Bloemkool ondersteunt de long- en darmgezondheid, doordat de moleculen in bloemkool de aryl-koolwaterstof-receptoren stimuleren. Deze eiwitten reguleren mucosale barrières (slijmvliezen), wat in dit geval de gezondheid van de long- (en darm)barrière versterkt. Dit kan bijdragen aan het voorkomen en herstellen van infecties.
Bloemkool kan onder andere om deze redenen ook ondersteuning bieden bij klachten zoals bronchitis, astma of longverkoudheid.
De Aryl-koolwaterstof-receptor (AhR) is een transcriptiefactor die cruciaal is voor het behoud van de darmhomeostase.
AhR-activatoren zijn afkomstig uit:
- het dieet, zoals indool-3-carbinol uit kruisbloemige groenten (bloemkool, boerenkool, rucola, radijs, spruitjes en broccoli).
- endogene microbiota. De darmmicrobiota draagt bij aan de darmgezondheid van de gastheer door ongebruikte energiesubstraten te fermenteren, de groei van schadelijke pathogene bacteriën te voorkomen en het immuunsysteem te ondersteunen.
- specifieke melkzuurbacteriën, gebruikt in voedsel of als probiotica.
De aryl-koolwaterstof-receptor (AhR) is een transcriptiefactor die nauw betrokken is bij gezondheid en ziekten. Historisch geïdentificeerd als een sensor van xenobiotica (niet van nature in ons organisme voorkomend) en voornamelijk giftige stoffen, is AhR onlangs een opkomend farmacologisch doelwit geworden bij kanker, immunologie, ontstekingsaandoeningen en veroudering. Er worden meerdere AhR-liganden herkend, waarbij in planten voorkomende flavonoïden de grootste groep natuurlijke liganden van AhR in het menselijke dieet vormen.
De biologische implicaties van de modulerende effecten van flavonoïden op AhR zouden kunnen worden benadrukt vanuit toxicologische en milieuoverwegingen en vanwege de mogelijke farmacologische toepasbaarheid.
Over het geheel genomen moeten de mogelijke AhR-gemedieerde schadelijke en/of gunstige effecten van flavonoïden verder worden onderzocht. Flavonen, flavonolen, flavanonen en isoflavonen zijn de belangrijkste subklassen van flavonoïden die worden gerapporteerd als AhR-modulatoren (‘bemiddelaars van ontstekingsreacties’).
De aryl-koolwaterstof-receptor
De aryl-koolwaterstof-receptor is een transcriptiefactor die genexpressie reguleert. De aryl-koolwaterstof-receptor is een eiwit dat wordt gecodeerd door het zogenaamde AHR- gen. Meer recentelijk is ontdekt dat AhR wordt geactiveerd (of gedeactiveerd) door een aantal endogene indoolderivaten zoals kynurenine.
Tryptofaan is een uitgangsstof voor de aanmaak van veel belangrijke indoolderivaten zoals de neurotransmitter serotonine, het hormoon melatonine en het vitamine nicotinezuur. Kynurenine is het belangrijkste afbraakproduct van het essentiële aminozuur tryptofaan. Het lichaam kan kynurenine produceren uit tryptofaankatabolisme in de lever via de kynurenineroute, maar het kan ook kynurenine uit de voeding opnemen. Voedingsmiddelen met een hoog kynureninegehalte zijn gefermenteerde producten zoals yoghurt en kefir.
Als belangrijke regulator van de ontstekingsreactie en het energiemetabolisme speelt de kynurenineroute een belangrijke rol bij de modulatie van het immuunsysteem. Verschillende kynurenine-metabolieten interageren met de cellulaire regulator arylkoolwaterstofreceptor, die aanwezig is in de meeste weefsels.
De tryptofaan-kynurenine-metabolismeroute produceert zowel neuroprotectieve, maar bij een verstoord metabolisme ook neurotoxische metabolieten: immuunmodulerende en energieleverende moleculen die een significante invloed hebben op de neurologische gezondheid, immuunresponsen, hersenfunctie en spierenergiemetabolisme.
Er zijn bijvoorbeeld veranderingen in het metabolisme van kynurenine gemeld bij patiënten die lijden aan migraine, verschillende neurologische ziekten en functionele gastro-intestinale stoornissen zoals coeliakie en inflammatoire darmziekten.
Er is aangetoond dat een gezond dieet, een actieve levensstijl en lage stressniveaus een positieve invloed hebben op de samenstelling van het darmmicrobioom en een gebalanceerd kynureninemetabolisme.
Dit kan de darmmicrobioom-immuuninteracties verder versterken om de darmgezondheid en immuniteit te reguleren en mogelijk carcinogenese en tumorgroei te remmen.
AhR speelt een rol bij het reguleren van immuuncellen
Naast het reguleren van metabolisme-enzymen speelt de AhR een rol bij het reguleren van immuuncellen, het onderhoud van stamcellen en cellulaire differentiatie. De aryl-koolwaterstof-receptor is een lid van de familie van transcriptiefactoren. De functie van transcriptiefactoren is het reguleren (aan- en uitzetten) van genen om ervoor te zorgen dat ze op het juiste moment en in de juiste hoeveelheid in de gewenste cellen tot expressie worden gebracht gedurende de hele levensduur van de cel en de organisme.
