Glucosamine

Wat is glucosamine?

Glucosamine is een soort aminosuiker die door het menselijk lichaam wordt geproduceerd en ook te vinden is in schimmelcelwanden en in polysachariden zoals chitosan en chitine. Het is van cruciaal belang bij mensen voor de aanmaak van glycosaminoglycanen, proteoglycanen en hyaluronzuur en bevindt zich vooral in het kraakbeen dat rond onze gewrichten zit. Glucosamine wordt als voedingssupplement aangeboden in drie specifieke vormen, namelijk: glucosaminehydrochloride, glucosaminesulfaat en N-acetylglucosamine, die niet als vervangbaar worden beschouwd.

Hoewel glucosamine in zoutvorm wordt toegediend, is het waarschijnlijk dat het zout in de maag wordt afgescheiden, waarbij de glucosaminebasis volledig geïoniseerd raakt. Onderzoek in laboratoria suggereert dat glucosaminebasis, glucosaminehydrochloride en glucosaminesulfaat mogelijk even effectief zijn, maar er zijn nog geen directe klinische studies uitgevoerd om dit te bevestigen. Het therapeutische gebruik van glucosamine voor artrose werd voor het eerst gemeld door Duitse artsen in 1969.

N-acetylglucosamine is een geacetyleerd derivaat van glucosamine en vormt een onderdeel van kraakbeenproteoglycanen. Glucosamine is nodig voor de synthese van glycoproteïnen, glycolipiden en glycosaminoglycanen, die ook mucopolysacchariden worden genoemd. Deze stoffen, die rijk zijn aan koolhydraten, zijn aanwezig in pezen, ligamenten, kraakbeen, gewrichtsvloeistof, slijmvliezen, oogstructuren, bloedvaten en hartkleppen. Glucosamine maakt ook deel uit van biologisch actieve stoffen zoals heparine, maar het reageert niet met antilichamen die door heparine-geïnduceerde trombocytopenie (HIT) worden opgewekt.

Gebruik

Het innemen van orale glucosaminesulfaat voor minstens vier weken lijkt matig effectief in het verminderen van pijn en het verbeteren van de functionaliteit bij knieartrose. Aan de andere kant lijkt orale glucosaminehydrochloride enkel gunstig wanneer het wordt gebruikt in combinatie met chondroïtine en andere ingrediënten. Het is nog niet duidelijk of glucosamine de voortgang van de ziekte kan vertragen of de symptomen bij andere vormen van artrose kan verbeteren.

Meta-analyses van bestaand onderzoek bij volwassenen met knieartrose tonen aan dat het dagelijks innemen van 1500 mg glucosaminesulfaat tot drie jaar lang een lichte verbetering kan brengen in pijn en functionaliteit vergeleken met een placebo. Afzonderlijke studies laten een pijnvermindering van 28% tot 41% en een functionaliteitsverbetering van 21% tot 46% zien in vergelijking met een placebo. Er zijn aanwijzingen dat glucosaminesulfaat op een vergelijkbare manier pijn kan verminderen als bepaalde niet-steroïde ontstekingsremmende geneesmiddelen (NSAID’s), zoals ibuprofen (400 mg driemaal daags) en piroxicam (20 mg per dag). NSAID’s lijken echter de symptomen binnen twee weken te verlichten, terwijl het 4-8 weken duurt voor glucosaminesulfaat. Opmerkelijk is dat glucosaminesulfaat mogelijk langer voordelen biedt na het stoppen van de behandeling in vergelijking met piroxicam. Ander klinisch onderzoek wijst erop dat het dagelijks innemen van 1500 mg glucosaminesulfaat gedurende zes maanden effectiever zou kunnen zijn in het verminderen van symptomen dan dagelijks driemaal 1 gram paracetamol of eenmalig 650 mg bij patiënten met matige knieartrose. Niet alle onderzoeken tonen echter voordelen aan. Kleine klinische onderzoeken suggereren dat 1500 mg glucosaminesulfaat per dag gedurende 2-6 maanden mogelijk niet werkt bij ernstige, langdurige artrose.

Glucosaminesulfaat lijkt artrose niet te voorkomen. Klinische studies bij gezonde, zwaarlijvige vrouwen tussen 50-60 jaar tonen aan dat het dagelijks oraal innemen van 1500 mg kristallijn glucosaminesulfaat gedurende 2,5 jaar de incidentie van artrose niet vermindert na een follow-up van 6-7 jaar; het zou echter het percentage patiënten kunnen verminderen dat een vernauwing van de kniegewrichtsruimte ervaart.

