcel.4 Want vooral de door de mens in de natuur gebrachte moeilijk afbreekbare chemische verbindingen en zware metalen concentreren zich vooral in de vetcel. Fysiologische functies waarbij de vetcel belangrijk is, zoals vetstofwisseling, suikerstofwisseling, ontstekingsactiviteit en lichaamsgewicht kunnen dan verstoord worden.

Het onderzoek naar de invloed van toxinen wordt overigens bemoeilijkt door de interactieve invloed van de obesigene en anti-obesigene factoren en doordat erfelijke verschillen (polymorfismen) de gevoeligheid voor obesigene en anti-obesigene factoren beïnvloeden. Dit betekent dat er mensen zijn die beschermd zijn tegen het ontwikkelen van overgewicht ondanks een obesigene wereld vol toxines. Terwijl er ook mensen zijn die volledig ontsporen op een kleine blootstelling.5

Hoe werkt het?

Gifstoffen kunnen een verstorend effect hebben op ‘de machinerie’ van de stofwisseling. Ze verhogen de vrije-radicalenbelasting en kunnen bepaalde vitaminen en mineralen uitputten waardoor er deficiënties ontstaan. Zo complexeert selenium met kwik, verlaagt alcoholgebruik B-vitaminen en put paracetamol glutathion uit.6,7 Deze klassieke kijk heeft ons de invloed van toxines echter doen onderschatten. Nieuw wetenschappelijk onderzoek toont aan dat gifstoffen waarschijnlijk vooral obesigeen zijn door hun directe invloed op verschillende regulatiemechanismen in de stofwisseling die verantwoordelijk zijn voor het functioneren van de vetcel zelf.4 Anders gezegd, hoe veel vet de vetcel lokaal opslaat en hoe de vetcel reageert op allerlei hormonale prikkels. De nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen wijzen op een onafhankelijke invloed van toxines op obesitas en diabetes.8 Vrij vertaald naar de praktijk betekent dit dat de gemiddelde populatie in Nederland een hoger vetpercentage heeft en minder glucosegevoelig is dan dat zij zou zijn zonder de gifstofbelasting.

De aangrijpingspunten in de adipocyt van de verschillende gifstoffen die nu beschreven zijn omvatten hormonale, epigenetische, inflammatoire, redox en mitochondriale veranderingen. Een voorbeeld van een direct hormonaal effect vormen ftalaten, die onder andere een oestrogeeneffect bewerkstelligen.9 Een voorbeeld van een gifstof die epigenetische verstoringen veroorzaakt is bisfenol.10

In de onderstaande alinea’s geef ik wat voorbeelden van moeilijk afbreekbare gifstoffen en enkele van hun effecten op de vetcel.

Ftalaten

Ftalaten worden toegepast in allerlei processen waaronder plastics (ook voedselverpakkingen), speelgoed en cosmetica. Iedereen wordt blootgesteld aan deze verbindingen en metabolieten worden structureel in de urine teruggevonden. Mechanistisch onderzoek heeft aangetoond dat ftalaten de vetcel ‘laten groeien’, ontstekingsprocessen stimuleren en de differentiatie van pre-adipocyten naar volwassen adipocyten stimuleren. Naast fundamenteel onderzoek blijken serumwaarden van ftalaten bij vrouwen gerelateerd aan abdominaal vet. Deze relatie was bij mannen niet significant.9,11

Metalen

Zware metalen zijn in het milieu gebracht door onder andere bouwmaterialen, verven, benzine, batterijen, amalgaamvullingen en vaccinaties. Blootstelling via bijvoorbeeld benzine is tegenwoordig beperkt omdat de brandstoffen loodvrij zijn. Blootstelling vindt plaats vanuit de voedselketen (bijvoorbeeld vis en schaal- en schelpdieren). Op honderdduizenden plekken in Nederland is de bodem vervuild met zware metalen en gewassen kunnen daarom ook vervuild zijn. Wetenschappelijk onderzoek naar zware metalen geeft al lang aan dat er een relatie is met allerlei pathologieën. Een van de mechanismen die betrekking heeft op de vetcel is gerelateerd aan het feit dat kwik de opname van glucose door de vetcel versterkt.12

Bisfenol

Bisphenol staat ook wel bekend als BPA en werd tot voor kort gebruikt in levensmiddelenverpakkingen en cosmetica. Deze toepassing is inmiddels verboden maar omdat bisfenol een slecht afbreekbare gifstof is, is er nog steeds sprake van een belasting. Bisfenol veroorzaakt een obesigene reactie in de adipocyt via hormonale, transcriptie en epigenetische verstoringen waarbij aanwijzingen zijn dat vooral op jonge leeftijd er een grotere toxiciteit is.10,13 Vooral de babyflessen hebben zo waarschijnlijk een verstorend effect gehad op een generatie kinderen. Een kenmerk van epigenetische verstoringen is dat zij langdurig aanwezig zijn: obesigene effecten bij het (ongeboren) kind kunnen zo tot ver in de volwassen leeftijd bestaan.

