Het tripeptide glutathion is één van de belangrijkste stoffen die het lichaam kan inzetten bij de bescherming van de cel. Drie daarbij zeer belangrijke functies van glutathion zijn de detoxificerende eigenschappen, de immuunversterkende eigenschappen en de antioxidatieve functie.
In principe kan het lichaam zelf glutathion aanmaken uit de componenten waaruit het is opgebouwd, namelijk de aminozuren cysteïne, glutamine en glycine, maar er zijn vele omstandigheden waarin cysteïne maar ook glutamine onvoldoende voorradig zijn. Iedere dag wordt het lichaam blootgesteld aan vele factoren die een aanslag doen op de lichaamsvoorraden van glutathion: stress, vervuiling, straling, infectie, medicijnen, slechte voeding, veroudering, sport en verwonding. Bij onvoldoende bescherming door glutathion kan dat bijdragen aan celschade, veroudering en op den duur ziekte. Glutathiondepletie speelt bij een groot aantal aandoeningen een bepalende rol. Het hoog houden van de glutathionvoorraden is dan ook een heilige graal van de complementaire geneeskunde.
Tot voor kort waren vele wetenschappers er van overtuigd dat glutathion niet intact kon worden geabsorbeerd, en dat het boosten van de glutathionniveaus dus het beste kon plaatsvinden met precursors als NAC (N-Acetyl-Cysteïne) en met stoffen als alfa-liponzuur. Recent is gebleken dan glutathion wel degelijk in significante hoeveelheden kan worden geabsorbeerd, waardoor suppletie met glutathion een verantwoorde en goed gerichte keuze wordt om de glutathionniveaus in de cel te stimuleren.
Glutathion (L-g-glutamyl-L-cysteïnylglycine; GSH), is een tripeptide (verbinding van drie aminozuren), die door het lichaam kan worden aangemaakt uit 3 aminozuren: cysteïne, glutamine en glycine. De thiolgroep (SH-groep) van cysteïne is het actieve deel van het molecule. De afkorting GSH, die voor gereduceerd glutathion wordt gebruikt, duidt op deze thiolgroep (SH) gebonden aan het glutathionmolecule (G).
Glutathion wordt in alle levende organismen en in alle lichaamscellen aangetroffen in relatief hoge concentraties. Het is de belangrijkste zwavelverbinding in het lichaam die geen onderdeel uitmaakt van eiwitten. Het glutathion antioxidant-systeem is één van de belangrijkste cellulaire beschermingsmechanismen.
Glutathion bestaat in twee vormen: ofwel de gereduceerde vorm (GSH), ofwel de geoxideerde vorm, meestal aangegeven als GSSG (ook wel glutathion-disulfide genoemd). Als de term "glutathion" wordt gebruikt, wordt meestal gereduceerd glutathion bedoeld. Alleen in gereduceerde vorm heeft glutathion in het lichaam een beschermende werking.
Glutathion komt voor in verse groenten en fruit, vis- en vleesproducten, maar met name asperges, avocado, en walnoten zijn rijk aan glutathion. De glutathionconcentraties kunnen tussen verschillende voedingsmiddelen sterk verschillen. Ook tussen individuen kan de inname van glutathion sterk uiteenlopen. In normale omstandigheden wordt glutathion naar behoefte door het lichaam geproduceerd. Bij stijgende leeftijd en bij grotere oxidatieve belasting kan de eigen productie echter nogal eens tekortschieten.
In het lichaam is er vaak een grote behoefte aan glutathion en het wordt snel verbruikt in tijden van ziekte, stress, vermoeidheid en lichamelijke inspanning. Daarnaast zijn er nog een aantal bekende oorzaken van glutathiondepletie, zoals (ioniserende) straling, stress, bacteriële of virale infecties, milieutoxines, roken, medicijngebruik, (top)sport, chemische vervuiling en zware metalen, een teveel aan ijzer, operaties, brandwonden en deficiënties van glutathionprecursors of -cofactoren. Door middel van de antioxidantcascade probeert het lichaam verbruikt (geoxideerd) glutathion weer te recyclen (reduceren). Daarbij worden andere antioxidanten als vitamine C, vitamine E en alfa-liponzuur verbruikt.
