AGE’s en het ontstaan van voedselallergie - natuurdietisten.nl (2023)

Een westers dieet is in verband gebracht met een toenemend aantal voedselallergieën. Advanced Glycation End Products (AGE’s) worden in verband gebracht met deze toename.

Advanced Glycation Endproducts (AGE’s) ontstaan als suikers op een niet-enzymatische manier binden aan eiwitten, nucleïnezuren of vetten. AGE’s worden door het darmmicrobioom, maar ook elders in het lichaam gevormd. Ze ontstaan ook bij de (industriële) bereiding van voeding. Het westerse voedingspatroon is rijk aan de schadelijke producten die in het lichaam ontsteking (cytokinen) kunnen veroorzaken. Wetenschappers hebben de AGE’s (Advanced Glycation Endproducts) nu ook in verband gebracht met het ontstaan van voedselallergieën.
Factoren die de vorming van AGE’s in de hand werken, zijn onder andere:

• toegevoegde suikers,
• dehydratie van eiwitten (water wordt verdreven uit de aminozuren),
• bakken van eiwitten,
• frituren,
• gebruik van de magnetron,
• opnieuw opwarmen van voeding,
• sterilisatie op een hoge temperatuur.

AGE’s uit voeding kunnen in het lichaam binden aan de receptor voor AGE’s (RAGE). Een receptor die normaal gesproken geactiveerd wordt door de aanwezigheid van de zogenaamde damage associated molecular patterns (DAMPS’s) die een pro-inflammatoire reactie uitlokken. Met schade geassocieerde moleculaire patronen zijn moleculen in cellen die een onderdeel zijn van de aangeboren immuunrespons die vrijkomt uit beschadigde of stervende cellen.

Ook de zogenaamde pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP’s) lokken inflammatoire reacties uit. De lever is een ‘first pass’-orgaan dat wordt blootgesteld aan de hoogste concentratie van van microben afgeleide producten zoals trimethylamine, secundaire galzuren, vetzuren met een korte keten en ethanol.

Deze moleculen vormen de pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP’s) en veroorzaken kwetsbare effecten op de lever, vooral als ze worden voorafgegaan door steatose (leververvetting). Darmpermeabiliteit vergemakkelijkt de portale instroom van PAMP’s, waardoor leverontsteking en metabole afwijkingen verergeren.

Bovendien is aangetoond dat PAMP’s bij mensen een pathogene rol spelen bij de ontwikkeling en progressie van NAFLD (Nonalcoholic fatty liver disease). Veranderingen in de darmmicrobiota bij NAFLD-patiënten zijn in verband gebracht met verhoogde serumconcentraties van pathogene darmmicrobioom-afgeleide producten, bijvoorbeeld LPS, endotoxine, ethanol, metabolismeproducten met vertakte keten en aromatische aminozuren.

Binding van AGE’s aan RAGE in de darmen

Binding van AGE’s aan RAGE in de darmen kan leiden tot beschadiging van het darmepitheel (“lekkende darm”). De onderzoekers geven aan dat AGE’s bijdragen aan het ontstaan van voedselallergieën, naast andere factoren waaronder de toenemende suikerconsumptie en hyperglycaemie, de steeds grotere afhankelijkheid van sterk bewerkte voeding. Maar ook een verminderde darmmicrobioomdiversiteit en een (subklinisch) vitamine D-tekort leiden tot een verhoogde expressie van RAGE.

Door het verminderen van een AGE-blootstelling uit de voeding wordt de kans kleiner dat men een voedselallergie ontwikkeld. Daarnaast is het verminderen van de inname van sterk bewerkte voeding en het verminderen van insulineresistentie noodzakelijk.

Er zijn ook kruiden en specerijen die de vorming van AGE’s remmen. Denk aan: curcumine, knoflook, gember, rozemarijn, steranijs, kruidnagel en kaneel.
Er is aangetoond dat caloriebeperking de circulerende AGE’s vermindert, maar de mechanismen waardoor dit gebeurde, zijn niet opgehelderd.

