Glucosamine

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Esculaap Neem het voorbehoud bij medische informatie in acht.
Raadpleeg bij gezondheidsklachten een arts.
D-Glucosamine
Structuurformule en molecuulmodel
Structuur van α-D-glucosamine
Structuur van α-D-glucosamine
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
C6H14NO5
IUPAC-naam (3R,4R,5S,6R)-3-amino-6-s(hydroxymethyl)oxaan-2,4,5-triol
Andere namen D-glucosamine; chitosamine; 2-amino-2-deoxy-D-glucose; 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose
Molmassa 179,17112 g/mol
SMILES
Zie voetnoot[1]
CAS-nummer 3416-24-8
PubChem 439213
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Fysische eigenschappen
Smeltpunt 150 °C
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Glucosamine is een natuurlijk voorkomend aminosuiker. Het is een eenvoudige verbinding bestaande uit een glucosemolecule waarvan een hydroxylgroep is vervangen door een aminogroep (NH2-groep) op de 2-positie. Het is de belangrijkste bouwsteen voor de biosynthese van macromoleculen als glycosaminoglycanen (bv hyaluronan), glycolipiden en glycoproteïnen. Bij de mens en dieren komen deze biopolymeren in vrijwel alle lichaamsweefsels voor, maar de hoogste concentraties worden aangetroffen in kraakbeen (kraakbeenmatrix en gewrichtsvloeistof), pezen en ligamenten.

Glucosamine wordt soms ingezet als behandelmethode bij artrose omdat in in-vitro-onderzoek en dierexperimenteel onderzoek glucosaminesulfaat in staat blijkt om het kraakbeenstofwisseling te normaliseren, om beschadigd kraakbeen te herstellen en ook lichte ontstekingsremmende eigenschappen blijkt te bezitten.[2] Interventieonderzoek bij mensen naar de effecten van glucosamine bij artrose levert echter wisselende resultaten op. Om deze reden is het geen algemeen geaccepteerde behandelmethode en is het voornamelijk in de complementaire geneeskunde populair. Glucosaminesulfaat is in meer dan 56 landen (waarvan 22 EU-landen) als geneesmiddel geregistreerd.

Glucosamine wordt meestal oraal toegediend, in de vorm van een tablet of capsule, al wordt het ook wel lokaal geïnjecteerd.

Geschiedenis[bewerken]

Glucosamine werd voor het eerst geïsoleerd in 1876 door Georg Ledderhose na de hydrolyse van chitine met geconcentreerd zoutzuur. De stereochemie van glucosamine werd volledig opgehelderd na het werk van Walter Haworth in 1939.

Glucosamine wordt sinds 1969 bestudeerd als therapeutisch middel bij artrose. Aanvankelijk werd in enkele ongecontroleerde studies pijnvermindering gevonden na toediening van glucosaminesulfaat per injectie (iv, ia, im). Klinisch onderzoek kwam echter pas in het begin van de jaren 80 van de vorige eeuw op gang toen het Italiaanse farmaceutische bedrijf Rottapharm uit Milaan glucosaminesulfaattabletten ging produceren. Met dit merk tabletten is ook het vrijwel al het glucosamineonderzoek in de jaren 80 en 90 van de vorige eeuw uitgevoerd. Rottapharm heeft patent op een extractiemethode om glucosamine uit het exoskelet van schaaldieren te extraheren.

Aan het einde van de jaren 90 van de vorige eeuw nam de verkoop van glucosamine spectaculair toe, gestimuleerd door een aantal populairwetenschappelijke boeken, waaronder "The Arthritis Cure" door Jason Theodasakis.

