donderdag 24 november 2016

Supplemental Figure Bulletproof Blogpost (Dutch/English after the break)

Deze blogpost is een nieuw experimentje deze keer. Dit is waar ik graag mee verder zou gaan en waar ik ook ongelofelijk van geniet :D. Voel je vrij om deze afbeelding te downloaden en afdrukken voor eigen gebruik, maar voor andere zaken graag contact opnemen. De download link staat onder de afbeelding.

--- 

This blogpost is just a small new experiment. This is what I would love to continue working on and work that I enjoy doing immensly. Feel free to download and print the image for personal use, but for other uses please contact me. The download link is below the image.

---

Downloadlink voor afbeelding / link to download image


Ik kwam laatst deze blogpost tegen van Dave Asprey over het veranderende beeld van cholesterol en voeding: https://blog.bulletproof.com/why-doctors-finally-called-a-truce-on-cholesterol-in-food/.
Ik vond dat deze post een goede samenvatting was van mijn begrip over deze kwestie, dus ik besloot er een supplemental figure bij te maken. In wetenschappelijke artikelen is het gebruikelijk om complexe interacties in het lichaam schematisch uit te leggen en samen te vatten in 1 overzicht. Dat was hier ook mijn bedoeling. Natuurlijk niet het hele verhaal, maar hopelijk in ieder geval vermakelijk en begrijpelijk. Onthoud, ik ben slechts een nederige masterstudente Biomedical Sciences, geen gediplomeerde arts.

Men hoort veel verhalen over cholesterol in ons dagelijks leven, via nieuws, de tv, de arts, vrienden en kennissen etc die vertellen dat cholesterol zo slecht voor ons is. Zelf heb ik me iets meer (nadruk op ‘iets’) verdiept in de wetenschappelijke literatuur om te bekijken waarom cholesterol nu zo slecht is. Ik begon met de basisvragen.

Ten eerste: wat wordt bedoeld met de term ‘cholesterol’? Er zijn een aantal mogelijkheden: het molecuul cholesterol zelf (hierna genoemd ‘cholesterol’) of, in de medische context, de verpakking genaamd lipoproteine waarin cholesterol- en vetmoleculen in ons bloed vervoerd worden. 


 De biochemische structuur staat schematisch weergegeven in het bovenste deel van het figuur. Een organisch molecuul, dus voornamelijk koolstof- en waterstofatomen. In het lichaam is cholesterol een essentiële voedingsstof en is onder ander werkzaam als bouwstof voor de hormonen testosteron, progesteron, oestrogeen, cortisol en aldosteron. Verder is cholesterol de bouwstof voor galzuren, een deel van gal dat in de darmen de opname van vetten en vetoplosbare vitaminen mogelijk maakt [1]. Als laatste, en waarschijnlijk als belangrijkste punt, cholesterol is noodzakelijk voor de gezondheid van de hersenen en het zenuwstelsel op lange termijn. Hoewel de hersenen 2% van het totale lichaamsgewicht opmaken, bevatten ze 25% (!) van de totale hoeveelheid cholesterol [2]. Dit zit bijvoorbeeld in myeline, de isolatie van de zenuwcellen. Myeline voorkomt ‘kortsluiting’ van de zenuwsignalen, zoals rubber koperen kabels isoleert, en maakt de signaaloverdracht van de zenuwcellen vele malen sneller en efficiënter. Even terzijde: een hypothese op het gebied van Alzheimer’s Disease is dat het begint met een gebrek aan cholesterol in de hersenen, om welke rede dan ook [3]. Gelukkig wordt deze essentiële voedingstof ook door het lichaam zelf gemaakt als we niet genoeg uit ons eten kunnen halen en een overschot kan via de darmen weer worden afgevoerd. Met die rede is cholesterol waarschijnlijk ook door de USDA (United States Department of Agriculture) vrijgesproken van het eerdere schadelijke stigma dat het had tot een ‘nutrient of no concern for overconsumption’ [4]. Dus cholesterol is een noodzakelijke voedingsstof in het lichaam waar we praktisch niet te veel van kunnen eten.

