biochemie, supplementen

Ursolzuur heeft een positieve invloed op de lichaamscompositie

Ursolzuur (UA, van het Engelse Ursolic Acid) kan misschien binnenkort (weer) toegevoegd worden aan menig supplementen stack. Bang et al. kwamen met de eerste klinische studie die de effecten van het supplement in combinatie met krachttraining onderzocht op kracht, lichaamscompositie, en enkele bloedwaarden [1]. Voordat ik overschakel op de resultaten van de klinische studie zal ik eerst wat achtergrond geven.

Ursolzuur is een natuurlijke pentacyclische triterpenoïde carbonzuur

Ursolzuur is een mondvol aan chemiepraat. Pentacyclisch refereert naar de vijf (pentè in het Grieks) koolstof ringen. Triterpenoïden behoren tot de triterpenen, die… Ah fuck it. Hieronder de structuurformule.

Ursolzuur

Belangrijkste is het ‘natuurlijke’ gedeelte: het komt voor in je voeding. Met name in de schillen van fruit, zoals bijvoorbeeld in appel [2]. Frighetto et al. onderzochten hoeveel ursolzuur er in de schillen van vier verschillenden varianten van Malus domestica (beter bekend onder de naam appel) zat. De resultaten:

The average content of ursolic acid of 0.8 mg/cm2 in the peel (around 50 mg per medium sized fruit with a surface area of 50–70 cm2) was found in the Fuji and Smith varieties, whereas 0.5 mg/cm2 and 0.2 mg/cm2 were the amounts calculated for Granny Smith and Gala, respectively.

Appels zijn rijk aan ursolzuur.
Appels zijn rijk aan ursolzuur [2].

Om deze hoeveelheid alvast in perspectief te plaatsen: in de klinische studie die ik verderop bespreek kregen de proefpersonen 450 mg ursolzuur per dag gesuppleerd.

Hoe ursolzuur op de kaart kwam

In 2011 kwamen Kunkel et al. met ursolzuur als mogelijke kandidaat om spieratrofie tegen te gaan en spierhypertrofie te bevorderen [3]. Zeven proefpersonen waren het slachtoffer van Kunkel et al. hun elegante experiment. Ze sloten de proefpersonen 40 uur lang op in hun Clinical Research Unit. Zonder eten. Na deze kwelling kregen de proefpersonen een naald in hun vastus lateralis gestoken om een spierbiopt af te nemen. Hierna kregen ze eindelijk wat te eten en zes uur na de eerste spierbiopt sloegen de onderzoekers weer toe met een naald om nog een spierbiopt af te nemen.

Het favoriete wapen van Kunkel et al.
Het favoriete wapen van Kunkel et al.

Vervolgens isoleerden de onderzoekers het RNA uit de biopten en analyseerden het met exon expressie arrays. Ze vonden 281 mRNAs die verhoogd waren in vastende staat, en 277 die verlaagd waren. Ofwel, ze hadden een mRNA expressie profiel in kaart gebracht van een spiercel tijdens het vasten. Dit expressie profiel konden ze dan door een database (Connectivity Map) halen om substanties te vinden met een gelijkend profiel, of een exact tegengesteld profiel. Voordat ze dit deden, wilden ze eerst het expressie profiel nog wat aanscherpen. Door het profiel naast eenzelfde profiel van muizen te leggen, kunnen ze evolutionair gewaarborgd mRNA identificeren, zo redeneren ze. Bijgevolg kwamen ze uit op een profiel van in totaal 75 mRNAs, waarvan uiteindelijk 63 voorkwamen in de database om mee te vergelijken. Hetzelfde deden ze voor een gedenerveerde spier. Uit de database kwam in beide gevallen een lijstje rollen met negatief correlerende profielen (ofwel profielen die tegengesteld zijn aan dat van spieratrofie). En van deze profielen was ursolzuur de enige die op allebei de lijstjes stond. Interdasting moeten de researchers gedacht hebben.

Huh, volgens mij houd ik hem op z'n kop.