Naamgeving en vormen[bewerken]

De wetenschappelijke naam van glucosamine is 2-amino-2-deoxy-alfa- en -bèta-D-glucopyranose. Hoewel zowel de alfa- als de bètavorm voorkomen, komt de bètavorm het meeste voor in de natuur. Glucosamine is een derivaat van glucose, waar het slechts van verschilt door substitutie van de hydroxylgroep (aan het tweede koolstofatoom) door een aminogroep. Deze aminogroep is positief geladen bij fysiologische pH. Het anion in het zout kan variëren:

  • D-Glucosaminesulfaat: Deze verbinding is tamelijk onstabiel (in contact met water of lucht), vandaar dat deze vorm van glucosamine gestabiliseerd moet worden voor gebruik. Daar wordt natriumchloride (glucosamine van Rottapharm) of kaliumchloride (meeste andere glucosaminepreparaten) voor gebruikt. Deze stabilisators kunnen tot een derde van het gewicht van deze grondstof uitmaken. Deze vorm van glucosamine is sinds begin jaren 80 van de vorige eeuw beschikbaar als farmaceutisch preparaat (Rottapharm) en met deze vorm is de overgrote meerderheid van klinische studies naar glucosamine in de jaren 80 en 90 uitgevoerd.
  • D-Glucosaminehydrochloride (glucosamine-HCl, soms ook foutief met "glucosaminechloride" aangeduid): Deze verbinding is stabieler en beter houdbaar dan glucosaminesulfaat en levert procentueel meer glucosamine per gram grondstof. Een aantal grote interventiestudies uit het eerste decennium van de 21e eeuw, waarin glucosamine onwerkzaam bleek, is met glucosaminehydrochloride uitgevoerd.
  • N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc): Deze aan de stikstofgroep geacetyleerde vorm van glucosamine is de vorm waarin glucosamine in diverse biologische macromoleculen, zoals in kraakbeen en de gewrichtsvloeistof, wordt ingebouwd.
  • D-Glucosamine hydrojodide: Deze vorm wordt eigenlijk alleen in injecteerbare preparaten gebruikt.

De hydrochloride- en de sulfaatvorm van glucosamine worden het meest toegepast.
Een belangrijke vorm waarin glucosamine in het lichaam actief is glucosamine-6-fosfaat.
Vrijwel alle commercieel verkrijgbare glucosamine wordt geïsoleerd uit chitine, dat in de meeste gevallen uit het exoskelet van schaaldieren (meestal garnalen) afkomstig is. Voor mensen met een schaaldierallergie is ook glucosamine (-hydrochloride) uit plantaardig materiaal (gefermenteerde maïs) verkrijgbaar.

Biochemie en functies[bewerken]

Glucosamine is de biochemische precursor van alle stikstof-bevattende suikers.[3] Het is de belangrijkste bouwsteen voor de biosynthese van de macromoleculen in (de structuur van) kraakbeen en de gewrichtsvloeistof, zoals glycosaminoglycanen, proteoglycanen, hyaluronan, glycolipiden en glycoproteïnen. Niettemin wordt glucosamine niet zelf in deze macromoleculen ingebouwd. Glucosamine wordt eerst omgezet in UDP-N-acetylglucosamine en daarna in UDP-N-acetylgalactosamine. Beide laatste verbindingen kunnen wél rechtstreeks in de genoemde macromoleculen worden ingebouwd.

  • Proteoglycanen: Glucosamine is het primaire substraat voor proteoglycanen (glycosaminoglycanen gebonden aan een kerneiwit).[4][5][6] De combinatie van water en proteoglycanen vormt een volumineuze gel die zorgt voor stevigheid, schokdemping, de aanvoer van voedingsstoffen en de afvoer van afvalstoffen (kraakbeen is niet doorbloed).
  • Chondroïtinesulfaat: Omgezet in N-acetylgalactosamine maakt glucosamine onderdeel uit van chondroïtinesulfaat, een onvertakte keten van afwisselend N-acetylgalactosamine en glucuronzuur.[7] Chondroïtinesulfaat is een belanrgijk onderdeel van bindweefsels, met name in bloedvaten, bot en kraakbeen.
  • Peptidoglycaan: N-acetylglucosamine maakt ook onderdeel uit van peptidoglycaan (mureïne), een belangrijke component van de bacteriële celwand en stimuleert de synthese ervan.[6]
  • Hyaluronan: Gepolymeriseerd met glucuronzuur vormt N-acetylglucosamine hyaluronan. Deze glycosaminoglycaan is een belangrijk onderdeel van de gewrichtsvloeistof.
  • Glycoproteïnen: Glycoproteïnen zijn onder meer belangrijk voor de bescherming van de darmmucosa tegen beschadiging.
  • Chitine: N-acetylglucosamine is de monomere eenheid in chitine, een bouwstof in de celwanden van schimmels en in het exoskelet van geleedpotigen.
  • Glucosaminesulfaat vermindert de activiteit van katabole enzymen in kraakbeen, zoals matrixmetalloproteases (MMPs) en remt zo de afbraak van proteoglycanen.[6][8]
  • Glucosamine gaat de ontstekingsbevorderende en weefselvernietigende effecten van interleukine-1 in kraakbeen tegen.[8][9] Specifieker glucosamine remt de cascade van cytokinen die ontstaat na activatie van NF-κB[10] NF-κB (nuclear factor kappa B) speelt een sleutelrol in ontstekingsreacties en (auto-) immuunreacties.
  • N-acetylglucosamine maakt deel uit van het bloedgroepantigeen "H antigen".