Met ‘cholesterol’ in de volksmond kan ook LDL en HDL bedoeld worden, de lipoproteines waarin cholesterol en vet vervoerd worden in het bloed. Vet en cholesterol, als zodanig niet wateroplosbaar, worden door de lever verpakt in lipoproteines, zodat de rest van het lichaam deze voedingsstoffen via het bloed kunnen ontvangen. De verschillende soorten lipoproteines (HDL, IDL, LDL, VLDL) verschillen in het verpakkingsmateriaal en de verhoudingen van vet tot cholesterol dat ze vervoeren, zoals ik het begrijp. De afkortingen staan voor High, Intermediate, Low en Very Low Density Lipoprotein.
Veel LDL in het bloed is slecht, horen we veel, want dat veroorzaakt hart- en vaatziektes. Een ernstige zaak, zeker. Maar ik merk dat weinig mensen weten hoe LDL zo schadelijk is. Eerst even terug naar de vetten, die samen met cholesterol vervoerd worden in het bloed in lipoproteines.
Vetten (en vetzuren) komen in verschillende vormen en maten. De standaard indeling is verzadigd, enkelvoudig onverzadigd en meervoudig onverzadigd. Vetzuren bestaan uit een ‘kop’ die wateroplosbaar is en een ‘staart’ die waterafstotend is. Deze staart is een lange keten van koolstofatomen, waar een dubbele verbinding (of meer) in kan zitten. De hoeveelheid dubbele bindingen bepalen de status als (meervoudig) onverzadigd.

 
Veel voedsel bevat een mengsel van verzadigd en (meervoudig) onverzadigde vetzuren. Roomboter, kokosnoot en lard (dierlijk vet) bevatten veel verzadigde vetzuren, eieren en vis veel enkelvoudig onverzadigde vetzuren (denk omega-3), en avocado’s en de plantaardige oliën bevatten veel meervoudig onverzadigde vetzuren. Men zegt: die plantaardige oliën zijn goed voor het hart want die verlagen totaal LDL in het bloed. En dat doen ze zeker. De conclusie die volgt is: dus plantaardige oliën zijn goed ter voorkoming van hart- en vaatziektes. Dat volgt niet, helaas. Zie, er is een nadeel aan die mooie meervoudig onverzadigde vetzuren, namelijk dat ze heel heel heel snel beschadigd raken als je even niet oplet, wanneer ze worden verwarmd of in de zon staan, of zelfs al tijdens de productie van de olie. De dubbele bindingen zijn namelijk heel gevoelig voor zuurstof radicalen (Reactive Oxygen Species (ROS)) die ontstaan bij verhitting of door UV straling. Het resultaat: transvet (zie wikipedia en dergelijke). Transvet bevordert juist hart- en vaatziektes. Het supergezonde onverzadigde vet kan dus in een handomdraai een serieuze risicofactor worden. En hoe meer onverzadigd het vet, des te makkelijker het beschadigd raakt en dus hoe schadelijker het kan zijn. Aan de andere kant, verzadigde vetten hebben de dubbele binding niet en zijn daardoor stabieler, maar daarvan horen we juist dat ze slecht zijn omdat ze LDL cholesterol verhogen. Wat een paradox zo. De oplossing ligt mogelijk in ons begrip van het proces van atherosclerose (met leuke plaatjes, dus niet in slaap vallen, he ;) ).

Atherosclerose: de slagader vaatwand raakt vernauwd door een opstapeling van LDL en witte bloedcellen in de vaatwand, waardoor de bloedstroom vermindert en de bloeddruk omhoog gaat ter compensatie. Uiteindelijk kan dit leiden tot onvoldoende bloedvoorziening (denk hartaanval of herseninfarct). Nogal een probleem, dus. Maar waar begint het? Dit is zoals ik het begrepen heb.