PCB’s

PCB’s (polychloor-bifenyl) zijn stoffen die bijvoorbeeld toegepast zijn als koelvloeistof in koelkasten en allerlei industriële toepassingen. Mechanistisch onderzoek laat zien dat PCB’s in de vetcel zorgen voor een verlaging van de productie van leptine.14 Leptine geeft het signaal aan hersenen, spieren en vetcellen onderling wat de reservevoorraad aan vet is en heeft een invloed op de verbranding. Lage leptinespiegels zorgen voor een verlaging van de stofwisseling en een toename van de vetopslag. Ander onderzoek koppelt PCB-serumwaarden aan diabetes en obesitas.

Andere

Allerlei andere gifstoffen zijn ook geassocieerd met het risico op obesitas en diabetes. Voorbeelden zijn tabaksrook, vluchtige organische koolwaterstoffen, bepaalde pesticiden en insecticiden. Op basis van het huidige wetenschappelijk onderzoek hebben deze hun invloed op andere organen en is de directe relatie met de adipocyt onduidelijk. Echter hebben ook zij een belastende rol.

Luchtvervuiling

Ontspoorde evenwicht repareren

Er zijn allerlei programma’s op de ‘markt’, echter wetenschappelijk onderzoek is nauwelijks beschikbaar. ‘Gezond verstand’ heeft hier geleid tot maatregelen zoals het vermijden van de gifstoffen door het eten van biologisch voedsel en het innemen van bepaalde voeding en supplementen. Een missing link is dat ook biologische voeding de eerdergenoemde gifstoffen accumuleren, en dat naast biologisch eten vooral dierlijke vetten moeten worden vermeden. Daarnaast is een regime van anti-obesigene factoren (zie figuur 1) essentieel. Onderstaand een aantal interventies waarvan aanwijzingen zijn dat zij bijdragen aan detoxificatie.

Acute vergiftigingen worden in de kliniek opgelost met chelatoren (DMPS, DMSA), zwarte kool (Norit) en N-acetylcysteine (bij paracetamol overdosis). Alleen N-AC is voor structureel gebruik geschikt en naast een direct ontgiftend effect is het ook een voorloper van gluthation, een belangrijke antioxidant.

Chlorella wordt al lang gebruikt vanwege de veronderstelling dat het een gifstofbindende werking heeft. Experimenten met vrouwen die borstvoeding gaven wezen inderdaad uit dat dioxine-uitscheiding via de moedermelk lager was door chlorellasuppletie.15 Recent onderzoek geeft aanwijzingen dat het epigenetisch stimuleren van detoxificatie-enzymen een werkingsmechanisme is.16

Andere voedingsstoffen die een invloed hebben op detoxificatie en tegelijkertijd ook anti-obesigeen zijn, zijn polyfenolen. Zo is een direct beschermend effect van curcumine tegen de verstorende effecten van ftalaten in vetcellen aangetoond.17 Andere polyfenolen die beschermend werken zijn resveratrol, silymarine en groenetheecatechinen.

De klassieke ontgiftingsorganen zoals nieren, lever en darmen kunnen niet alle gifstoffen afdoende uitscheiden. Het bleek dat mensen die waren afgevallen na maanden nog steeds een verhoogde spiegel van gifstoffen in hun bloed hadden.18 Een aantal experimenten heeft laten zien dat via zweet toxinen kunnen worden uitgescheiden, waaronder zware metalen.19 PCB’s kunnen echter maar beperkt worden uitgezweet.20

Een voorbeeld van een van de weinig onderzochte integratieve detoxificatieprogramma’s heeft in Zuid-Korea plaatsgevonden, waar men heeft gekozen van het vermijden van blootstelling (dierlijke vetten en biologisch eten), het dagelijks eten van alle voeding binnen een periode van 12 uur om de lipolyse te stimuleren, het meer plantaardig eten en minder dierlijk, gebruik van zeewier, aanmoedigen van volle granen en peulvruchten, en het vermijden van geraffineerde producten. De belangrijkste resultaten waren een daling van leverbelasting (γGT), LDL-cholesterol, buikomvang, vetpercentage, lichaamsgewicht en bloeddruk binnen drie weken.21

Het jojo-effect

Een van de meest opmerkelijke uitkomsten van onderzoek naar de relatie tussen adipocyt, obesitas en toxines is dat slanke mensen ook minder toxines stapelen.22 Dit zou kunnen betekenen dat als je zorgt voor voldoende anti-obesigene invloeden, je de opname van toxines in de vetcel beperkt. De veronderstelling is dan dat je deze uitscheidt. Daarentegen is er ook een theorie die benoemd dat de vetcel toxines proactief opneemt om andere weefsel te beschermen.23 Er is aangetoond dat tijdens gewichtsverlies de concentratie van gifstoffen in het bloed toeneemt. Dit zou betekenen dat als het lichaam niet in staat is tijdens gewichtsverlies de toxines uit te scheiden de gevoeligheid voor het ontwikkelen van obesitas en diabetes niet verandert en dat dit een onderdeel van het jojo-effect zou kunnen zijn

Met de toenemende kennis over het ontstaan van obesitas en de multifactoriële oorzaken waaronder toxines en hun invloed op de vetcel, zal het bewustzijn bij wetenschappers en uiteindelijk de consument toenemen dat een toxine vrije voeding en lifestyle, met veel lichaamsbeweging en een meer plantaardig voedingspatroon met veel polyphenol houdende groente en fruit tezamen de oplossing zijn om structureel af te slanken en slank te blijven. Daarnaast zal suppletie met de chlorella, n-acetylcysteine en polyfenolen mogelijk extra ondersteuning kunnen geven.