Endogene synthese[bewerken]

Kraakbeencellen kunnen in gezonde omstandigheden zelf voldoende glucosamine aanmaken met behulp van het enzym glucosaminesynthetase. Daarbij wordt D-glucosamine gemaakt uit fructose-6-fosfaat,[11], waarbij de aminogroep afkomstig is van glutamine (een niet-essentieel aminozuur).

Dit is de eerste stap van de hexosamine biosynthese pathway.[12] Het eindproduct van deze stofwisselingsroute is een aan de stikstofgroep geacetyleerde vorm van glucosamine: uridinedifosfaat-N-acetylglucosamine, wat vervolgens gebruikt wordt voor de synthese van glycosaminoglycanen (zoals hyaluronzuur), proteoglycanen, en glycolipiden.

Bij stijgende leeftijd lijkt de activiteit van het enzym glucosaminesynthetase te verminderen, waardoor de hoeveelheid endogeen geproduceerd glucosamine afneemt.

Bronnen[bewerken]

Glucosamine wordt in vrijwel alle menselijke weefsels (in lage concentraties) aangetroffen, relatief hoge concentraties worden gevonden in de lever, nieren en vooral het kraakbeen. In de voeding komt het nauwelijks voor. Kraakbeen is de enige goede voedingsbron, maar dit geldt alleen voor dieren die op botten kauwen.

Absorptie en farmacokinetiek[bewerken]

Glucosamine is een kleine molecule die gemakkelijk wordt geabsorbeerd, circa 90% van oraal ingenomen glucosaminehydrochloride en glucosaminesulfaat wordt intact vanuit het maag-darmkanaal geabsorbeerd.[13][14] De biologische beschikbaarheid van glucosamine hydrochloride (oraal) bedraagt bij paarden tussen 3% en 6%, circa 12% bij honden en 21% bij ratten.[15] Bij mensen is de biologische beschikbaarheid waarschijnlijk hoger dan 20%.[16] Geabsorbeerd glucosamine bereikt het gewricht via het synoviaal vocht, vanwaar door kraakbeencellen (chondrocyten) opgenomen wordt en geïncorporeerd als component van de glycosaminoglycanketens in kraakbeen en de synoviaalvloeistof. Schattingen over de halfwaardetijd bij mensen lopen uiteen tussen circa 15 uur en circa 70 uur.[16][13]
Glucosamine wordt voornamelijk via de urine uitgescheiden, slechts kleine hoeveelheden kunnen in de ontlasting aangetroffen worden. Significante hoevelheden worden ook in kooldioxide omgezet en via uitgeademde lucht uitgescheiden.[13]

Klinische toepassing bij artrose[bewerken]

Rationale[bewerken]

Wanneer de kraakbeenmatrix beschadigd raakt, zoals bij artrose het geval is, neemt de lengte van de glycosaminoglycanen af, evenals hun binding aan andere strengen, zoals collageen. Hierdoor kan er meer water in het kraakbeen komen, waardoor het zachter wordt en het kraakbeen minder goed kan functioneren als schokdemper. Ook raakt het sneller beschadigd, waardoor glycosaminoglycanen gaan weglekken. Hierdoor gaat de kraakbeenkwaliteit nog meer achteruit en wordt de toestand van het kraakbeen steeds slechter.