Zie het figuur en lees mee [5]: Cholesterol en vetzuren worden via lipoproteines bezorgd aan de cellen in het lichaam. IDL en VLDL worden gemaakt in de lever, bezorgen hun inhoud aan cellen en worden uiteindelijk LDL. Normaal gaat LDL nog even de hersenen langs om cholesterol af te leveren en gaat terug naar de lever voor recycling. Maar mochten de vetzuren in de LDL beschadigd zijn door ROS (zuurstofradicalen), kan de LDL met de beschadigde (meervoudig onverzadigde) vetzuren in de slagader vaatwand terecht komen. Niet helemaal de bedoeling, dus de vaatwand geeft door aan de monocyten (een type witte bloedcel) dat er een probleem is in de vaatwand. De monocyt kruipt de vaatwand in, ontwikkeld zich tot een macrofaag (de schoonmakers en vuilniscellen van het lichaam) en gaat op zoek naar het probleem. Vervolgens eet de macrofaag de beschadigde LDL (oxLDL) op en probeert het af te breken. Helaas is dit niet altijd mogelijk, zeker als een macrofaag te veel beschadigde LDL moleculen heeft opgegeten. Dit is namelijk schadelijk voor de macrofaag, om zo veel cholesterol en vetzuren binnen te krijgen. De macrofaag sterft af als gevolg en laat zijn eigen resten en de onverteerde oxLDL achter. Nog meer troep om op te ruimen, dus nog meer monocyten worden geroepen die net zo min succesvol zijn om dit probleem op te lossen. Een vicieuze cirkel lijkt wel. Maar het lichaam heeft een oplossing.
HDL, geprezen in de medische wereld als opruimer van overmatig cholesterol in de weefsels, draagt een mogelijk nog belangrijkere speler: vitame E. Deze vetoplosbare antioxidant wordt vervoerd door HDL en is in staat om beschadigde vetzuren te repareren. LDL bevat weer deze normale (meervoudig) onverzadigde vetzuren en kan nu netjes worden afgevoerd uit de vaatwand. Zodra de troep is opgeruimd, vertrekken de macrofagen en is de vaatwand ook weer blij.

Leuk verhaaltje toch zo? We begrijpen iets meer van wat er gebeurt in ons lichaam. Duidelijk, wat we horen over LDL is waar: LDL is een probleem. Immers, zonder LDL geen oxLDL in de vaatwand. Daar begaan we een fout in onze redenatie. In de voorgaande beschrijving hoop ik duidelijk gemaakt te hebben: LDL is een natuurlijk en noodzakelijk deel van onze biologie. We kunnen niet zonder LDL. De hersenen en de rest van het lichaam hebben het nodig. Een alternatieve theorie: oxLDL in de vaatwand is niet de oorzaak van het probleem, maar een logisch gevolg ervan. Als we nogmaals het proces bekijken, zien we waar de schade gedaan wordt, namelijk in de beschadigde (meervoudig onverzadigde) vetzuren. Zonder deze schade is LDL geen probleem meer. De echte oorzaak van atherosclerose ligt mogelijk daar: bij de zuurstofradicalen.
Tsj, leuk verteld hoor, maar wat doet men nu met deze informatie? Ik kan die zuurstofradicalen toch net zo min vermijden? Inderdaad, ze zijn niet te vermijden, maar wel te verminderen, door slim met eten om te gaan. De zuurstofradicalen ontstaan bij het verhitten van eten en door UV straling (uit zonlicht). Die zijn te vermijden door op lage temperaturen te bakken en door olie goed op te bergen. Beter nog, bak met boter of kokosolie en gebruik die dure olijfolie alleen in de saladedressing, of gebruik water om voedsel in te stomen of koken. Meer antioxidanten eten kan ook. Die zitten veel in groentes als vitamine C (een beetje in fruit, maar vele malen meer in groentes) en in gezond vlees/vis/zuivel als vetoplosbare vitamines.
Maar bakken met boter of kokosolie verhoogd LDL door die verzadigde vetzuren, dus dat is ook niet echt een optie, toch? Daarbij gaan we er nog steeds vanuit dat hoog LDL het probleem is. Met uitzondering van de zeldzame mensen met genetisch bepaalde superhoge LDL, zal dit geen probleem zijn. Ik bedoel, het verhoogd LDL waarschijnlijk niet tot het punt dat er een probleem ontstaat. LDL cholesterol op zichzelf is geen risicofactor voor hart- en vaatziektes. Beschadigde vetzuren zijn het probleem.
De beste bewijs van deze theorie: probeer het zelf. Probeer een maandje met boter of kokosolie te bakken in plaats van plantaardige olie. Even wat minder of geen frituur eten. Doe boter in je koffie, zoals ik doe. Hoe voelt dit? Wat zegt de bloedtest voor en na het experiment? Het werkt prima voor mij, maar ieders lichaam is net even anders. De wetenschap weet heel veel over de gemiddelde mens die niet bestaat, maar dat zegt vaak weinig over een individu.