Open access

Auteur

Figuren

Verschenen in

Referenties

  1. Gonzalez-Muniesa P. et al. Obesity. Nat Rev Dis Primers. 2017 Jun 15; 3: 17034

  2. Inadera H. et al. Developmental origins of obesity and type 2 diabetes: molecular aspects and role of chemicals. Environ Health Prev Med. 2013 May; 18(3): 185-97

  3. Piaggi P. et al. Energy expenditure in the etiology of human obesity: spendthrift and thrifty metabolic phenotypes and energy-sensing mechanisms. J Endocrinol Invest. 2017. 24.

  4. Regnier SM. et al. Adipocytes under assault: Environmental disruption of adipose physiology. Biochim Biophys Acta. 2014 Mar; 1842 (3): 520-33.

  5. Kim JH. et al. Modification of the association of bisphenol A with abnormal liver function by polymorphisms of oxidative stress-related genes. Environ Res. 2016 May; 147: 324-30.

  6. Khan MA. et al. Mercury-selenium compounds and their toxicological significance: towards a molecular understanding of the mercury-selenium antagonism. Environ Toxicol Chem. 2009 Aug; 28 (8): 1567-77.

  7. Karl F. Haug Fachbuchverlag. Burgerstein Handbuch der Nährstoffe. ISBN 383042065X.

  8. Henriquez-Hernandez LA. et al. Persistent organic pollutants and risk of diabetes and obesity on healthy adults: Results from a cross-sectional study in Spain. Sci Total Environ. 2017 Jul 15; 607-608: 1096-1102.

  9. Lind PM. Serum concentrations of phthalate metabolites are related to abdominal fat distribition two years later in elderly women. Environ Health. 2012 Apr 2; 11:21.

  10. Mendale C. et al. Bisphenol A is associated with insulin resistance and modulates adiponectin and resistin gene expression in obese children. Pediatr Obes. 2016 May 17.

  11. Ellero-Simatos S. et al. Combined transcriptomic -(1)H NMR metabonomic study reveals that monoethylhexyl phthalate stimulates adipogenesis and glyceroneogenesis in human adipocytes. J Proteome Res. 2011 Dec 2; 10(12): 5493-502.

  12. Barnes DM. et al. Effects of mercuric chloride on glucose transport in 3T3-L1 adipocytes. Toxicol In Vitro 2005 Mar; 19(2): 207-14.

  13. Verbanck M. et al. Low-dose exposure to bisphenols A, F and S of human primary adipocyte impacts coding and non-coding RNA profiles. PLoS One 2017 Jun 19; 12(6).

  14. Ferrante MC. et al. Polychlorinated biphenyls (PCB 101, PCB 153 and PCB 180) alter leptin signaling and lipid metabolism in differentiated 3T3-L1 adipocytes. Toxicol Appl Pharmacol. 2014 Sep 15; 279(3): 401-8.

  15. Nakano S. et al. Chlorella (chlorella pyrenoidosa) supplementation decreases dioxin and increases immonoglobulin A concentrations in breast milk. J Med Food. 2007 Mar; 10(1): 134-42.

  16. Yang M. et al. Epigenetic modulation of chlorella (chlorella vulgaris) on exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons. Environ Toxicol Pharmacol. 2015 Nov; 40(3): 758-63.

  17. Sakuma S. et al. Curcumin inhibits adipogenesis induced by benzyl butyl phthalate in 3T3-L1 cells. Toxicol Appl Pharmacol. 2017 Aug 15; 329: 158-164.

  18. Jansen A. et al. Increased blood levels of persistent organic pollutants (POP) in obese individuals after weight loss - a review. J Toxicol Environ Health B Crit Rev 2017; 20(1): 22-37.

  19. Sears ME. et al. Arsenic, cadmium, lead and mercury in sweat: a systemic review. J Environ Public Health. 2012; 2012: 184745.

  20. Genuis SJ. et al. Biomonitoring and elimination of perfluorinated compounds and polychlorinated biphenyls through perspiration: blood, urine and sweat study. ISRN Toxicol. 2013 Sep 3; 2013: 483832.

  21. Ju Ah Kim. et al. Effects of the dietary detoxification program on serum gamma-glutamyltransferase, anthropometric data and metabolic biomarkers in adults. J Lifestyle Med. 2016 Sep; 6(2): 49-57.

  22. Li L. et al. Mechanistic pharmacokinetic modeling of bioamplification of persistent organic pollutants in humans during weight loss. Environ Sci Technol. 2017 May 16; 51(10): 5563-5571.

  23. Tremblay A et al. Adipose tissue and sustainable development: a connection that needs protection. Front Pharmacol. 2015 May 27; 6: 110.