Het achterliggende idee achter de toepassing van glucosamine als therapeutisch middel bij artrose was aanvankelijk dat glucosamine, als belangrijkste bouwsteen van de glycosaminoglycanen, de aanmaak van glycosaminoglycanen in kraakbeen zou stimuleren. Echter, de concentraties glucosamine die in vitro de aanmaak van glycosaminoglycanen stimuleren zijn hoog, en waarschijnlijk veel hoger dan de fysiologische concentraties die in vivo bereikt worden na toediening van glucosamine,[17] hoewel zeker niet uit te sluiten is dat na herhaalde dosering ophoping plaatsvindt van glucosamine in kraakbeen, waardoor plaatselijk veel hogere concentraties worden bereikt.

Niettemin is recentelijk een alternatief (epigenetisch) werkingsmechanisme voorgesteld. Glucosamine blijkt in staat de expressie van het IL-1β gen in chondrocyten te remmen,[18] waardoor NF-kB-gemedieerde ontstekingsreacties en een serie van kraakbeenafbrekende processen wordt tegengegaan.

Klinisch onderzoek bij artrose[bewerken]

Glucosamine is effectief in diermodellen van artrose.[19][20] Uit humaan klinisch onderzoek komen echter wisselende resultaten over de werkzaamheid. In de meeste daarvan is glucosaminesulfaat van Rottapharm gebruikt, dat jarenlang het enige glucosaminepreparaat was dat als geneesmiddel was geregistreerd. Hoewel (met name in het laatste decennium) ook andere vormen van glucosamine worden gebruikt, is er significant meer bewijs dat het gebruik van glucosaminesulfaat bij artrose ondersteunt dan van glucosaminehydrochloride of andere vormen van glucosamine.[21] Er zijn daarom onderzoekers die het therapeutische effect van glucosaminesulfaat volledig toeschrijven aan de sulfaatgroepen die het levert.[22].

Niettemin is in wetenschappelijk onderzoek ook glucosaminesulfaat diverse malen als niet-effectief beoordeeld bij artrose. Mede door deze tegenstrijdige resultaten is er nog geen consensus bereikt over de effectiviteit van glucosamine bij deze aandoening.

Diverse gezaghebbende instanties hebben de belangrijkste wetenschappelijke literatuur over de werkzaamheid van glucosamine bij artrose geëvalueerd, maar de conclusies lopen nogal uiteen.

