Hittestress kan ernstige schade toebrengen aan het lichaam, waaronder verstoringen in het glucose-, lipiden- en eiwitmetabolisme. Hitteschok-eiwitten beschermen tegen chronische stress, bevorderen regeneratie, verbeteren de stamcelfunctie en beschermen als "eiwit bodyguards" tegen endoplasmatisch reticulum (ER) stress en "cytokine stormen"!
Verschillende fysiologische stressfactoren en ziekten leiden tot schade aan cellulaire eiwitten en defecte eiwitstructuren, wat resulteert in veranderd celgedrag/fenotype en disfunctie. De cel heeft een aantal beschermende mechanismen ontwikkeld om het functionele evenwicht te bewaren en te overleven in tijden van omgevingsstress en ziekte.
Een van de belangrijkste mechanismen om de cel te beschermen is de voorziening van een klasse van heat shock of stress-eiwitten (Hsp's). De functie van Hsp's omvat de juiste afbraak en afbraak van eiwitten.
Naast de kwaliteitscontrole van eiwitten dragen hitteschokproteïnen zoals HSP70 ook bij aan het verlagen van de cortisolspiegel in het bloed. Ze doen dit door glucocorticoïdreceptoren te activeren, die op hun beurt de synthese van cortisol blokkeren. In de loop der jaren neemt de reactie van het menselijk lichaam op hitteschokken en het vermogen om te ontspannen af: de verzwakking van deze reactie draagt bij aan de ontwikkeling van ziekten die geassocieerd worden met eiwitaggregatie ("-klontering"), zoals bij de ziekte van Alzheimer.
Kunnen ontspannen is van vitaal belang. Ons lichaam reageert op biologische, fysieke, chemische en psychologische stress door meer hitteschok proteïnen te produceren: HSP70 behoort tot de heat shock protein familie HSP70/HSP90. Stress verstoort de celhomeostase en hitteschokproteïnen zijn essentieel in de herkenning, reparatie en eliminatie van gedenatureerde of niet-functionele proteïnen.
Dit geldt ook voor de bescherming, functie en levering van stamcellen. Hitteschokproteïnen interageren met transcriptiefactoren ("gen-schakelaars") en signaalwegen die de differentiatie (specifieke transformatie) en proliferatie (vermeerdering en groei) van stamcellen kunnen moduleren om verschillende lichaamsweefsels te vervangen en te herstellen. Stamcellen afkomstig van verouderde weefsels/organen vertonen een verminderde stressrespons en hebben lagere niveaus van heat shock proteïnen, wat bijgevolg het gedrag van stamcellen beïnvloedt. Gezien de slechte overlevingskansen van getransplanteerde stamcellen is het verhogen van de niveaus van heat shock proteïnen een veelbelovende nieuwe benadering in de regeneratieve geneeskunde om stamcelbehandelingen te verbeteren!
Hitteschok-eiwitten & adulte stamcellen - bouwstenen van regeneratieve geneeskunde
De stamceltheorie van veroudering stelt dat het verouderingsproces het resultaat is van het onvermogen van verschillende soorten stamcellen om de weefsels van een organisme te blijven voorzien van functionele gedifferentieerde cellen die de oorspronkelijke functie van het weefsel (of orgaan) kunnen behouden. De accumulatie van schade en fouten in genetisch materiaal is altijd een probleem voor systemen, ongeacht de leeftijd. Het aantal stamcellen is veel hoger bij jonge mensen dan bij oudere mensen, dus er is een beter en efficiënter vervangingsmechanisme bij jonge mensen dan bij oude mensen.
Met andere woorden, veroudering is geen kwestie van een toename in schade, maar een kwestie van een gebrek aan vervanging door een verminderd aantal stamcellen. Stamcellen nemen af in aantal en hebben de neiging om het vermogen te verliezen om zich te differentiëren in benodigde "vervangende cellen". Dit is waar de zogenaamde hitteschok-eiwitten om de hoek komen kijken!
Volwassen stamcellen komen voor in alle weefsels (vet, spieren, huid, beenmerg, hersenen, lever, etc.) van ieder mens - zij het in zeer verschillende ophopingen. Volwassen betekent dat deze cellen op alle leeftijden voorkomen. Stamcellen zijn verantwoordelijk voor de vervanging (regeneratie) van beschadigde of dode cellen in het menselijk lichaam. Ze hebben het vermogen om te transformeren tot alle specifieke cellen in het lichaam.
Onder bepaalde omstandigheden kunnen volwassen stamcellen verschillende weefsels regenereren, zoals kraakbeen, spieren, leverweefsel, enz. Dit unieke vermogen tot regeneratie wordt al geruime tijd therapeutisch gebruikt in de geneeskunde.