En jawel, toen ze het testten op muizen kwamen de resultaten overeen met wat ze hadden verwacht. Een groepje muizen kreeg ursolzuur intraperitoneaal toegediend (200 mg/kg lichaamsgewicht). Na het vasten had ursolzuur geleid tot een 7% (+2%) stijging van de spiermassa. Een soortgelijk protocol werd uitgevoerd om de effecten te evalueren bij denervatie, met gelijkende resultaten. Vervolgens keken ze ook nog eens wat het goedje deed wanneer de muizen wel gewoon te eten kregen en hun zenuwen intact bleven ( 🙂 ). De muizen kregen voer dat 0.27% ursolzuur bevatte, en dat voor vijf weken lang. Resultaat? Meer grip kracht en grotere spiervezels.

Vervolgens voerden de onderzoekers nog wat celbiologisch gegoochel uit om de mRNAs te identificeren die op de ursolzuur suppletie reageerde. Zo wordt bijv. atrogin-1 en MuRF1 expressie ge-upreguleerd door vasten, en remde ursolzuur dit effect. Beide zijn ubiquitine ligases betrokken bij spieratrofie (zij markeren spiereiwitten voor afbraak). Heel mooi dus dat ursolzuur dit tegengaat.

Één mRNA sprong echter voornamelijk in het oog bij de onderzoekers. En dat was die voor IGF-I. IGF-I speelt een rol bij spierhypertrofie middels het IGF-I/PI3K/Akt reactiepad. Gezien het als een autocrien/paracrien hormoon werkt, is het voor de verandering wel interessant als zoiets intramusculair is gemeten i.p.v. in serum. Alleszins wel de kanttekening dat fluctuaties in het mRNA niet direct iets zeggen over de uiteindelijke eiwit concentratie, en ook nog IGF bindings eiwitten een rol spelen om de effecten te moduleren. Nevertheless, een interessante bevinding.

Daarom hebben de onderzoekers ook downstream van IGF-I gekeken. Dit deden ze door de fosforylatie status van Akt te bepalen. Akt, in gefosforyleerde staat, remt het TSC1/2 complex welke een belangrijke negatieve regulator van mTORC1 is (en dus van spiergroei). Wat zagen ze? Inderdaad een stijging van gefosforyleerd Akt. Wel maken ze de kanttekening dat de effecten alleen optraden in de aanwezigheid van insuline/IGF-I, op zichzelf staand niet. Wat opzich niet erg is, gezien beide altijd wel aanwezig zijn.

Ursolzuur stimuleert het mTORC1 reactiepad

Als trouwe lezer van mijn blog ben je vast bekend met het mTORC1 reactiepad (bedankt Nick de Vrij, ik was al eeuwen op zoek naar een Nederlandse vertaling voor het woord pathway), zo niet is het misschien handig om dit stukje dat ik eerder heb geschreven door te nemen.

mTORC1
mTORC1 leidt tot gains. Versimplificeerde weergave.

Ogasawara et al. onderzochten het effect van ursolzuur op krachttraining geinduceerde mTORC1 activatie in ratten [4]. Ze maten de volgende dingen om het reactiepad in kaart te brengen:

  • Akt fosforylatie op zowel Thr308 als Ser473. Akt stimuleert in zijn gefosforyleerde staat mTORC1 activatie, doordat het TSC1/2 remt. TSC1/2 is een remmende factor van mTORC1. De reden waarom ze het meten op 2 residueen is omdat beide benodigd zijn voor volledige activatie. Eentje wordt gefosforyleerd door PDK-1 en de ander (waarschijnlijk) door mTORC2.
  • PRAS40 fosforylatie. PRAS40 bindt, in ongefosforyleerde staat, aan mTOR waarmee het zijn activiteit remt. Akt fosforyleert PRAS40 waardoor het dissocieert van mTOR en hiermee weer zijn gang kan gaan.
  • p70S6K fosforylatie. Is een substraat van mTOR, derhalve meet je in principe direct mTOR activiteit.
  • rpS6 fosforylatie. Is een substraat van p70S6K en is onderdeel van de 40S ribosomale subeenheid die transcriptie initieert.