De conclusie is dus: iedereen had ongelijk over LDL en cholesterol en hart- en vaatziektes? Nee en ja. Nee, want ze spelen een rol, maar zijn niet de oorzaak. Ja, want we weten nu dat het proces lastiger is dan we eerst dachten. Dat is hoe wetenschappelijke vooruitgang werkt, en ook alleen als we openstaan voor nieuwe data en onze conclusies dan aanpassen. In diezelfde zin hoor ik het graag als ik het fout heb. Ik wil graag zo gezond mogelijk oud worden, net als iedereen. Dat gaat makkelijker als we samen eraan werken en van elkaar leren.
Als laatste, een idee om over na te denken: als we gezond eten (planten en dieren die zelf gezond waren), worden we zelf gezond, vanzelf. Let food be thy medicine and thy medicine be thy food.

Dit is zeker niet het einde van dit verhaal. Een hoop details heb ik weggelaten voor de begrijpelijkheid van het geheel en omdat mijn eigen kennis nog incompleet is. Er zijn nog veel andere belangrijke spelers om voor te stellen. Voor nu, laat ik het hierbij. I hope you enjoyed it :).

---

I found this blogpost from Dave Asprey a little while ago, about the changing view on cholesterol and diet: https://blog.bulletproof.com/why-doctors-finally-called-a-truce-on-cholesterol-in-food/.
I consider his blogpost to be a nice summary of my understanding concerning this matter, so I decided to make a supplemental figure. In scientific articles, the authors commonly include figures to summarize and explain complex interactions in the body. That was my intention with this figure. Do remember that I am merely a humble master student biomedical sciences and not a medical doctor.

Day to day, we encounter a lot of medical facts and opinions about the dangers of cholesterol in our diet from the media, physicians, friends, family etc. I studied this issue as a personal interest slightly more (with emphasis on ‘slightly’) by looking into scientific literature to understand why cholesterol would be bad for one’s health. I started with some basic questions:

First, what is meant by the term ‘cholesterol’? One of the options is the molecule cholesterol (hereafter referred to as ‘cholesterol’) or, in a medical context, the packaging of cholesterol- and fat molecules in our blood, named lipoproteins.


The schematic molecular structure of cholesterol is depicted at the top of the figure. It’s an organic molecule, so it is mostly made up of carbon- and hydrogen atoms. Cholesterol is an essential nutrient in our bodies and is (among others) used as precursor for the hormones testosterone, progesterone, estrogen, cortisol, and aldosteron. Furthermore, cholesterol is the precursor for bile acids, a part of bile that aids in the digestion and absorption of fats and fat-soluble nutrients [1].  Finally, and perhaps most importantly, cholesterol is required for long-term brain and nervous system health. Even though the brain only takes up 2% of body mass, it contains 25% (!) of total cholesterol [2]. This cholesterol is contained, for example, in myelin, the insulation material of neurons. Myelin prevents ‘short-circuiting’ of neuronal signals, like an insulated copper wire, and enables faster and more efficient signal transduction. BTW: an hypothesis in the area of Alzheimer’s Disease is that the disease starts with a cholesterol deficiency in the brain, whatever the cause of that may be [3]. Luckily, this essential nutrient can be produced by our cells if our dietary consumption is insufficient and an excess can be excreted through our gut. It is probably for that reasons that the USDA recently exonerated cholesterol and declared it ‘a nutrient of no concern for overconsumption’ [4]. Therefore, cholesterol is an essential nutrient that we practically cannot eat too much of.