Het westerse dieet en de opkomst van voedselallergieën

Diëten zijn de afgelopen 50 jaar drastisch veranderd en het westerse eetpatroon is in verband gebracht met een toenemend aantal voedselallergieën. Voedselallergietoename is ook verweven met voedingstekorten. De trend van toenemende suikerconsumptie, met name fructose, een steeds groter wordende afhankelijkheid van ultra-verwerkte voedingsmiddelen (UPF) en de afname van de darmmicrobioomdiversiteit zorgen voor een toename van voedselreacties. Er ontstaan ernstige microbiële infecties met een toename van zowel de Th1- als de Th2-ziekten. Dit impliceert dat we voor microbiële uitdagingen staan om ons residente microbioom m.b.t de immuniteit te verbeteren.

Larsen et al. 2022, toonden extra toenames van metabole en auto-immuunziekten aan die samen vielen met een toename van het gebruik van antibiotica en benadrukten dat de status van de darmmicrobiota voortdurend verslechtert. Verschillende onderzoeken hebben tijdtrends bij T1-ziekten besproken, evenals T2-aandoeningen van eczeem, voedselallergie en anafylaxie-ontladingsgegevens.

Smit et al. wijzen op een toename van allergieën bij kinderen en gecorreleerde soorten voedsel die door jonge kinderen in de VS worden geconsumeerd en patronen van fastfoodconsumptie in Australië die correleren met de toename van voedselallergieën.

Uit een wereldwijd overzicht bleek dat:

• de inname van toegevoegde suikers hoger was bij schoolgaande kinderen en adolescenten (tot 19% van de totale energie) in vergelijking met jongere kinderen of volwassenen.
• Men onthulde een verdrievoudiging van de suikerconsumptie binnen een periode van 15 jaar,
• Australische kinderen van 2-3 jaar consumeerden in 2011 90 gram suiker per dag.
• Elk van de landen in de review beschikt over sterke epidemiologische gegevens die wijzen op een toenemend aantal voedselallergieën en anafylaxie.

Oorzakelijk verband kan niet worden vastgesteld, maar dit roept wel de vraag op welke rol suiker speelt bij voedselallergieën, waarschijnlijk een gedeeltelijke door de vorming van AGE’s. Een hoge inname van vrije suiker tijdens de zwangerschap is in een meta-analyse in verband gebracht met een verhoogd risico op astma, allergische rhinitis en voedselallergie bij de nakomelingen.

High-fructose corn syrup (HFCS) bevat 55% fructose en 45% glucose. Fructose kan een verhoging van urinezuur veroorzaken, wat een niet-RAGE-inducerend alarm is. (Frisdrank bevat meer dan 40% zoetstoffen). Het westerse dieet bevat 2000% meer HFCS in vergelijking met meer traditionele diëten. Inname van vrije fructose via de voeding wordt in verband gebracht met een verhoogd risico op allergische sensibilisatie en allergische symptomen.

Adolescenten die 5 keer per week of vaker dranken met een hoog fructosegehalte consumeren, hebben een vijfvoudig risico op allergische symptomen in vergelijking met degenen die aangaven deze dranken niet vaak te consumeren .

Urinezuur verhoogt Th2-allergische ontsteking en hoge urinezuurspiegels zijn in verband gebracht met pinda-allergie via activering van dendritische cellen. Fructose vormt, vergeleken met glucose, een veelvoudig hoger niveau van AGE’s . Fructose kan ook intracellulair worden gevormd uit glucose via de polyol-route waarbij aldose-reductase en sorbitol-dehydrogenase betrokken zijn. De laatste enzymatische route is ook een methode voor de vorming van AGE’s uit xylose dat kunstmatig wordt geëxtraheerd uit glucose. Xylose heeft een nog groter vermogen dan fructose om AGE’s te vormen.

Keukenzout – natriumchloride – wordt in overvloed aangetroffen in bewerkte voedingsmiddelen. Dit staat in schril contrast met traditionele diëten waarbij zouten een volledig spectrum aan elektrolyten bevatten en rijk waren aan mineralen. Overmaat aan natriumchloride activeert de aldose-reductase-route, wat leidt tot een grotere vorming van intracellulaire fructose en AGE’s.

Intracellulaire AGE’s worden in verband gebracht met glycatie van intracellulaire eiwitten, cellulaire disfunctie, stopzetting van de celcyclus, verstoord DNA-herstel en remming van het glyoxalasesysteem. Het glyoxalasesysteem is een reeks enzymen die de ontgifting van methylglyoxal en de andere reactieve aldehyden die als normaal onderdeel van het metabolisme worden geproduceerd, uitvoeren.