De glutathionstatus van de cel is een belangrijke indicator voor de celfunctie en de levensvatbaarheid van de cel. Wanneer voortdurende oxidatieve stress door een aantal van bovengenoemde factoren de glutathionvoorraden van het lichaam dusdanig uitput tot een punt waarbij de antioxidatieve beschermingsmechanismen tekortschieten, spreken we van “distress”. De weefsels met het hoogste percentage meervoudig onverzadigde vetzuren (zoals bijvoorbeeld zenuwweefsel) zijn dan het meest kwetsbaar. Lokale vrije radicaalreacties kunnen een zich steeds verder uitbreidend gebied van weefselschade tot gevolg hebben. Cellen die teveel beschadigd zijn doden zichzelf (apoptose) en dit mechanisme (apoptose door glutathiondepletie) speelt een rol in veel degeneratieve aandoeningen.
In het bloed circuleert weinig glutathion. Transport vindt vooral plaats in de vorm van cystine, de geoxideerde en stabielere vorm van cysteïne. Lichaamscellen importeren cystine uit de bloedbaan, zetten cystine weer om in cysteïne, en gebruiken dat om GSH te vormen (met behulp van onder meer ascorbaat). Omgekeerd kan glutathion via de antioxidantcascade geoxideerde vormen van vitamine C en vitamine E reduceren en daarmee weer activeren.
- Antioxidatieve bescherming: Glutathion speelt een centrale rol in de verdediging van het lichaam tegen oxidatieve stress. De SH-groep (thiolgroep) van de cysteïnegroep is een sterkere elektronendonor dan veel andere verbindingen in de cel, en gecombineerd met de relatief hoge intracellulaire concentraties (enkele milli-molairen) resulteert dat in zeer sterke antioxidatieve eigenschappen. Om deze redenen is GSH vaak in staat reactieve deeltjes weg te vangen voordat ze celstructuren als DNA, RNA, eiwitten en membranen beschadigen. Gereduceerd glutathion kan als scavenger (vrije radicalenvanger) fungeren voor bijna alle beruchte vrije radicalen en reactieve zuurstofdeeltjes, zoals het hydroxylradicaal, superoxide en vetzuurradicalen. Wanneer gereduceerd glutathion een elektron afstaat wordt het geoxideerd. Twee van deze geoxideerde moleculen vormen dan een disulfidebrug en vormen uiteindelijk glutathion-disulfide ofwel geoxideerd glutathion (GSSG). Vanwege de sterke antioxidatieve eigenschappen van GSH is handhaving van adequate GSH-niveaus in het lichaam van het allergrootste belang. Om deze reden wordt onder normale omstandig-heden in de cel vervolgens zeer snel weer GSH geregenereerd uit GSSG met behulp het enzym glutathionreductase. De structuren van GSH en GSSG en hun reacties zijn weergegeven in figuur 1. De verhouding tussen de gereduceerde en de geoxideerde vorm van glutathion (GSH/GSSG-verhouding) is een gevoelige indicator voor de mate van oxidatieve stress.
Ongeveer een derde van de in het lichaam aanwezige glutathion is aanwezig in "gemengde" disulfides met andere verbindingen die thiolgroepen bevatten, zoals cysteïne, coënzym A en vrije cysteïne-groepen op eiwitten. Het enzym glutathionreductase kan ook “gemengde” disulfides weer terugreduceren naar (onder andere) gereduceerd vrij glutathion.
Glutathion heeft onder meer de volgende werkingen:
- Glutathion maakt andere antioxidanten geschikt voor hergebruik: Vanwege de krachtige reducerende werking, draagt GSH ook sterk bij aan het hergebruiken van andere antioxidanten die geoxideerd zijn geraakt en daardoor onwerkzaam zijn geworden. Glutathion kan de andere antioxidanten in de antioxidantcascade (vitamine C, vitamine E, alfa-liponzuur en coënzym Q10) weer geschikt maken voor hergebruik, waardoor de capaciteit van het antioxidantsysteem sterk wordt gestimuleerd.
