Te veel glucose is schadelijk voor het immuunsysteem

Hoewel een geschikte hoeveelheid glucose onmisbaar is voor de goede werking van de immuuncellen en hun proliferatie, leidt een te grote hoeveelheid glucose tot een overmatige productie van pro-inflammatoire cytokines. Te veel glucose draagt dus bij aan een verminderde functie van het immuunsysteem en ziekte. Hoe werkt de regulerende rol van glucose in het immuunsysteem? Dat lees je in dit blogartikel.

• Voeding en energie
• De invloed van een overmaat aan glucose
• G6P: cruciaal molecuul in het glucosemetabolisme
• G6PD en macrofagen
• Migration Inhibitory Factor (MIF)
• Toll-like receptoren
• Veranderingen in het metabolisme van T-cellen
• Meer lezen: bron

Wat we eten, wordt in ons lichaam omgezet in energie door middel van een reeks biochemische reacties die bekend staan als het metabolisme. Volgens de eerste wet van de thermodynamica kan energie niet worden gecreëerd of vernietigd, maar moet deze worden gebruikt of opgeslagen in biologische systemen. Metabolische processen in biologische systemen verlopen dan ook niet toevallig; ze worden gereguleerd om op de meest efficiënte manier energie uit voeding te halen. Het centrale zenuwstelsel speelt een belangrijke rol bij het reguleren van de vrijgave en opslag van energie. De activiteit van enzymen speelt een rol bij de regulatie van het metabolisme, en glucose, als essentiële energiebron, heeft invloed op het energiemetabolisme.

De efficiënte omzetting van voeding in glucose is dus voorwaardelijk voor de werking van tal van lichaamsprocessen waaronder de goede werking van het immuunsysteem. Echter, ook al speelt glucose een belangrijke regulerende rol, het niveau van glucose bepaalt of dit een gunstige of ongunstige rol is. Hoge glucosewaarden in ons bloed kunnen de werking van ons immuunsysteem verstoren, wat kan leiden tot ontstekingen en andere gezondheidsproblemen. Er is dus een complexe interactie tussen glucose, metabolische processen en het immuunsysteem. De studie van Shomali belicht verschillende regulerende mechanismen en biochemische paden.

G6P (Glucose 6-Fosfaat) is een cruciaal molecuul dat een belangrijke rol speelt in het glucosemetabolisme en dat twee metabole routes volgt namelijk de pentosefosfaatroute en de glycolyse. G6P kan ook worden omgezet in glycogeen, onze reservebrandstof, met behulp van het enzym hexokinase en één molecuul ATP. Glycogeen kan vervolgens worden afgebroken tot glucose-1-fosfaat via glycogenolyse. Een hoge productie van NADPH (Nicotinamide adenine dinucleotidefosfaat) kan leiden tot de vorming van G6P door G6PD, wat de eerste fase is van de pentosefosfaatroute. Als het lichaam nucleotidevoorlopers van DNA nodig heeft voor synthese en groei, zal G6P de pentosefosfaatroute betreden. G6PD produceert NADPH als een essentieel enzym in rode bloedcellen, die zuurstof van de longen naar de weefsels transporteren. Dit enzym beschermt rode bloedcellen tegen vroegtijdige afbraak en schade. Wanneer G6PD minder actief is vanwege de remmende effecten van te veel glucose, kan dit leiden tot een verminderde productie van NADPH. Hierdoor worden cellen gevoeliger voor oxidatieve schade omdat NADPH hiertegen beschermt.

Macrofagen zijn de belangrijkste uitvoerende cellen in het aangeboren of niet-specifieke immuunsysteem en hebben verschillende functies bij het bestrijden van infecties. Ze scheiden cytokines uit, presenteren antigenen aan andere immuuncellen en zorgen voor fagocytose van schadelijke stoffen. Ze verhogen hun opruimactiviteit door productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) en reactieve stikstofsoorten (RNS). G6PD in macrofagen stimuleert indirect de aanmaak van deze stoffen. Macrofaag G6PD kan ontstekingsreeksen en cellulaire redox beïnvloeden als reactie op metabole acties. Macrofaag G6PD is tevens betrokken bij pro-inflammatoire reacties, samen met oxidatieve stress. Macrofagen zijn dus belangrijke cellen in ons immuunsysteem die ontstekingsreacties kunnen veroorzaken en reguleren, vooral in reactie op hoge suikerniveaus in het lichaam. Infiltratie van macrofagen is tevens afhankelijk van de glucoseniveaus in het lichaam.

Hoge glucosewaarden in het bloed kunnen dus leiden tot de productie van schadelijke stoffen zoals ROS, ontstekingsstoffen en veranderingen in de activiteit van bepaalde eiwitten in ons immuunsysteem. Ook het eiwit MIF wordt geactiveerd door macrofagen. MIF wordt geproduceerd door cellen als reactie op ontstekingen. MIF kan de niveaus van een stof genaamd fructose 2,6-bisfosfaat reguleren, wat op zijn beurt invloed heeft op ontstekingsprocessen in ons lichaam. Hoge niveaus van glucose, zoals bij diabetes, kunnen leiden tot ontstekingen, wat resulteert in de productie van ontstekingsstoffen en een verhoogd risico op ziekten

Hoge glucosewaarden versterken de activatie van Toll-like receptoren (TLRs). Deze TLRs vormen een essentieel onderdeel van de aangeboren immuniteit en kunnen verschillende processen activeren die leiden tot de aanmaak van ontstekingsstoffen zoals cytokines. TLRs spelen een rol in ons aangeboren en verworven afweersysteem en helpen ons lichaam beschermen tegen ziekteverwekkers. Sommige cellen in ons lichaam, zoals preadipocyten, endotheelcellen, keratinocyten, gladde spiercellen van bloedvaten, macrofagen en dendritische cellen, hebben TLRs op hun oppervlak. Wanneer de glucosewaarden in ons lichaam stijgen, kan dit leiden tot een toename in de activiteit van specifieke TLRs, zoals TLR2 en TLR4. Dit leidt tot een ontstekingsreactie in ons lichaam door de activering van bepaalde signaalroutes, zoals NF-κB en MyD88. Het remmen van deze TLRs kan de ontstekingsreactie verminderen. Bij hoge glucosewaarden kunnen sommige TLRs echter minder gevoelig worden voor activatie, wat betekent dat ze niet zo goed reageren op ontstekingsprikkels.

Hoge glucosewaarden kunnen tot slot ook leiden tot veranderingen in het metabolisme van T-cellen, een type immuuncel. Dit kan de functie van deze cellen beïnvloeden, waardoor ze minder effectief worden in het bestrijden van infecties. Bovendien kan hoge glucose invloed hebben op andere delen van het immuunsysteem, zoals complementeiwitten en cytokines, wat de balans in ons lichaam verstoort.

Wil je je verder in dit thema verdiepen? Kijk dan het opgenomen seminar over ‘Ons immuunsysteem en chronische inflammatie’. In het eerste deel van de opname spreekt dr. Jacques Deneef over het de veroudering van het immuunsysteem en biedt hij interventies met natuurlijke stoffen die hierop gunstig kunnen ingrijpen. In het tweede deel gaat Robert van Esch Msc. in op auto-immuniteit. Lees meer over het seminar en meld je aan.

De informatie in dit artikel is afkomstig uit een studie van Shomali et al. Het volledige artikel lees je hier.