Glucosamine is voornamelijk bekend voor zijn gebruik in de behandeling van symptomen gerelateerd aan osteoartritis. De volgende zijn een paar andere gebieden waar glucosamine soms voor wordt gebruikt zoals interstitiële cystitis (chronische blaasconditie), gewichtsverlies, glaucoom en MS.

Werking

Anti-artritis effecten

Sommige onderzoekers geloven dat de sulfaatgroep in glucosaminesulfaat een cruciale rol kan spelen in zijn effect op artrose, aangezien sulfaat nodig is voor de aanmaak van glycosaminoglycaan in gewrichtskraakbeen. Ze veronderstellen dat extra glucosamine de opname van sulfaat zou kunnen bevorderen. Studies hebben aangetoond dat glucosaminesulfaat de sulfaatniveaus in zowel serum als synoviale vloeistof kan verhogen. Echter, wanneer paracetamol gelijktijdig met glucosaminesulfaat wordt toegediend, lijkt dit de sulfaatniveaus te verlagen, wat de resultaten van klinische onderzoeken zou kunnen beïnvloeden. Als inderdaad het sulfaat het actieve bestanddeel van glucosaminesulfaat is, zou glucosaminehydrochloride theoretisch minder effectief zijn. Meer onderzoek is nodig om de exacte rol van sulfaat in de effectiviteit van glucosaminesulfaat te bepalen.

Er zijn aanwijzingen uit klinische studies die suggereren dat glucosamine mogelijk een ziekte-modificerend effect heeft door de voortgang van artrose te stoppen of te vertragen. Vroeg onderzoek wijst erop dat glucosamine de N-glycosylering van eiwitten en de door cytokine gestimuleerde productie van ontstekings- en kraakbeenafbraakmediatoren kan remmen. Glucosamine lijkt ook het effect van interleukine 1-beta (IL-1beta) te remmen, een stof die de genexpressie en eiwitsynthese van cyclo-oxygenase-2 (COX-2) stimuleert. Echter, glucosamine lijkt geen directe invloed te hebben op cyclo-oxygenase, het enzym verantwoordelijk voor de ontstekingsremmende en pijnstillende effecten van niet-steroïde ontstekingsremmende geneesmiddelen (NSAID’s), evenals hun bijwerkingen op het maagdarmstelsel. Preliminaire onderzoeken tonen ook aan dat glucosaminesulfaat en glucosaminehydrochloride de expressie van matrix metalloproteïnase-3 (MMP-3) en matrix metalloproteïnase-13 (MMP-13) kunnen verminderen; deze metalloproteïnasen zijn in verband gebracht met de progressie van artritis.

Dierstudies hebben uitgewezen dat glucosamine in staat is om CTX-II, een indicator voor de afbraak van type II collageen, te verminderen en tegelijkertijd CPII te verhogen, wat wijst op de synthese van type II collageen. Bij gezonde universiteitsatleten heeft dagelijkse inname van glucosaminehydrochloride na lichaamsbeweging gedurende een periode van zestien weken geleid tot lagere serum- en urinelevels van CTX-II in vergelijking met een placebo, wat duidt op de onderdrukking van collageenafbraak. Glucosamine komt van nature voor in de structuur van proteoglycaanaggregaten, die bijdragen aan de elasticiteit van kraakbeen. Er zijn enkele vroege aanwijzingen dat glucosaminesulfaat de productie van kraakbeenprecursoren, zoals proteoglycanen en glycosaminoglycanen, kan bevorderen. Het is ook aangetoond dat chondroïtine en glucosamine de vorming van kraakbeen in mesenchymale stamcellen uit normale donoren en artritispatiënten versterken. In vitro lijkt glucosamine de expressie van specifieke kraakbeengenen, zoals aggrecan en type II collageen, te verhogen, terwijl het de niveaus van type I collageen mRNA in chondrocyten verlaagt. Daarnaast gaat het tegen de door IL-1beta geïnduceerde verschuiving in genexpressie. Toch suggereert ander dieronderzoek dat glucosamine daadwerkelijk de afgifte van kleine proteoglycanen uit ligamentexplantculturen kan stimuleren, hoewel het geen effect lijkt te hebben op het gewrichtskapsel, de pees, of het metabolisme van grote proteoglycanen in ligamenten, pezen of synoviale kapsels.

