Take home message
- Ook op basis van melk-vetzuren uit de omega-3 groep (alfa-linoleenzuur = ALA = C18:3 n3) is het mogelijk om de kou beter te trotseren. Hiervoor zijn niet per se de zeer langketenige vis-vetzuren nodig. Het is wel van belang, dat de vetzuurverhouding tussen n6 en n3 in de voeding voldoende laag is om het bruine vetweefsel te activeren.
- Bruin vetweefsel en de voeding van de zwangere moeder speelt een rol in dit type warmtehuishouding. Ook fysieke beweging schijnt daarbij van belang te zijn.
Muisjes en bruin vetweefsel
Naast het opslagvet (wit vet) is er ook bruin vetweefsel aanwezig in ons lichaam. Bruin vetweefsel vind je vooral bij baby’s en dieren die in winterslaap gaan. Bij het volwassen worden neemt de hoeveelheid bruin vetweefsel weliswaar af, maar er blijven ook bij volwassenen allerlei plekken rondom organen en aorta, waar dit weefsel actief blijft. Is het witte vetweefsel er voor opslag van triglyceriden, het bruine vetweefsel reguleert de koude en wordt actief bij afkoeling.
Om bruin vetweefsel te activeren zijn langketenige n3-vetzuren nodig. De omega-3 vis-vetzuren, EPA en DHA, stimuleren de ontwikkeling van bruin vet, de warmte-omzetting en daarmee ook het energieverbruik (NB de afkortingen van de vetzuren staan aan het einde van het artikel). Om te kijken, hoe dit in muizen functioneert, hebben Amerikaanse onderzoekers verschillende vetrijke diëten vergeleken. Er waren vier groepen dieren (leeftijd 6 weken), die 10 weken lang gevoerd werden: (1) controle = vetarm basisvoedsel; vetrijk: extra (2) margarine, of (3) boter of (4) verrijkte boter met alfa-linoleenzuur (ALA-boter). De vetzuursamenstelling van drie experimentele groepen was verschillend in het aanbod n3 en n6-vetzuren.
De verhouding van n6 en n3 vetzuren is van belang, omdat zowel het linolzuur (C18:2 n6 = LA) als het alfalinoleenzuur (C18:3 n3 = ALA) gebruik maken van dezelfde enzymen om (1) langere koolstof-ketens te maken (C18 naar C20 naar C22 en C24) en om (2) tot meer onverzadigde verbindingen te komen (2, 3, 4 of zelfs 5 stuks). Door het hoge aanbod in de voeding aan C18:2 n6 worden er meer zeer langketenige n6 vetzuren, zoals ARA, gevormd. Door of het aandeel n6 te verlagen, of het aandeel n3 te verhogen, verbetert de verhouding tussen LA/ALA en n6/n3 en daardoor ontstaan meer zeer langketenige n3 vetzuren, als EPA en DHA.
In het vet-experiment in de muisjes werd zichtbaar, dat door verlaging van de n6/n3 in het voer (via de ALA-boter: n6/n3 is ca 1,0) in vergelijking met gewone boter en margarine (n6/n3 is ca. 6,0), hoe de n3 vetzuren een rol kunnen spelen in de warmteregulatie via het bruine vetweefsel. Andere resultaten uit dit onderzoek staan hier.
Omgaan met kou
Bij koude kun je op verschillende manieren lichaamswarmte genereren. Ten eerste door te rillen, het in beweging zetten van je spieren, waardoor er verbranding van vet ontstaat en waarbij warmte vrijkomt. Onbekender is de rol van het bruine vetweefsel. Hier komt de warmte niet vrij door te rillen (Eng.: non-shivering thermogenesis), maar door de n3 vetzuren. Witte vetcellen worden gevuld met opslagvet, veel onverzadigd vet, wat opgeslagen wordt in de cel-vacuole. Bruine vetcellen zitten vol met mitochondria, de “batterijen” van de cellen, die snel kunnen zorgdragen voor meer energie. De brandstof hiervoor zijn de n3-vetzuren met langere ketens en meer dubbele bindingen, de n3 vis-vetzuren, EPA en DHA. Er is derhalve een groot verschil tussen witte en bruine vet.
De muisjes hierboven werden vier uur lang in een omgeving van 4oC gezet. Met behulp van een infrarood-camera en door onderzoek naar hun gen-expressie wordt duidelijk, dat de met ALA-boter gevoerde muisjes meer warmte uitstralen (lichaamstemperatuur 34,5 – 35,0 oC) dan de boter- of margarine gevoerde muisjes (33,5 – 34 oC). De gen-expressie maakte duidelijk, dat er al na vier uur in de kou, in het bruine vetweefsel in hoog tempo EPA en DHA aangemaakt uit ALA. Dit was minder in de boter-muisjes en afwezig in de margarine-groep. Dus door de verrijking van de boter met ALA, gaf dit voor het dier de mogelijkheid om de warmte te reguleren via de aanmaak van zeer langketenige onverzadigde vetzuren en de verlenging van de ketens. In de beide andere groepen was het voer te rijk was aan n6-vetzuren. Dit verstoorde deze manier van warmtevorming.