Daarom wordt deze tak van geneeskunde ook wel regeneratieve geneeskunde genoemd, om het verschil duidelijk te maken met herstellende geneeskunde, waarbij weefsel niet nieuw wordt gevormd, maar alleen wordt hersteld met medicijnen of chirurgie.
Bij het gebruik van volwassen stamcellen voor herstel stelt het lichaam prioriteiten:
1.) Hersenen
2.) Hart
3.) Lever
4.) Andere organen en weefsels
Volwassen stamcellen worden in Duitstalige landen al gebruikt bij de volgende indicaties:
Wondgenezingsstoornissen bij diabetes
Natuurlijke borstvergroting
Behandeling van artrose
Stamceltherapieën zijn helaas erg kostenintensief!
De zelfproductie en effectiviteit van volwassen stamcellen kan op natuurlijke wijze worden verhoogd door ...
- Carnosine
- Polyfenolen (vooral uit groene thee, bosbessen en duindoorn)
- Vitamine A en D3
- Afa-algen
- Curcuma-extract
- periodiek vasten en de Activering van heat shock-eiwitten, bijvoorbeeld door actieve formules van bernagieolie en Porphyral HSP®, een gepatenteerd actief ingrediënt uit de alg Porphyra umbilicalis!
Het regeneratieve potentieel van rode algen en bernagie
De snelle en kortdurende interventiemogelijkheden ter bevordering van celregeneratie door activering van heat shock proteïnen (bijv. bij koorts, hittestress, emotionele schokken, kneuzingen, verstuikingen, spieroverbelasting, na chirurgische ingrepen...). bevatten actieve formuleringen van bernagie-olie en Porphyral HSP®, een gepatenteerd actief ingrediënt geëxtraheerd uit de alg Porphyra umbilicalis, dat onder andere wordt gebruikt vanwege de antioxiderende en herstellende effecten op de lichaamscellen. De rode algen Grateloupia turuturu en Porphyra umbilicalis worden veel gebruikt als voedsel, vooral in Oost-Azië, omdat het waardevolle bronnen van voedingsstoffen zijn.
De rode alg Porphyra (Porphyra umbilicalis) is een organisme dat leeft in ondiep water of op het strand waar het wordt blootgesteld aan extreme UV-straling. Porphyra umbilicalis produceert de sterkst UV-absorberende stoffen in de natuur. Omdat ze in kustgebieden (of getijdengebieden) worden blootgesteld aan sterke schommelingen in de fysieke omgeving, beschikken ze over verschillende antistressmechanismen. Deze omvatten stressproteïnen, ook wel heat shock proteins (HSP's) genoemd, die door hen worden geactiveerd, vooral wanneer ze worden blootgesteld aan stress veroorzaakt door temperatuur en zonnestraling.
Resultaten van dierstudies suggereren dat een voedingssupplement op basis van Porphyra umbilicalis de ontwikkeling van premaligne huidlaesies kan blokkeren en wijst op zijn antigenotoxische activiteit tegen DNA-beschadiging veroorzaakt door humaan papillomavirus type 16. Porphyra umbilicalis wordt op grote schaal geconsumeerd en heeft een uitgebalanceerd voedingsprofiel; het potentieel voor chemopreventie van kanker moet echter nog volledig worden onderzocht.
Hitteschok-eiwitten in telemetrische oncologie
Hitteschok-eiwitten zoals HSP70, dat ook betrokken is bij de stimulatie van immuuncellen, kunnen waarschijnlijk tumorgroei voorkomen of vertragen. De regionale diepe hyperthermie die wordt gebruikt bij complementaire kankertherapie leidt er onder andere toe dat kankercellen warmteschokproteïnen op hun oppervlak tot expressie brengen. Deze worden door het afweersysteem herkend als lichaamsvreemd, zodat de kankercellen door het afweersysteem kunnen worden vernietigd.
* voor tumorremmend effect waren T-cellen en zogenaamde antigen-presenterende cellen
https://www.scinexx.de/news/biowissen/hitzeschockproteine-bringen-tumoren-ins-schwitzen/
Meditatie, mindfulness training, sauna en thermaal bad (activeren bovendien heat shock proteïnen (!)*, die ook geactiveerd kunnen worden door een speciaal 5-HMF-bevattend asperge-extract - ETAS). 5-HMF is een krachtige vitamine C-achtige antioxidant die ook voorkomt in koffie, broodkorst, appelkool, honing en in pruimensap van gedroogd fruit. Vitamine D, magnesium, de aminozuren leucine, glycine, colostrum, tijm en oregano extract bevorderen de functie van de stamcelbeschermende heat shock proteïnen!