  • In een evaluatie van de beschikbare literatuur concludeerde het Centraal BegeleidingsOrgaan (CBO), een Nederlands kwaliteitsinstituut voor de gezondheidszorg, in 2007 dat er voldoende bewijs is om glucosamine gedurende een proefperiode van drie maanden te gebruiken om de pijn bij heup- en knieartrose te verlichten. Bij door de patiënt ervaren klachtenverlichting kan de behandeling na drie maanden gecontinueerd worden.[23]
  • Het Nederlands Huisartsen Genootschap adviseert in de in 2008 opgestelde NHG-standaard "Niet-traumatische knieproblemen bij volwassenen" om geen glucosamine voor te schrijven bij artrose van het kniegewricht, omdat ze de klinische effectiviteit hiervan nog onvoldoende wetenschappelijk onderbouwd vindt.[24]
  • De Cochrane Library publiceerde in 2001 een meta-analyses van gepubliceerde studies (Cochrane review) en concludeerde dat glucosaminesulfaat in de meeste studies een pijnverminderend effect had, een positief effect had op de gewrichtsbeweeglijkheid en de artroseprogressie vertraagde.[2] Een update van deze meta-analyse, gepubliceerd in 2005, bekeek 20 studies en concludeerde dat de Rottapharm-glucosamine, waar in de jaren 80 en 90 vrijwel al het glucosamineonderzoek mee is uitgevoerd, een statistisch significant effect had op de ernst van de pijn bij artrose (28% verbetering ten opzichte van de uitgangswaarde) en op de functie (21% verbetering). Bij de (latere en beter gerandomiseerde) studies die met andere glucosamine (-sulfaat en -hydrochloride) waren uitgevoerd, was er geen statistisch significant verschil met placebo te zien.[25]
  • De European League Against Rheumatism publiceert met enige regelmaat evidence-based aanbevelingen. In 2003 kende zij oraal glucosaminesulfaat het hoogste niveau van bewijsvoering en sterkte van aanbeveling vanwege de hoge kwaliteit van de verrichte studies. De kwaliteit van de bewijsvoering werd als hoger beoordeeld dan de bewijsvoering van NSAIDs en COX-2-remmers, en véél hoger dan voor de chirurgische ingrepen die in de laagste categorie van bewijsvoering werden ingedeeld.[26]
  • De Osteoarthritis Research Society International concludeerde in 2008 dat glucosaminesulfaat en chondroïtinesulfaat mogelijk pijnverminderdende en structuurveranderende effecten hebben bij patiënten met knieartrose. De "Strength of Recommendation score" voor structuurveranderende effecten bedroeg 63%, voor structuurveranderende effecten was dat 41%.[27]
  • Volgens de Mayo Clinic zijn er wat betreft knieartrose goede bewijzen voor de effectiviteit van een behandeling met glucosaminesulfaat. Voor diverse andere indicaties is er minder bewijs.[28]
  • De "Natural Standard Research Collaboration" classificeerde in 2005 het wetenschappelijk bewijs voor de werkzaamheid van glucosaminesulfaat bij knieartrose als "A", de hoogste categorie ("Strong scientific evidence") en het bewijs voor de werkzaamheid van glucosaminesulfaat bij artrose in zijn algemeenheid als "B" ("Good Scientific Evidence"), het bewijs voor toepassing bij reumatoïde artritis werd als "C" geclassificeerd ("Unclear or conflicting scientific evidence").[29]. De Natural Standard Research Collaboration is een internationaal onderzoeksinstituut dat wetenschappelijk bewijs op het gebied van alternatieve geneeswijzen evalueert in samenwerking met de Harvard Medical School.
  • De Stichting IOCOB, welke in Nederland de wetenschappelijke onderbouwing van alternatieve geneeswijzen beoordeelt, concludeert dat glucosaminesulfaat (maar niet glucosaminehydrochloride) duidelijk werkzaam lijkt te zijn, vooral bij patienten met matige tot ernstige pijn bij artrose en geeft het daarom een groen stoplicht.[30]
  • De Vereniging tegen de Kwakzalverij concludeerde in 2008 dat het gebruik van glucosamine bij artrose nutteloos is.[31]
  • MedlinePlus, een door de United States National Library of Medicine beheerde databank, beoordeelt het gebruik van glucosaminesulfaat bij artrose als "likely effective".[32]

Combinatietherapie met chondroitinesulfaat en MSM bij artrose[bewerken]

Ter behandeling van artrose wordt glucosamine regelmatig gecombineerd met chondroïtinesulfaat, een glycosaminoglycaan uit articulair kraakbeen. Diverse studies concluderen dat deze combinatie effectief is.[33][34][35][36], niettemin komt uit een recente meta-analyse dat deze combinatie niet effectief zou zijn.[37] Soms wordt glucosamine gecombineerd met MSM, een organische zwavelverbinding. Chondroïtinesulfaat en MSM zijn veel minder onderzocht dan glucosamine.

Effectiviteit bij artrose op langere termijn[bewerken]

De onderzoeksduur in veel van het hierboven geëvalueerde onderzoek was zes tot twaalf weken. Voor een onderzoek naar de werkzaamheid van medicatie bij artrose wordt dit tegenwoordig als te kort beschouwd en wordt een minimumtermijn van een half jaar aangehouden.[38] In de afgelopen jaren zijn daarom een aantal langdurige (looptijd één tot drie jaar) onderzoeken uitgevoerd naar het effect van glucosamine en bij analyse van die langdurige onderzoeken blijkt glucosaminesulfaat effectief in het vertragen van de progressie en het verminderen van de symptomen van knieartrose.[39] Twee van de geanalyseerde langdurige studies hadden een looptijd van drie jaar[40][41] en vijf jaar na beëindiging van de behandeling blijkt bij patiënten die drie jaar lang glucosaminesulfaat hebben gehad duidelijk minder knieoperaties nodig te zijn geweest.[42]