Kinderen blootvoets in de Alpen
Weston A. Price heeft de voeding van verschillende natuurvolkeren onderzocht. Ook was hij twee jaar achtereen in het Zwitserse Lötschendal, een zij-dal van de Rhône. In één van zijn publicaties laat hij een foto van spelende kinderen zien. Zij lopen op blote voeten en spelen in een ijskoude bergbeek. Hoe hielden de kinderen zich warm, wat was de rol van hun traditionele voeding en het bruine vetweefsel?
De boerderijkinderen in het onderzoek van Weston Price (Price, 1933) leefden van zuurdesembrood en bergkaas. De Alpenboter werd gebruikt voor de (aankomende) moeders tijdens de zwangerschap en borstvoeding. Het melkvet, en derhalve de kaas en de boter waren rijk aan n3-vetzuren, met name ALA, maar ook CLAs.
Het is lastig om zeer hoge n3-gehaltes in het melkvet te bereiken, als je koeien alleen weidt. Uit Zwitsers onderzoek is bekend, dat het ALA-gehalte in de bergmelk ’s zomers tot rond de 2,0 stijgt. Dit is dan wel in combinatie met lage n6-gehaltes en derhalve een gunstige n6/n3 ratio (Collomb et el., 2008). Via bijvoeding van algen en lijnzaad kun je wel trachten het gehalte op te krikken, maar dit blijft lastig, omdat de koe schade ondervindt van het vele onverzadigde vet. Het gehalte aan geconjugeerd linolzuur (weide-CLA) is wel gemakkelijker via de vers-grasopname omhoog te stuwen.
De koeien in het Lötschendal produceerden met het seizoen mee, dat wil zeggen, zij gaven vooral melk als er buiten voer = gras groeide. De winter was om te overleven. ’s Zomers gewonnen berghooi werd op sledes vanuit de hoger gelegen opslaghutten naar de dorpen gegleden om ‘s winters op stal te voeren. Melkproducten als kaas en boter uit het Zwitserse weideseizoen combineren de beide vetzuren: ALA-n3 door de hoogteligging (meters boven de zeespiegel) en CLAc9t11 door het snelgroeiende gras met veel chlorofyl. Mogelijk hebben beide vetzuren ertoe bijgedragen, dat de Alpenkinderen het niet snel koud kregen. Niet onbelangrijk was waarschijnlijk aanvullend de verzorging van de zwangere moeders met de boter, van melk die hoog uit de Alpen kwam (rijk aan ALA-n3). Dezelfde groep onderzoekers (Fan et al., 2018) laat namelijk in ander onderzoek zien, dat zwangere muisjes die met extra visolie (zeer langketenige n3 vetzuren) verzorgd werden, baby-muisjes kregen met meer bruin vetweefsel. De nakomelingen van deze met visolie-verzorgde moedermuisjes konden beter met koude-stress omgaan, een epigenetisch fenomeen. Tenslotte wijzen sportwetenschappers erop, dat beweging eveneens een rol speelt bij het activeren van het bruine vetweefsel (Martin et al., 2020). Ook dat zat wel goed in de Alpen, waar alle arbeid door mensen plaatsvond en waarin beschreven werd, hoe de jonge vrouwen in korte tijd vanuit het dal in de berghutten terug keerden om ’s zomers, ’s avonds nog even de koeien te melken. Even snel de berg op lopen behoorde tot de normale vaardigheden van dit bergvolk.
Tesamen laten de studies zien, dat een kwalitatief goede vet-voeding wel degelijk in staat is om de fysiologie te sturen en de kou te trotseren. Daarnaast speelt fysieke beweging een belangrijke rol. Duidelijk is ook, dat je in generaties moet denken en er sprake is van epi-genetische effecten, waarin de eetgewoonten van de zwangere moeder (rauwmelkse boter met goede n6 / n3 verhouding) zichtbaar worden in de latere, nog ongeboren generatie.
Verklaring vetzuren
LA = Linolzuur; CLA = geconjugeerd Linolzuur; ALA = Alfa-linoleenzuur; ARA = Arachidonzuur; EPA = Eicosapentaeenzuur; DHA = Docosahexaeenzuur; n3 = omega-3; n6 = omega-6.
Literatuur
Collomb, M., Bisig, W., Bütikofer, U., Sieber, R., Bregy, M., & Etter, L. (2008). Seasonal variation in the fatty acid composition of milk supplied to dairies in the mountain regions of Switzerland. Dairy Science and Technology, 88(6), 631-647.
Martin, A. R., Chung, S., & Koehler, K. (2020). Is Exercise a Match for Cold Exposure? Common Molecular Framework for Adipose Tissue Browning. International journal of sports medicine, 41(07), 427-442.
Fan, R., Toney, A. M., Jang, Y., Ro, S. H., & Chung, S. (2018). Maternal n-3 PUFA supplementation promotes fetal brown adipose tissue development through epigenetic modifications in C57BL/6 mice. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids, 1863(12), 1488-1497.
Price, W. A. (1933). Field studies in primitive Loetschental valley, Switzerland. The Dental Digest, March, 94-100.
You, M., Fan, R., Kim, J., Shin, S. H., & Chung, S. (2020). Alpha-linolenic acid-enriched butter promotes fatty acid remodeling and thermogenic activation in the brown adipose tissue. Nutrients, 12(1), 136.
Foto: ter nagedachtenis aan het werk van Weston A. Price werd in het Lötschendal deze plakette in 2015 onthuld, aangebracht op een rots langs een van de wandelwegen. Dezelfde foto van de kinderen werd hier gebruikt.