Transcriptiefactoren zijn een van de groepen eiwitten die de genetische ‘blauwdruk’ in het DNA lezen en interpreteren. Ze binden zich aan het DNA en helpen een programma van verhoogde of verlaagde gentranscriptie op gang te brengen. Als zodanig zijn ze van vitaal belang voor veel belangrijke cellulaire processen.
AhR bindt verschillende exogene liganden zoals natuurlijke plantaardige flavonoïden, polyfenolen en indolen, evenals synthetische polycyclische aromatische koolwaterstoffen en dioxineachtige verbindingen.
AhR is een cytosolische transcriptiefactor die normaal gesproken inactief is en gebonden is aan verschillende co-chaperonnes, eiwitten die helpen bij het conformationeel (ruimtelijke rangschikking) vouwen of ontvouwen van grote eiwitten of macromoleculaire eiwitcomplexen.
Wanneer ligand (biochemische verbinding) zich bindt aan chemicaliën zoals 2,3,7,8-tetrachloordibenzo -p -dioxine (TCDD), dissociëren de chaperonnes, wat leidt tot veranderingen in gentranscriptie.
Toleranter tegen rook door regelmatig bloemkool eten?
Een onderzoeksteam keek naar een genoomdatabase van hom*o sapiens (de moderne mens), de neanderthaler en de denisovamens, een verwant van de Neanderthaler. De onderzoekers bestudeerde vooral de zogenoemde aryl-koolwaterstof-receptor. Aan deze specifieke receptor binden gifstoffen die in rook voorkomen.
Een nadeel van brand is dat mensen worden blootgesteld aan de giftige stoffen in rook. In 2016 verschenen twee tegenstrijdige genetische onderzoeken over de vraag of moderne mensen of Neanderthalers beter in staat waren de giftige stoffen te verdragen die door vuur worden geproduceerd.
Een groep Amerikaanse wetenschappers bestudeerde de aryl-koolwaterstof-receptor dat reageert op giftige rookcomponenten. Ze concludeerden dat Neanderthalers tot duizend keer gevoeliger waren voor deze giftige stoffen dan moderne mensen (hom*o sapiens).
De andere groep bestond uit Leidse onderzoekers, waaronder hoogleraar archeologie Wil Roebroeks en moleculair bioloog/toxicoloog Jac Aarts. Samen met collega’s van Wageningen University & Research kwamen ze op basis van onderzoek naar 19 verschillende genen tot de tegenovergestelde conclusie.
Ze ontdekten dat Neanderthalers meer genvarianten hadden die de schadelijke toxische effecten van rook beter neutraliseerden dan de meeste moderne mensen, en dat deze beschermende genvariantenin evolutionaire termen overwegend de oudere varianten zijn.
Aarts en zijn Leidse en Wageningse collega’s hebben het eerdere onderzoek van hun Noord-Amerikaanse collega’s nu herhaald. Ze gebruikten een nieuw onderzoeksontwerp dat hun experiment een betere benadering van de menselijke biologie gaf.
Ze gebruikten menselijke cellen in plaats van de rattencellen die hun voorgangers hadden gebruikt. Ook onderzochten ze het arylkoolwaterstof-receptor-eiwit heel nauwkeurig door de volledige en originele genetische informatie van de twee vergeleken receptorvarianten te bestuderen. Ze ontdekten dat er geen redenen zijn om te concluderen dat dit arylkoolwaterstofreceptoreiwit de Neanderthalers kwetsbaarder maakte voor gifstoffen uit rook, zoals de Amerikaanse wetenschappers concludeerden.
Vuur en menselijke biologie
Prehistorisch gebruik van vuur is een van de speerpunten van het Leidse archeologisch onderzoek. Eerdere studies in Leiden hebben aangetoond dat vroege mensachtigen waarschijnlijk vele duizenden jaren in Europa hebben overleefd zonder toegang tot vuur. Het waren Leidse archeologen die in 2018 als eersten het gebruik van vuur door vroege mensachtigen aantoonden .
Ook zetten Leidse archeologen het wereldwijde gebruik van vuur bij het vormgeven van landschappen door jager-verzamelaars prominent op de kaart. Dit onderzoek is momenteel zeer actueel vanwege de problematische toename van natuurbranden in Australië en Amerika en ons land.
De nieuwe bevindingen van Aarts en zijn collega’s zijn van breder belang dan alleen voor onze kennis van vroege mensachtigen. Deze publicatie benadrukt het cruciale belang van het bestuderen van de functie van aryl-koolwaterstof-receptor-eiwitten in hun relevante biologische context.
Lees ook:
Houtstook veroorzaakt gezondheidsklachten.
Rookaroma in levensmiddelen en vapen schaadt de gezondheid.
Jacqueline van Liere, praktijk Makor (voedingskundige, herborist, klinische kruidengeneeskunde, aromatherapie).
Website: Makor care.
Marijke de Waal Malefijt