Wettelijke situatie[bewerken]

Glucosaminesulfaat is in meer dan 56 landen als geneesmiddel geregistreerd, waarvan 22 landen van de Europese Unie zijn.[43][44] In Nederland is in 2005 het eerste glucosamineproduct geregistreerd als niet-receptplichtig geneesmiddel voor verlichting van de klachten bij milde tot matige artrose van de knie.[45] Anno 2012 zijn er in Nederland vijf glucosamineproducten (in alle gevallen glucosaminesulfaat) met een dergelijke geneesmiddelregistratie.[46]

De overige glucosamineproducten op de Nederlandse markt worden als voedingssupplement geclassificeerd en mogen zodoende geen medische claims voeren. In de Verenigde Staten wordt glucosamine uitsluitend als voedingssupplement verkocht. Er zijn grote kwaliteitsverschillen tussen verschillende commercieel verkrijgbare glucosaminesulfaatproducten.[47][45]

Veiligheid[bewerken]

In alle meta-analyses en reviews wordt geconcludeerd dat glucosamine een gunstig veiligheidsprofiel heeft. Bijwerkingen van glucosamine, voor zover ze optreden, beperken zich tot lichte gastrointestinale symptomen als maagklachten en misselijkheid, eigenlijk alleen bij mensen met een maagzweer. Er zijn nooit statistische of klinisch significante verschillen geconstateerd tussen het optreden van bijwerkingen tussen glucosaminesulfaat en placebo.

Ondanks pogingen daartoe kon van glucosamine nooit een letale dosis vastgesteld worden.[48]

Allergie[bewerken]

Glucosamine kan schaaldierallergenen bevatten. In de literatuur is één overgevoeligheidsreactie na gebruik van glucosamine beschreven (angio-oedeem).[49]. Op producten met glucosamine dat afkomstig is uit schaaldieren is daarom een allergeenvermelding verplicht. Voor plantaardig glucosamine geldt deze verplichting niet.
Bij volgens farmaceutische kwaliteitsnormen geproduceerde glucosamine wordt de totale eiwitfractie verwijderd en bevat het eindproduct geen allergenen meer. Dergelijke glucosamine wordt goed verdragen door mensen met een schaaldierallergie.[50]

Diabetes[bewerken]

Nadat bij ratten een versterking van insulineresistentie werd gevonden na intraveneuze toediening van zeer hoge doses glucosaminesulfaat, is verder onderzocht of een dergelijk effect bij mensen ook optreedt. Hoewel aanvankelijk werd geconcludeerd dat een dergelijk effect bij mensen niet zou optreden, zelfs niet wanneer ook bij mensen hoge doses intraveneus werden toegediend,[51][52][53] zijn er daarna ook studies geweest waarin werd gevonden dat glucosamine wél invloed zou hebben op de glucosestofwisseling, met name bij mensen met een al ontregelde glucosestofwisseling.[54] Gebruik van glucosamine zou mogelijk interfereren met de normale regulatie van de hexosamine biosynthese pathway.[55] Over de conclusies die daaruit moeten worden getrokken voor (pre-) diabetici verschillen de deskundigen van mening.[56][54] Niettemin kan het raadzaam zijn bij dergelijke patiënten de bloedsuikerspiegel te monitoren gedurende de behandeling met glucosamine.

Glucosamine heeft geen effect op de cholesterol- en lipidenstofwisseling bij diabetici, of op hun apolipoproteïne A-I spiegels.[57]

Cholesterol[bewerken]

Glucosamine kan zelden resulteren in een verhoging van het cholesterolgehalte,[bron?] dus wordt aanbevolen[bron?] dit te controleren tijdens behandeling.

Gebruik tijdens de zwangerschap en lactatieperiode[bewerken]

Over eventuele risico's van het gebruik van glucosamine tijdens de zwangerschap of lactatie is onvoldoende betrouwbare informatie voorhanden. Een aantal leveranciers van glucosamine bevattende preparaten raden het gebruik van glucosamine tijdens een zwangerschap of een periode van borstvoeding af.[bron?]