Ontstekingsremmende effecten

Glucosamine, zowel in zijn pure vorm als glucosaminesulfaat, vertoont ontstekingsremmende eigenschappen in dierstudies en laboratoriumonderzoek. Deze effecten zijn waargenomen door verschillende mogelijke werkingsmechanismen.Een aantal van deze mechanismen omvatten het verminderen van de ontstekingsmolecule IL-1beta via een route die afhankelijk is van NF-kappaB, het belemmeren van de fosforylering van JNK en ERK die wordt veroorzaakt door lipopolysaccharide, het verminderen van de expressie van cyclo-oxygenase-2 en MMP-13 in cellen die zijn behandeld met IL-1beta of PMA, het remmen van de degranulatie van mestcellen en het stimuleren van de productie van hyaluronzuur.

Daarnaast zijn er andere mogelijke werkingsmechanismen waargenomen in laboratoriumonderzoek. Hierbij is aangetoond dat glucosamine het transport van glucose niet-competitief remt, bepaalde transporters (GLUT1 en 6, maar niet GLUT3) op het celmembraan verplaatst en de synthese van hyaluronan en SGAG bevordert. Glucosamine kan ook NF-kappaB remmen door de activiteit van de IKK kinase te onderdrukken, het chaperone-eiwit GRP78 te verhogen en superoxide-dismutase te verminderen. Bovendien kan het betrokken zijn bij de p38 MAPK- en Akt-signaleringsroutes.

Antivirale effecten

In laboratoriumexperimenten vertoonde glucosaminesulfaat activiteit tegen het menselijk immunodeficiëntievirus (HIV), mogelijk door de beweging van het virus binnen de cel te belemmeren en de vermenigvuldiging van het virus te blokkeren.

Cardiovasculaire effecten

In laboratoriumtests is gebleken dat glucosamine ontstekingsreacties kan verminderen. Het heeft dit effect door het onderdrukken van de expressie van bepaalde moleculen, zoals MCP-1 en ICAM-1, die betrokken zijn bij ontstekingsreacties. Dit werd waargenomen op zowel het niveau van genexpressie (mRNA) als op het eiwitniveau. Glucosamine verminderde ook de activiteit van bepaalde signaalmoleculen, zoals p38MAPK en NF-kappaB, in endotheelcellen, wat bijdraagt aan het remmen van ontstekingsprocessen.

Bovendien lijkt glucosamine mogelijk bescherming te bieden tegen aderverkalking. In vroeg onderzoek werd gesuggereerd dat glucosamine de oxidatie van lipoproteïnen kan voorkomen door reactieve carbonyl-intermediairen, die door geoxideerde lipoproteïnen worden geproduceerd, te vangen. Dit kan gunstig zijn om de vorming van aderverkalking te verminderen.

Dermatologische effecten

Glucosamine heeft de potentie om de productie van collageen en proteoglycanen te bevorderen, essentiële componenten van bindweefsels zoals de huid. Initieel klinisch onderzoek suggereert dat dagelijkse inname van glucosaminesulfaat gedurende acht weken leidt tot een toename in de expressie van CD44 en collageen type IV, epidermis glycoproteïnen, glycosaminoglycaan niveaus en de synthese van collageen type I in de huid van gezonde oudere deelnemers. Deze veranderingen in biomarkers lijken te wijzen op verbeterde huidverouderingsparameters. Bovendien, laboratoriumonderzoek toont aan dat N-acetylglucosamine de productie van melanine, een huidpigment, kan verminderen, wat mogelijk verklaart waarom het ouderdomsvlekken kan verminderen wanneer het topisch wordt toegepast bij vrouwen met hyperpigmentatie van de huid. Het wordt verondersteld dat N-acetylglucosamine de glycosylering van tyrosinase onderdrukt, een cruciale fase in de vorming van melanine.

Gastro-intestinale effecten

Bevindingen wijzen erop dat de ontstekingsremmende eigenschappen van glucosaminehydrochloride potentieel gunstig kunnen zijn bij het verlichten van ontstekingen geassocieerd met aandoeningen zoals inflammatoire darmziekte (IBD). Een aanvullende hypothese stelt dat de N-acetylering van glucosamine bij IBD wellicht onvoldoende is, wat mogelijk de aanmaak van de beschermende glycoproteïnelaag van het maag- en darmslijmvlies vermindert. Het gebruik van N-acetylglucosamine supplementen zou in theorie deze tekortkoming kunnen opvangen en de glycoproteïnebescherming kunnen herstellen. Er zijn echter nog geen menselijke studies die deze stelling hebben onderzocht.