Theanine uit groene thee kan hittestress helpen voorkomen en verlichten door de glucose-, lipiden- en eiwitstofwisseling te reguleren. Theanine zorgt voor de verschillende. handhaving van een normaal voedingsstofmetabolisme en verbetering van de tolerantie van het lichaam voor hittestress. L-theanine verhoogt het serumglucose-, albumine- en totale eiwitgehalte en verlaagt het serumtotaalcholesterol-, triglyceride-, lagedichtheid-lipoproteïnecholesterol- en ureumstikstofgehalte dat kan worden veroorzaakt door hittestress!
| Albumine Een hoog serumniveau van het immunomodulerende en antioxiderende transporteiwit albumine is geassocieerd met een verminderde mortaliteit (risico op overlijden)! Als het serumalbuminegehalte te laag is, kunnen de nieren, de lever en andere vitale organen niet optimaal functioneren. Bovendien wordt de werking van het immuunsysteem en het zenuwstelsel aangetast. Hoewel er nog geen klinische studies zijn uitgevoerd, lijkt het aannemelijk dat een hoger albuminegehalte gunstig kan zijn voor de gezondheid. Mensen met een albuminegehalte van minder dan 3,5 g/dl hebben een 20 keer hoger risico om te overlijden dan mensen met een albuminegehalte van 5,0 g/dl! |
Hitteschokproteïnen en antioxidanten gaan ook pathologische verstijving van de hartspier tegen bij hartaanvallen of chronische hartinsufficiëntie
Artsen van de Ruhruniversiteit Bochum hebben ontdekt waarom het menselijk hart permanent pompkracht verliest na stress, bijvoorbeeld na een hartaanval. Ze ontdekten tot nu toe onbekende mechanismen die de elasticiteit van het eiwit titine en daarmee de stijfheid van de hartspier regelen. De resultaten werden door Prof. Dr. Wolfgang Linke en zijn team van collega's uit de VS en Düsseldorf beschreven in twee artikelen in de tijdschriften "Cell" en "Journal of Cell Biology".
Hartfalen legt gevoelige eiwitgebieden in titine bloot. Titine is het grootste eiwit in het menselijk lichaam en gedraagt zich als een veer, waardoor de spiercel aanspant of verslapt. Het veergebied van dit eiwit heeft specifieke eiwiteenheden, immunoglobulinedomeinen genaamd, die als een parelsnoer aan elkaar geregen zijn. Onder stressomstandigheden, bijvoorbeeld bij acuut hartfalen, wordt dit veergebied overmatig uitgerekt - de veergebieden ontvouwen zich.
Hierdoor komen eiwitgebieden bloot te liggen die bijzonder gevoelig zijn voor oxidatieve schade. Dit betekent dat bepaalde moleculen zich binden aan het nu blootliggende aminozuur cysteïne, waardoor de ontvouwen "eiwitveren" niet meer terug kunnen keren naar hun oorspronkelijke structuur. Als gevolg hiervan neemt de stijfheid van de hartwand af en kan titine zijn functie als mechanische spanningssensor in de hartspiercellen niet meer volledig vervullen. Dit beperkt de pompcapaciteit van het hart. Verhoogde oxidatieve stress is een typisch teken in de ontwikkeling van hartfalen!
In een tweede artikel konden Linke en zijn collega's aantonen dat de hartspiercellen ook over mechanismen beschikken om het elastische gebied van titine te beschermen tegen stresseffecten. Stress betekent hier bijvoorbeeld overrekking of chemische omstandigheden die schadelijk zijn voor de eiwitten, zoals giftige stoffen, vrije radicalen of een verstoord zuur-base-evenwicht.
Zonder bescherming klonteren "eiwitveren" (immunoglobuline domeinen) samen onder dergelijke stressomstandigheden, waardoor de functie van het eiwit wordt beschadigd. De onderzoekers toonden echter aan dat kleine eiwitten migreren naar de ontvouwen titinedomeinen en voorkomen dat de "kralen" van het verengebied samenklonteren. Dit gaat een pathologische verandering in de elasticiteit van titine tegen bij hartaanvallen of chronisch hartfalen. De beschermende eiwitten zijn de hitteschokeiwitten alfa-B-kristalline en HSP27.
Bovendien kunnen lichaamseigen antioxidanten zoals glutathion en glutathionperoxidase de eiwitveertjes van titine beschermen. Voor voldoende aanmaak van deze beschermende stoffen heeft het lichaam onder andere het aminozuur cysteïne en het sporenelement selenium nodig. Indien nodig kunnen deze bijzonder effectief worden geleverd als N-acetylcysteïne (NAC) en selenium-L-methionine.
