De link tussen methylatie en het circadiaanse ritme

maandag 2-november-2020



De methylatie cyclus is een universele metabole route die methylgroepen levert voor het methyleren van het DNA en andere proteïnen. Methylatie reguleert zo allerlei aspecten van de cellulaire fysiologie. De methylatie cyclus is een oeroud systeem dat geëvolueerd is vanaf het begin van de evolutie.

 Een ander oeroud systeem dat sinds het begin van de evolutie zich heeft ontwikkeld is het circadiaanse ritme. Het (min of meer) 24-uurs ritme waarbinnen ons lichaam functioneert. Al in 2013 is uit onderzoek naar voren gekomen dat het remmen van de methylatie cyclus sterk effect heeft op de circadiaanse klok zowel in muizen als in humane cellen [1]. Methylatie problemen kunnen daarmee het bioritme verstoren.

 De vraag die nog niet beantwoord was, is of deze link tussen de methylatie cyclus en het circadiaanse ritme vanaf het begin van de evolutie heeft bestaan of zich pas later heeft ontwikkeld. Het antwoord op deze vraag is in recent onderzoek gegeven [2].

 Tijdens het onderzoek is ook een interessante ontdekking gedaan die relevant is om te voorkomen dat een tekort in de methylatie cyclus gevolgen heeft voor het bioritme. Reden genoeg om eens wat dieper naar dit onderzoek te kijken.

 Het onderzoek

Onderzoekers van de Kyoto University’s Graduate School of Pharmaceutical Sciences hebben in hun onderzoek cellen en weefsels verzameld van allerlei soorten organismen, zoals algen (eencellige organismen), planten, bacteriën en mensen. Ze kwamen tot de ontdekking dat alle organismen, dus ook de planten en algen, leven in een circadiaans ritme van ongeveer 24 uur.

 Vervolgens hebben de onderzoekers de methylatie cyclus in deze cellen en weefsels verstoord. Dit gaf bij alle organismen, met uitzondering van de cyanobacterie, significante veranderingen in de circadiaanse klok. Doordat deze sterke relatie tussen de methylatie cyclus en het bioritme bij (op één na) alle organismen aanwezig bleek te zijn, concludeerden de onderzoekers dat deze verbinding dus al vanaf het begin van de evolutie bestond. Immers tussen het ontstaan van de eencellige algen en homo sapiens zitten meer dan 1 biljoen evolutionaire jaren.

 

Bacteriële methylatie biedt bescherming bij mensen

De methylatie route van bacteriën wijkt enigszins af van die in mensen. De methylatie kan ook bij bacteriën gehinderd worden. Als dit gebeurt, dan geeft dat ook een sterk effect op het bioritme van de bacterie. De stoffen die de methylatie cyclus bij bacteriën verstoren zijn echter anders dan bij mensen.

 Tijdens het onderzoek heeft men een gen dat een sleutelrol speelt bij het controleren van de methylatie cyclus van bacteriën genomen en geïntroduceerd in cellen van muizen en mensen. Het bacteriële gen was er verrassend genoeg toe in staat om deze cellen te beschermen tegen de stof die eerder in het onderzoek was gebruikt om de methylatie cyclus te verstoren. Hierdoor bleek ook het bioritme van de muizen en mensen ongemoeid. Deze uitkomst biedt mogelijkheden voor het ontwikkelen van verdere behandelmogelijkheden bij methylatie stoornissen. Aangezien methylatie stoornissen een groot effect hebben op de gezondheid, is de uitkomst van dit onderzoek zeer relevant.

 

Kennis in de praktijk

Zowel een goed functionerende methylatie als een optimaal ingesteld bioritme zijn van wezenlijk belang voor een goede gezondheid. Interventies die de methylatie optimaliseren zijn extra belangrijk vanwege de effecten op het bioritme.

 De methylatie cyclus maakt gebruik van vitamine C, foliumzuur, vitamine B6, vitamine B12, zink, magnesium en SAMe. SAMe levert de voor het methyleren benodigde methylgroepen. Uit een voedingsanamnese kunt u al een goede indicatie krijgen of uw patiënt deze stoffen wel voldoende binnenkrijgt. Aanvulling daarvan kan nodig zijn.

 Methylatie vindt plaats in de lever. Het is een fase II activiteit. Het ondersteunen van de lever in met name deze fase kan een zinvolle interventie zijn om de methylatie en daarmee ook het bioritme te optimaliseren. Met name aminozuren, B vitamines en de mineralen magnesium, mangaan, zink, molybdeen, ijzer en koper zijn dan belangrijke stoffen. Een dieetadvies bestaande uit hoogwaardige eiwitten, zwavelhoudende aminozuren en biologische groenten uit met name de kruisbloemige familie biedt dan een mooie basis. Eventueel kan de lever extra ondersteund worden met mariadistel of curcuma in de vorm van een goed opneembaar supplement.

 

Bronnen:

[1]        Fustin, J. M. et al. RNA-methylation-dependent RNA processing controls the speed of the

            circadian clock. Cell 155, 793–806 (2013).

[2]        Jean-Michel Fustin, Shiqi Ye, Christin Rakers, Kensuke Kaneko, Kazuki Fukumoto, Mayu

Yamano, Marijke Versteven, Ellen Grünewald, Samantha J. Cargill, T. Katherine Tamai, Yao Xu, Maria Luísa Jabbur, Rika Kojima, Melisa L. Lamberti, Kumiko Yoshioka-Kobayashi, David Whitmore, Stephanie Tammam, P. Lynne Howell, Ryoichiro Kageyama, Takuya Matsuo, Ralf Stanewsky, Diego A. Golombek, Carl Hirschie Johnson, Hideaki Kakeya, Gerben van Ooijen, Hitoshi Okamura. Methylation deficiency disrupts biological rhythms from bacteria to humans. Communications Biology, 2020; 3 (1) DOI: 10.1038/s42003-020-0942-0

 

Cookies

Als u verder klikt op onze website, gaat u er ook mee akkoord dat we cookies gebruiken. Daarmee verzamelen we gegevens en volgen we wat bezoekers doen op onze website. Met die informatie verbeteren we onze website en tonen we informatie die aansluit bij wat u interesseert. Als u geen cookies accepteert, kunt u geen video's bekijken of content delen op social media. Meer informatie.

Cookies zelf instellen