Er bestaat belangstelling voor het potentieel van glucosaminehydrochloride om de darmmicrobiota te beïnvloeden. Uit een beperkte klinische studie met elf gezonde deelnemers blijkt dat dagelijkse inname van anderhalve gram glucosaminehydrochloride en twaalfhonderd milligram chondroïtinesulfaat gedurende twee weken geen impact heeft op de concentratie of hoeveelheid van de zeven meest voorkomende bacteriële fyla in de darm. Echter, het lijkt wel de hoeveelheid van bepaalde bacteriële geslachten te kunnen wijzigen in vergelijking met een placebo. Het effect van deze veranderingen op de darmgezondheid blijft echter onduidelijk. Een andere beperkte klinische studie toont aan dat dagelijkse inname van drie gram glucosaminehydrochloride gedurende drie weken de bacteriële diversiteit in de fecale flora op een positieve manier vermindert en de uitscheiding van aminozuren verlaagt.

Glykemische effecten

Er zijn zorgen geuit over potentiële ongunstige metabolische gevolgen van glucosamine. Initiële onderzoeken suggereren dat glucosamine mogelijk de insulinesecretie, die wordt gestimuleerd door glucose, zou kunnen verlagen door het remmen van pancreasglucokinase in de bètacellen van de eilandjes van Langerhans. Bijkomend onderzoek in een vroeg stadium wijst erop dat glucosamine de door insuline gestimuleerde glucoseopname en -metabolisme in skeletspieren zou kunnen hinderen. Dierstudies suggereren dat glucosamine het glucosemetabolisme zou kunnen verhogen via de hexosamineroute, wat een patroon van verandering in het glucosemetabolisme weerspiegelt dat vergelijkbaar is met dat bij type 2-diabetes. Diermodellen suggereren ook dat glucosamine de hyperlipidemie, veroorzaakt door een vetrijk Westers dieet, zou kunnen verergeren.

Hoewel dieren mogelijk anders reageren op glucosamine dan mensen, suggereren de meeste menselijke studies dat glucosamine geen invloed heeft op de farmacokinetiek van glucose. Onderzoek onder personen met een normaal glucosemetabolisme geeft aan dat glucosamine de insulinegevoeligheid of bloedglucosewaarden niet beïnvloedt. Hoewel er enige initiële studies zijn die suggereren dat glucosamine de insulineresistentie zou kunnen verhogen of de insulineproductie zou kunnen verminderen, wat resulteert in verhoogde bloedglucosewaarden en verminderde glucosecontrole bij mensen met diabetes, toont het grootste deel van het klinisch onderzoek bij zowel gezonde mensen als bij mensen met diabetes of obesitas aan dat glucosamine geen significant effect heeft op de bloedglucose- of lipidenniveaus wanneer het tot 3 jaar wordt ingenomen. Vroeg klinisch onderzoek suggereert dat endogene glucosamine- en insulineniveaus hoger zijn bij niet-diabetische patiënten met ischemische hartziekten. Sommige onderzoekers vermoeden dat een verhoogde productie van glucosamine zou kunnen bijdragen aan disfunctie van de endotheelcellen.

Immunologische effecten

In dierstudies is ontdekt dat glucosamine de huidlaesies die lijken op atopische dermatitis kan verbeteren door de ontwikkeling van bepaalde immuuncellen, genaamd Th2-cellen, te beperken. Bovendien heeft glucosamine het aantal ontstekingscellen, zoals mestcellen en eosinofielen, verminderd die in de huid waren geïnfiltreerd. Tegelijkertijd werden de niveaus van bepaalde stoffen, genaamd IgE en Th2-cytokines, die betrokken zijn bij ontstekingsreacties, in het bloed en in de miltcellen verlaagd.

In celcultuurproeven werd ook aangetoond dat glucosamine aanzienlijk de productie van Th2-cytokines, zoals IL-4 en IL-5, kan verminderen. Deze cytokines zijn betrokken bij het bevorderen van ontsteking en door glucosamine te geven, kon dit effect worden tegengegaan.

Lipide-effecten

Volgens dierenstudies zou glucosamine de hyperlipidemie, veroorzaakt door een voedingspatroon dat rijk is aan vetten zoals dat van het westerse dieet, kunnen verslechteren. Maar onderzoek in een laboratoriumomgeving laat zien dat glucosamine ervoor kan zorgen dat levercellen stress ervaren in het endoplasmatisch reticulum. Deze stress leidt tot een afname in de productie van apolipoproteïne B100, en dit wordt gereguleerd door een proces genaamd PERK-signalering.