Plantaardige antioxidanten zoals de bioflavonoïde quercetine zijn belangrijke "vitamine C versterkers" en toonden ook hartbeschermende effecten in dierproeven door de activiteit van de beschermende enzymen catalase en glutathionperoxidase in de hartspieren van ratten te verhogen. Verder zijn er ook positieve interacties tussen glutathionperoxidase vitamine E en vitamine C bij de bescherming van hartspiercellen. Glutathionperoxidase is ook in staat om geoxideerde vitamine E (of α-tocoferol) te regenereren, waarvan de cardioprotectieve eigenschappen al zijn aangetoond.
Bronnen:
Role of Heat Shock Proteins in Stem Cell Behavior https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4422174
- Alegre-Cebollada, P. Kosuri, D. Giganti, E. Eckels, J.A. Rivas-Pardo, N. Hamdani, C.M. Warren, R.J. Solaro, W.A.
Stem cells: past, present, and future
https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-019-1165-5
James Tyler Ph D: The Ultimate Power Of Stem Cell Nutrition Nutritional Supplements To Enhance Your Stem Cells
The Natural Wellness Group (1. Mai 2013) ISBN-13 : 978-0981020969
Wang Y, Chang CF, Chou J et al. Dietary supplementation with blueberries, spinach, or spirulina reduces ischemic brain damage. Exp Neurol. 2005 May;193(1):75-84.
Willis L, Bickford P, Zaman V, Moore A, Granholm AC. Blueberry extract enhances survival of intraocular hippocampal transplants. Cell Transplant. 2005;14(4):213-23.
Bickford PC, Tan J, Shytle RD, et al. Nutraceuticals synergistically promote proliferation of human stem cells. Stem Cells Dev. 2006 Feb;15(1):118-23.
- B. Franklin, A. M. Krueger-Naug, D. B. Clarke, A.-P. Arrigo & R. W. Currie (2005) The role of heat shock proteins Hsp70 and Hsp27 in cellular protection of the central nervous system, International Journal of Hyperthermia, 21:5, 379-392 https://doi.org/10.1080/02656730500069955
Curcumin promotes burn wound healing in mice by upregulating caveolin-1 in epidermal stem cells
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30461085/
Linke, J.M. Fernández (2014): S-glutathionylation of cryptic cysteines enhances titin elasticity by blocking protein folding, Cell, DOI: 10.1016/j.cell.2014.01.056
- Kötter, A. Unger, N. Hamdani, P. Lang, M. Vorgerd, L. Nagel-Steger, W.A. Linke (2014): Human myocytes are protected from titin aggregation-induced stiffening by small heat shock proteins, The Journal of Cell Biology, DOI: 10.1083/jcb.201306077
Karsten Mydlak: Tierexperimentelle Untersuchungen zu antioxidativen Enzymen und Hitzeschockproteinen als endogene Schutzsysteme bei Herzinsuffizienz. Zur Erlangung des akademischen Grades Doctor medicinae (Dr. med.)
vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin / 16. September 2002
Rapid and selective mobilization of specific stem cell types after consumption of a polyphenol-rich extract from sea buckthorn berries (Hippophae) in healthy human subjects
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6368418/
Ito T. Isolation, Structural Elucidation, and Biological Evaluation of 5-Hydroxymethyl-2-furfural Derivative, Asfural, from Enzyme-Treated Asparagus Extract. J Agric Food Chem. 2013; 61: 9155?9159.
- Waki, S. Miyazaki, T. Miura, K. Uebaba, and T. Hisajima, “Effect of enzyme-treated asparagus (ETAS®) on the stress response substance in a clinical trial,” Clinical Nutrition, vol. 32, pp. S233–S234, 2013.
Ito T, Maeda T, Goto K, Miura T, Wakame K, Nishioka H, Sato A. Enzyme-treated asparagus extract promotes expression of heat shock protein and exerts antistress effects. J Food Sci. 2014 Mar;79(3):H413-9.
Dietary Supplementation with the Red Seaweed Porphyra umbilicalis Protects against DNA Damage and Pre-Malignant Dysplastic Skin Lesions in HPV-Transgenic Mice
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31671845/
Mycosporine-Like Amino Acids from Marine Resource
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7824388/
https://mibellebiochemistry.com/de/helioguardtm-365
Obesitas vermindert de vorming van heat shock-eiwitten
Obesitas wordt beschouwd als een chronische ontstekingsziekte waarbij de fysiologische mechanismen die verantwoordelijk zijn voor het verminderen van ontstekingen aangetast zijn! Dit bevordert laaggradige ontstekingen in het hele lichaam. Een van de belangrijkste stressresponssystemen die verstoord is bij obesitas is de voorziening van intracellulaire hitteschokeiwitten (iHSP) 70 en iHSP27. Wetenschappers concluderen dat de intracellulaire expressieniveaus van HSP70 en HSP27 een belangrijke rol kunnen spelen in de pathogenese van het metabool syndroom.
Relatie tussen Heat Shock Protein Expressie en obesitas met en zonder metabool syndroom