 ‘Cholesterol’, generally speaking, can also refer to LDL and HDL, lipoproteins that transport cholesterol and fat in the bloodstream. Fat and cholesterol, as they are not water-soluble, are packaged by the liver into lipoproteins, enabling the rest of the body to use receive these nutrients from the bloodstream. The different kinds of lipoproteins (HDL, IDL, LDL, VLDL) differ in their packaging material and ratios of fat to cholesterol, as I understand it. The abbreviations stand for High, Intermediate, Low, and Very Low Density Lipoprotein. High levels of LDL in our blood is bad, we often hear, because it causes cardiovascular diseases. A very serious matter, indeed. But in my experience very few people know why LDL is so harmful. To examine this, lets return to the fats and cholesterol contained within.
Fats (and fatty acids) come in various shapes and sizes. The standard classification is saturated, mono-unsaturated, and poly-unsaturated. Fatty acids have a water-soluble ‘head’ and a water-insoluble ‘tail’. This tail is a long chain of carbon atoms, which may contain double bonds. The amount of double-bonded carbon atoms determines the classification as (poly-)unsaturated.

Most foods contain a mixture of saturated and (poly-)unsaturated fatty acids. Butter, coconut and lard contain a lot of saturated fatty acids, eggs and fish a lot of mono-unsaturated fatty acids (e.g. omega-3), and avocados and vegetable oils contain a lot of poly-unsaturated fatty acids. We hear: those vegetable oils are heart-healthy because they lower total LDL in the blood. And they certainly do. The conclusion that follows: therefore vegetable oils prevent cardiovascular disease. Unfortunately, that is not the case. You see, the disadvantage of those beautiful poly-unsaturated fats is that they are very very very easily damaged, for example by heat (from cooking) or by UV radiation (from sunlight), or even during the production of the oil. The double bonds are very sensitive to radical oxygen species (ROS) created by heating or exposure to UV radiation. The result: transfat (see Wikipedia or something). Transfats are a contributor to cardiovascular diseases. So the superhealthy poly-unsaturated fats can easily become a serious risk factor. And the more unsaturated the fat, the easier it gets damaged and therefore the more damaging it can be. On the other hand, saturated fats don’t have double bonds and are thus more stable. However, saturated fats raise blood LDL cholesterol, which was said to be the issue. How to resolve this paradox? The solution may be found in understanding the process of atherosclerosis (with pictures, so don’t doze off on me, now ;) ).

Atherosclerosis: the arterial wall narrows due to deposition of LDL and white blood cells in the arterial wall, which reduces blood flow and increases blood pressure as a way to compensate. Eventually this can lead to insufficient blood flow (think heart attack or stroke). Quite a problem. But how does it start? This is how I understand it (remember, I am not a medical professional, just a humble, slightly too enthusiastic student biomedical sciences).


See the figure and read along [5]: Cholesterol and fatty acids are transported by lipoproteins to the cells in the body. IDL and VLDL were made by the liver, deliver their contents to the cells and transition into LDL. Generally speaking, LDL delivers cholesterol to the brain and returns to the liver for recycling. However, if the fatty acids contained in the LDL are damaged by ROS, the LDL might end up stuck within  the arterial lining. Not according to plan, so the arterial wall signal to the monocytes (a type of white blood cell) that there is a problem. The monocyte enters the arterial lining, develops into a macrophage (the cleaners and garbage cells of the body) and goes in search of the issue. Next, the macrophage eats the damaged LDL (oxLDL) and tries to break it down. This does not always work out, especially if the macrophage has internalized too many oxLDL particles. Internalizing that many fatty acids and cholesterol all at once is damaging to the macrophage. As a result, the macrophage dies and leaves behind its remains and the undigested oxLDL. More garbage to clean up, and thus more monocytes are recruited, which are just as unsuccessful at clearing the problem. It seems a vicious cycle. But the body has a solution.
HDL, much praised in the medical community for clearing excess cholesterol from tissues, carries with it a possibly more important player: vitamin E. This fat-soluble antioxidant is transported by HDL and is capable of repairing damaged fatty acids. LDL once again contains normal (poly-)unsaturated fatty acids and is neatly cleared from the arterial lining. With the mess cleared up, the macrophages leave and the arterial wall is happy once more.