Oftalmische effecten

Glucosamine is onderzocht als een mogelijke preventieve en behandelende stof voor oogziekten veroorzaakt door het retinale pigmentepitheel. In vitro studies tonen aan dat glucosamine de proliferatie en celcyclusprogressie remt die wordt geïnduceerd door de epidermale groeifactor in retinale pigmentepitheelcellen.

Veiligheid

Glucosaminesulfaat is veilig wanneer het op de juiste manier en oraal wordt gebruikt. In diverse klinische onderzoeken is het veilig gebruikt met een dosis van 1000-1500 mg per dag voor periodes variërend van 4 weken tot 3 jaar.

Glucosaminehydrochloride is veilig wanneer het oraal en op de juiste manier wordt gebruikt. Het is veilig gebruikt in doseringen van 1400-1600 mg per dag tot 2 jaar. Een dosering van 2 gram glucosaminehydrochloride per dag is ook veilig gebleken tot 3 weken.

N-acetylglucosamine is mogelijk veilig wanneer het op de juiste manier oraal wordt gebruikt, en 100 mg per dag is veilig gebleken tot 24 weken. Wanneer het op de juiste manier op de huid wordt aangebracht, is een crème met 2% N-acetylglucosamine tot 10 weken veilig gebruikt. N-acetylglucosamine is ook veilig gebruikt voor rectaal gebruik. Een dosering van 3-4 gram per dag verdeeld over 2 doseringen is veilig gebleken.

Glucosaminesulfaat is mogelijk veilig wanneer het intramusculair en op de juiste manier wordt gebruikt op korte termijn. Intramusculair glucosaminesulfaat lijkt goed verdragen te worden wanneer het maximaal 6 weken lang twee keer per week wordt toegediend.

Zwangerschap en borstvoeding

Er is onvoldoende betrouwbare informatie beschikbaar. Het is beter om het gebruik te vermijden.

Interacties

Medicijnen

Theoretisch gezien kan glucosamine weerstand tegen topoisomerase II-remmers veroorzaken. Uit onderzoek in het laboratorium blijkt dat glucosamine weerstand kan veroorzaken tegen etoposide (ook bekend als VP16, VePesid) en doxorubicine (Adriamycin) door het verminderen van de remming van topoisomerase II. Dit effect is echter nog niet bij mensen gerapporteerd.

Glucosamine zou de bloedverdunnende effecten van warfarine kunnen versterken en het risico op blauwe plekken en bloedingen kunnen vergroten. Er zijn twee individuele casusrapporten waarin werd vermeld dat de combinatie van glucosamine en chondroïtine een aanzienlijke stijging van de internationale genormaliseerde ratio (INR) veroorzaakte bij patiënten die eerder op warfarine waren gestabiliseerd. In één geval trad deze INR-verhoging pas op nadat de dosis van een glucosamine/chondroïtinesupplement van 500 mg/400 mg per dag naar 1500/1200 mg per dag was verhoogd. Daarnaast zijn er 20 vrijwillige casusrapporten ingediend bij de Amerikaanse Food & Drug Administration (FDA) die een verband leggen tussen glucosamine plus chondroïtine en een verhoogde INR, blauwe plekken en bloedingen bij patiënten die ook warfarine gebruikten. Er zijn ook nog eens 20 casusrapporten ingediend bij de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) die alleen glucosamine in verband brengen met een verhoogde INR bij patiënten die warfarine gebruiken. Het is niet duidelijk hoe deze interactie werkt. Glucosamine is een klein onderdeel van heparine, maar er wordt aangenomen dat het geen antistollingsactiviteit heeft. Dieronderzoeken suggereren echter dat het een effect kan hebben op de remming van bloedplaatjes.

Dosering

Volwassen – oraal

Glucosaminesulfaat of hydrochloride wordt het meest gebruikt in enkele of verdeelde dagelijkse dosering van 1500 mg gedurende maximaal 3 jaar. Het wordt meestal alleen of in combinatie met chondroïtinesulfaat 400 mg 2-3 maal daags gebruikt. Voor N-acetylglucosamine is het onderzoek beperkt; typische dosering is niet beschikbaar.

Kinderen – oraal

Onderzoek is beperkt; typische dosering is niet beschikbaar.