De metingen werden verricht op twee punten in de tijd. Namelijk zowel 1 als 6 uur na de krachttraining sessie (je wilt natuurlijk niet iets over het hoofd zien omdat je te vroeg of te laat hebt gemeten). Daarnaast verichtten ze ook metingen met alleen ursolzuur, of alleen krachttraining, of geen van beide. De resultaten:

  • Akt fosforylatie op Thr308 steeg na ursolzuur injectie, zowel zonder als in combinatie met krachttraining op beide punten in de tijd. Er gebeurde in geen geval wat met de fosforylatie status op Ser473.
  • PRAS40 fosforylatie op het eerste tijdspunt steeg bij krachttraining, en de combinatie van krachttraining met ursolzuur, maar niet met ursolzuur alleen. Bij het tweede tijdspunt (6 uur na de training) was de fosforylatie status bij alleen krachttraining alweer gedaald naar controle niveau, terwijl die bij de combinatie met ursolzuur werd gehandhaafd.
  • p70S6K fosforylatie steeg 1 uur na de training bij zowel de combinatie met ursolzuur, als met alleen krachttraining. Deze stijging werd wederom gehandhaafd 6 uur na de training bij de combinatie met ursolzuur, maar niet met krachttraining alleen.
  • rpS6 fosforylatie steeg op beide punten in de tijd significant, zowel met de combinatie als met krachttraining alleen. Beide waren hier even effectief in. Al bespeur ik mogelijk een trend in het voordeel van de combinatie (zie afbeelding hieronder). Bij de combinatie blijft het niveau exact gelijk, terwijl er bij krachttraining alleen een lichte daling is ingezet.
rpS6 fosforylatie status ursolzuur
UA = Ursolic Acid, EX = Resistance Exercise.

Kort samengevat; ursolzuur lijkt het anabole milieu wat langer te handhaven.

Ursolzuur: de klinische studie

Dan nu de resultaten van de klinische studie van Bang et al. [1]. De proefpersonen waren 24 Koreaanse mannen met >3 jaar ervaring met krachttraining. Als ik zo snel kijk naar de lengte, het gewicht, en het vetpercentage van de heren, dan klopt dat wel. Ze trainden vervolgens zes keer per week en acht weken lang met zowel losse gewichten als toestellen. De proefpersonen werden onderverdeeld in een placebo groep en een ursolzuur (450 mg per dag) groep. Er werd bloed afgenomen voor wat irrelevante dingetjes (serieus, IGF-I in serum meten is net zo interessant als vliegtuig spotten in Eindhoven) en:

The men were killed to accurately measure body composition, including body weight, body fat percentage and lean body mass by weighing dissected tissues.

Nee helaas, dat verzin ik maar, we moeten het doen met de ‘electrical impedance analyzer’:

Body composition including body weight, body fat percentage and lean body mass was measured before and after the 8-week intervention using a multi-frequency electrical impedance analyzer (X-scan Plus II, Jawon Medical, Seoul, Korea).

In de ursolzuur groep daalde het lichaamsvetpercentage significant (van 11.70 +1.80 naar 8.70+2.51) t.o.v. baseline, als ook t.o.v. de groep die geen ursolzuur kreeg. De lean body mass steeg een klein beetje, maar niet significant. In de groep zonder ursolzuur gebeurde er helemaal niets statistisch significants.

Ook ging de kracht ferm vooruit bij de ursolzuur groep bij zowel maximale flexie als extensie van beide benen. Allen statistisch significante stijgingen. Bij de placebo groep gebeurde er wederom helemaal niets statistisch significants.

Conclusie

Ursolzuur heeft een mooi nerdistisch fundament waarom het zou werken. Tot op heden is er echter maar 1 klinische studie uitgevoerd met positieve resultaten op de lichaamscompositie bij krachttrainende proefpersonen. Ik ben heel benieuwd of klinische studies in de toekomst deze resultaten kunnen bevestigen. Al met al, interdasting.

Bonds voedingssupplementen
Wil je meer weten over voedingssupplementen? Bekijk dan mijn boek over voedingssupplementen.

Referenties

  1. Bang, Hyun Seok, et al. “Ursolic Acid-Induced Elevation of Serum Irisin Augments Muscle Strength During Resistance Training in Men.” The Korean Journal of Physiology & Pharmacology 18.5 (2014): 441-446.
  2. Frighetto, Rosa TS, et al. “Isolation of ursolic acid from apple peels by high speed counter-current chromatography.” Food Chemistry 106.2 (2008): 767-771.
  3. Kunkel, Steven D., et al. “mRNA expression signatures of human skeletal muscle atrophy identify a natural compound that increases muscle mass.” Cell metabolism 13.6 (2011): 627-638.
  4. Ogasawara, Riki, et al. “Ursolic acid stimulates mTORC1 signaling after resistance exercise in rat skeletal muscle.” American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 305.6 (2013): E760-E765.

Geef een reactie

XHTML: U kunt deze tags gebruiken: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>