- Detoxicatie van xenobiotica: Doordat GSH zich in de lever bindt aan vetoplosbare toxines, zoals zware metalen, oplosmiddelen en sommige pesticiden, worden deze wateroplosbaar gemaakt, zodat ze met de urine kunnen worden uitgescheiden. Wanneer dit niet zou gebeuren, hoopt de toxiciteit op en treedt ernstige hypoxie op (zuurstoftekort) in de levercellen. Als deze toestand van hypoxie langer aanhoudt kan dat de conditie van de lever ernstig verzwakken, waardoor de fase II reacties (wateroplosbaar maken van toxische verbindingen) gestoord verlopen. Dat kan ertoe leiden dat in plaats van snelle uitscheiding van een minder toxische verbinding, nu langzamere uitscheiding van een (in de lever metabool geactiveerde) veel toxischere verbinding plaatsvindt.
De lever is het grootste GSH-reservoir. Onderzoek wijst uit dat een lage glutathionspiegel leidt tot een verminderde leverfunctie. Een deel van de werking van het bekende lever-fytotherapeuticum Silybum marianum berust op het feit dat Silybum in staat is om de glutathionspiegel in de lever te verhogen.
- Rode bloedcellen: De lever scheidt ook wat glutathion uit direct in de bloedbaan, waar het de sterkte van rode bloedcellen bepaalt en tegelijkertijd ook de witte bloedcellen beschermt.
- Immuunsysteem: Glutathion is van groot belang voor het immuunsysteem. Een gezonde groei en activiteit van het immuunsysteem is afhankelijk van glutathion. Dr. Gustavo Bounous, een expert op het gebied van glutathion, zegt dat de beschikbaarheid van glutathion de limiterende factor is in de activiteit van onze lymfoctyten. Na contact met het antigen moeten lymfocyten in staat zijn zich snel te vermeerderen en bovendien antilichamen en interleukines te produceren. Bij dit proces is veel zuurstof nodig en wanneer lymfocyten niet genoeg glutathionvoorraden hebben opgebouwd kan dat aanleiding zijn voor oxidatieve schade.
- Virusbescherming: De bescherming tegen virussen is slechter naarmate de concentraties van glutathion en andere antioxidanten in de cel laag zijn. Virussen reizen in het lichaam in een beschermende capsule van eiwitten. Eenmaal op de plek van bestemming aangekomen wordt de capsule vernietigd en komen de virussen vrij. Glutathion onderdrukt het kapotgaan van de eiwitcapsules, waardoor de virussen niet vrij kunnen komen. Dit geldt ook voor het nieuwe coronavirus, SARS-CoV-2.
- De longen: De longen hebben de grootste behoefte aan glutathion. De niveaus in het longepitheel zijn meer dan 100 keer hoger dan de plasmaniveaus. Daarom zou bij iedere luchtwegaandoening de mogelijkheid van glutathiondeficiëntie overwogen moeten worden. De mucosa van de luchtwegen neemt toe als gevolg van blootstelling aan oxidanten. Glutathion voorkomt normaal gesproken dat overmatige slijmvorming optreedt. Daarom is de opbouw van slijm in de luchtwegen vaak een vroeg teken van glutathiondeficiëntie. Gluthation is de belangrijkste antioxidant in de longen. GSH remt de virale replicatie (bij Influenza A) in de longen en stimuleert de Th1-reactie. Dit is van belang bij COVID-19.
- Zenuwstelsel: Het zenuwstelsel is erg gevoelig voor schade door vrije radicalen vanwege de hoge concentratie aan sterk onverzadigde (vaak omega-3) vetzuren in de celmembraan van de myelineschacht rondom de zenuwcellen. Bovendien is het zuurstofverbruik in de hersenen erg hoog: hoewel de hersenen ongeveer 2% van het lichaamsgewicht uitmaken, gebruiken ze ongeveer 20% van alle door het lichaam verbruikte zuurstof. Bescherming tegen de reactieve zuurstofdeeltjes, die continu ontstaan in de mitochondriën, is dan ook een belangrijke taak in de hersenen en glutathion speelt in dit proces een onmisbare rol. Glutathion ontgiftigt de vetzuurperoxides en andere afvalproducten van vrije radicaalschade en neutraliseert tevens reactieve zuurstofdeeltjes.
Verhoogde oxidatieve stress en een tekortschietend glutathionsysteem speelt dan ook een rol bij verschillende neurologische aandoeningen, zoals toevallen, ischemie-reperfusieschade en neurodegeneratieve aandoeningen als ALS (Amyotrofe Laterale Sclerose) en de ziekten van Alzheimer, Parkinson en Lou Gehrig.