De rol van oefentherapie en/of PQQ als activator van de antidepressieve transcriptionele co-activator PGC-1α
Psychologische stress en stimulusverzadiging worden door de hersenen omgezet in biologische signalen, bijvoorbeeld door het vrijgeven van prikkelende zenuwknooppunten zoals noradrenaline en glutamaat. Deze activeren op hun beurt bepaalde stoffen in het lichaam, die transcriptiefactoren worden genoemd. Transcriptiefactoren schakelen de activiteit van bepaalde genen aan of uit. Zo zou de activering van de belangrijke pro-inflammatoire transcriptiefactor NFkB, die bij veel genen betrokken is, kunnen worden aangetoond door stress van verschillende onderzoeksgroepen. Dit verklaart waarom emotioneel stressvolle ervaringen in zeer korte tijd tal van genen kunnen activeren of uitschakelen. De tijd vanaf de activering van een gen tot de voltooiing van het eiwit (bijv. bepaalde enzymen, boodschapperstoffen of celbouwstenen) kan in het bereik van enkele minuten liggen.
Als we onze genen optimaal willen beschermen en ervoor willen zorgen dat ze op de juiste manier worden geactiveerd of gedeactiveerd, moeten we proberen om voedingsmiddelen en supplementen te eten die voldoende antioxidanten en bouwstenen leveren voor methylering in het lichaam - bijvoorbeeld vitamine A, C, E, B-complex (vooral B2, B6, B12 en foliumzuur), methionine (of SAMe), cysteïne (of N-acetylcysteïne), betaïne, glycine en choline. Daarnaast kunnen verschillende stoffen bijdragen aan de vermindering van de stresshormonen cortisol en noradrenaline. Deze omvatten Griffonia-extract, magnesium, zink, B-vitaminen, acetyl-L-carnitine en omega-3-vetzuren.
Kurkuma-extract en resveratrol zijn natuurlijke remmers van de transcriptiefactor NfkB en kunnen dus de stressgerelateerde activering van bepaalde genen tegengaan. Zogenaamde adaptogene geneeskrachtige planten (bijv. ginseng (Eleutherococcus)), maar ook natuurlijke "kalmerende middelen" zoals theanine uit groene thee kunnen worden gebruikt om stress in bijzonder stressvolle levensfasen te verminderen.
De activiteit van de transcriptiefactoren wordt ook beïnvloed door transcriptie co-activatoren. Deze transcriptie coactivators zijn onder andere PGC-1α die onder andere een co-activator van PPARγ is. PPARs (peroxisome proliferator-geactiveerde receptoren) zijn transcriptiefactoren die zich binden aan specifieke gensequenties in de celkern en zo de cellen induceren om verschillende eiwitten te produceren die bijvoorbeeld betrokken zijn bij de controle van het metabolisme.
Bovendien is PGC-1α nauw betrokken bij processen die zo divers zijn als de verandering van het type spiervezel, de vorming van nieuwe mitochondriën, de warmteproductie, de gezondheid van het hart en het metabolisme van glucose en vetzuren.
Naast de effecten op het spiermetabolisme is PGC1α potentieel betrokken bij de bescherming tegen neuronaal verlies en aandoeningen van het serotoninemetabolisme.
Lichaamsbeweging en PQQ (pyrrolo-quinoline chinon) - een vitamine-achtige stof gerelateerd aan de B-vitamines, verhogen de voorziening van de transcriptie co-activator PGC-1α!
Een verhoogde beschikbaarheid van PGC1α wordt geassocieerd met een vermindering van oxidatieve stress en pro-inflammatoire cytokines zoals IL-6 en TNF-α. PGC1α samen met transcriptiefactoren δ/δ bevordert de synthese van kynureninezuur uit het aminozuur tryptofaan door de expressie van het enzym kynurenine aminotransferase (KAT) te verhogen. Op deze manier vermindert PGC1α de productie van chinolinezuur, dat net als glutamaat een bindende partner is van de NMDA-receptoren en dus de "opwindingsvergiftiging" van het zenuwstelsel vermindert. Kynureninezuur komt niet door de bloed-hersenbarrière heen. Door de stofwisseling van tryptofaan en kynurenine om te leiden, vermindert PGC1α dus de even schadelijke effecten van kynurenine in de hersenen. De reductie van pro-inflammatoire cytokinen vermindert ook de activiteit van het enzym indolamine-2,3-dioxygenase (IDO) en daarmee de afbraak van tryptofaan, waardoor de beschikbaarheid ervan toeneemt en daarmee de beschikbaarheid van de stemmingsverlichtende neurotransmitter serotonine. Aangezien IDO pro-inflammatoire genen activeert, leidt de afbraak ervan ook tot een verminderde ontstekingsactiviteit in het zenuwstelsel.