Pretty nice story, right? This allows us to understand a bit more of what goes on in our bodies. Clearly, what we hear about LDL is true: LDL is a problem. Without LDL there would be no oxLDL. That does not seem to be the conclusion of this argument. As I tried to clarify in my previous description: LDL is a natural and requisite part of our biology. We cannot be healthy without LDL. Our brains and the rest of our bodies need it. An alternative theory: oxLDL in the arterial lining is not the cause of the problem, but a consequence. If we reexamine the process, we see that the real damage is done by the damaged (poly) unsaturated fatty acids within the LDL. Without this damage, LDL causes no problems. The real cause of atherosclerosis is more likely the reactive oxygen species.

Alright, nice story, but how does it help me? I cannot avoid these ROS, right? Indeed, we cannot avoid them, but we can reduce them, by  being smart about how and what we eat. ROS are created by heating food and by UV radiation. We can avoid those by cooking at lower temperature and by protecting our oils from sun light. Better yet, use butter or coconut oil for cooking and leave the expensive olive oil for salad dressings, or use water to steam or boil food. We can also consume more antioxidants They are abundant in vegetables as vitamin C (some in fruits, but way way more in vegetables) en in healthy meats/fish/dairy in the form of fat-soluble vitamins.
But cooking with butter and coconut oil will increase my LDL cholesterol due to the saturated fats within, so that is not really an option, right? Only if we still assume that high LDL in itself is the problem. With the exception of a few rare individuals with genetically determined extremely high LDL, this will not be a problem. I mean to say that eating a bit of saturated fat probably will not increase your LDL by that much. And we established that LDL is not a cause of cardiovascular diseases, damaged fatty acids are.
The most convincing proof of this theory: try it for yourself. Try a month of cooking with butter or coconut oil instead of vegetable oils. Eat fewer fried foods. Add butter to your coffee, like I do. How do you feel? What do your blood tests say before and after this experiment? It works great for me, but every body is different. Science tells us a lot about the non-existent average person, but very little about individuals.

The conclusion is: most people are wrong about LDL and cholesterol in cardiovascular disease? No and yes. No, because they play a role, but are not the cause. Yes, because we know now through science that the process is far more complex than we first thought. That’s how scientific progress works, and only if we are open for new data and willing to adjust our conclusions accordingly. In the same line, I would like to hear if any of my arguments, data or conclusions are incorrect. I want to grow old as healthy as possible, like everyone else. It’s much easier if we help one another and learn from each other.
Finally, a thought to consider: if we eat healthy food (plants and animals that were healthy themselves), we will become healthy as a side effect. Let thy food be thy medicine and thy medicine be thy food.

This is definitely not the end of this story. There are lots of details I left out for the sake of your understanding of the big picture and because my own knowledge is still incomplete. There are many other players  left to introduce. For now, this will be all. I hope you enjoyed it :).


Referenties / References

1.            Staels, B. and V.A. Fonseca, Bile acids and metabolic regulation: mechanisms and clinical responses to bile acid sequestration. Diabetes Care, 2009. 32 Suppl 2: p. S237-45.
2.            Dietschy, J.M. and S.D. Turley, Cholesterol metabolism in the brain. Curr Opin Lipidol, 2001. 12(2): p. 105-12.
3.            Seneff, S., G. Wainwright, and L. Mascitelli, Nutrition and Alzheimer's disease: the detrimental role of a high carbohydrate diet. Eur J Intern Med, 2011. 22(2): p. 134-40.
4.            http://www.health.gov/dietaryguidelines/2015-BINDER/meeting7/docs/DGAC-Meeting-7-SC-1.pdf
5.            Moore, K.J., F.J. Sheedy, and E.A. Fisher, Macrophages in atherosclerosis: a dynamic balance. Nat Rev Immunol, 2013. 13(10): p. 709-21.

Geen opmerkingen:

Een reactie posten