Het westerse dieet wordt vaak geassocieerd met UPF’s, voedingsmiddelen die uitgedroogd en lang houdbaar zijn, en voedselbereidingsmethoden zoals magnetronoven of frituren, die allemaal de vorming van AGE’s verhogen. Uribari et al. toonden aan dat magnetronen de dAGE’s in melk verhoogden en dit exponentieel toenam met de tijd; van 1 AGE kU/250 ml zonder verwarming tot 5, 19 en 80 bij respectievelijk 1, 2 en 3 minuten in de magnetron. Dit duidt op een hoger dAGE-verbruik bij opwarmen in de magnetron en opnieuw opwarmen van voedsel.

Verhitting en de vorming van AGE’s in voedsel leiden niet altijd tot een verhoogde allergeniciteit. Hoge niveaus van glycatie van runderlactoglobuline, een algemeen koemelkeiwitallergeen, resulteert in verandering van de moleculaire allergeenbindingsplaatsen en minder IgE-binding.

De consumptie van toenemende hoeveelheden voedingssuikers en fastfood moet worden meegenomen met studies die aantonen dat er per persoon per jaar 7-8 kg synthetische chemische additieven worden ingenomen, waaronder conserveermiddelen, zuurteregelaars, kleurstoffen en emulgatoren. Deze additieven zijn in verband gebracht met allergische uitkomsten, hoogstwaarschijnlijk door hun wijziging van de samenstelling en functie van het darmmicrobioom. Het westerse dieet bevat minder omega 3-vetzuren en voedingsvezels, waarvan is gesuggereerd dat een tekort hiervan verder bijdraagt aan het risico op allergische aandoeningen. De correlatie tussen dietary(dieet) AGEs( dAGE’s) en allergie heeft meerdere snijpunten met het westerse dieet.

AGE’s en het darmmicrobioom

Bepaalde bacteriën kunnen microbiota AGE’s (mAGE’s) genereren, zo scheidt bijvoorbeeld Escherichia coli mAGE’s af door het energieafhankelijke effluxpompsysteem en gebruikt het dit als een lokaal toxine om de groei van naburige concurrerende bacteriën te verminderen, waardoor het lokale ontstekingseffecten heeft en de samenstelling van het darmmicrobioom beïnvloedt. Bifidobacteriën en Lactobacilli behoren tot een groep bacteriën die het MG(methylglyoxal)-afbrekende enzym glyoxalase-1 produceren, dat kan beschermen tegen door bacteriën geproduceerde AGE’s en ook in staat is om dAGES af te breken.

Bewijs voor dieet-AGE’s (dAGE’s) die de microbiële samenstelling beïnvloeden, omvat onderzoeken die het volgende aantonen:

• een duidelijk verminderde Bacteroidetes/Firmicutes-ratio,
• verhoogde ontstekingsmarkers (waaronder IL-1β, IL-17),
• Plasminogeenactivatorremmer-1,
• verhoogde incretines (zoals maagremmend polypeptide (GIP) en glucagon-achtige peptide-1 (GLP-1) die de insulineresistentie verergert).

Deze kunnen de serumbloedglucosewaarden verhogen en de vorming van endogeen AGE’s (eAGE’s verder versterken, wat bijdraagt aan obesitas.

Dieet AGE’s (dAGE’s) zijn in verband gebracht met een hogere eiwitfermentatie, geassocieerd met verhoogde niveaus van rottende toxische metabolieten, ammoniak en vertakte vetzuren ten koste van naar verluidt gunstige metabolieten zoals korte keten vetzuren (SCFA’s) die worden geproduceerd wanneer vezels in de dikke darm worden gefermenteerd. Butyraat, een SCFA, is in verband gebracht met zowel bescherming tegen voedselallergie als voordeelgevend bij orale immunotherapie voor voedselallergie. Microbiotasoorten, waaronder Lactobacilli , Bifidobacterium en Prevotella zijn in verband gebracht met bescherming tegen de ontwikkeling van voedselallergie en deze microbiota nemen aantoonbaar af met dAGE’s.
Zie artikel: Phuong-Nguyen K, McNeill BA, Aston-Mourney K, Rivera LR. Advanced glycation End-products and their effects on gut health. Nutrients. (2023) 15(2):405. doi: 10.3390/nu15020405.

Marijke de Waal Malefijt