PQQ-rijke voeding en training kan daarom helpen om zowel ontstekingen te remmen als de hersenen te beschermen tegen oxidatieve schade veroorzaakt door ontstekingen in het zenuwstelsel.
Talrijke studies hebben aangetoond dat PQQ beschermt tegen glutamaat-geïnduceerde schade of celdood in de hersenen. Andere stoffen die hieraan bijdragen zijn vitamine B6, taurine, glycine en magnesium.
De voedingsmiddelen met de hoogste niveaus van PQQ zijn onder andere gefermenteerde sojabonen, peterselie, groene thee, kiwi, papaja en spinazie.
Een studie die in 2012 in Japan werd uitgevoerd, toonde een significante afname aan van depressieve symptomen zoals stress, vermoeidheid en slechte slaapkwaliteit na orale suppletie met PQQ. (Nakano M. et.al.) (2012))
In de therapeutische context is de aanbevolen dosering 10-20 mg per dag.
Bronnen
Transcriptional and anti-inflammatory mechanisms of physical exercise in the antidepressant function. https://link.springer.com/article/10.1007/s12035-019-01670-1/figures/2
Handschin, C. & Spiegelman, B. M. (2008). The role of exercise and PGC1[alpha] in inflammation and chronic disease. Nature, 454 (7203), 463-469.
Pyrroloquinoline quinone stimulates mitochondrial biogenesis through CREB phosphorylation and increased PGC-1α expression / Journal of Biological Chemistry / October 2009 / Project: Pyrroloquinoline Quinone: Potential Physiological Functions, Allometric Scaling Applications, Ethical Issues Important to Nutrition
Ibi M. et.al. (2017) Depressive-like behaviors are regulated by NOX1/NADPH oxidase by redox modification of NMDA receptor 1; J Neurosci 2017 Apr 12;37(15):4200-4212
Zang Q. et.al. (2011) The neuroprotective action of pyrroloquinoline quinone against glutamate-induced apaptosis in hippocampal neurons is mediated through the activation of PI3/Akt pathway; Toxicol Appl Pharmacol. 2011 Apr 1;252(1):62-72
Nakano M. et.al. (2012) Effects of oral supplementation with pyrroloquinoline quinone on stress, fatigue and sleep; Functional foods in health and disease 2(8):307-324
Aizenman E. et.al. (1992) Interaction of the putative essential nutrient pyrroloquinoline quinone with the N-methyl-D-aspartate receptor redox modulatory site; J Neurosci. 1992 Jun;12(6):2362-9
Monografie PQQ, Natura Foundation, 2019
Song et al (2015). Interaction between taurine and GABA(A)/glycine receptors in neurons of the rat anteroventral cochlear nucleus. Brain Res. 2012 Sep 7;1472:1-10. doi: 10.1016/j.brainres.2012.07.001. Epub 2012 Jul 13.
Pellicer et al (2007). Taurine in the anterior cingulate cortex diminishes neuropathic nociception: a possible interaction with the glycine(A) receptor. Eur J Pain. 2007
Franco O. H., Bonneux L., de Laet C., Peeters A., Steyerberg E. W., Mackenbach J. P. : „The limits of medicine. The Polymeal: a more natural, safer, and probably tastier (than the Polypill) strategy to reduce cardiovascular disease by more than 75% / Nat. Med. 2004 Apr;10(4):355-61/
Evans R.M., Barish G.D., Wang Y.X.: „PPARs and the complex journey to obesity.“ / Nature Medicine 10, 355 - 361 (2004)
Li, Zhenzhong, et al., “Neuroprotective effects of resveratrol on embryonic dorsal root ganglion neurons with neurotoxicity induced by ethanol”, Food and Chemical Toxicology, Epub published ahead of print. Baur, Joseph A., et al., “Resveratrol improves health and survival of mice on a high-calorie diet”, Nature 444, 2006, S. 337-342.