Nieuwe website!

Welkom! Je bent uitgekomen op de nieuwe website van Voedingsgeneeskunde. De reguliere website is sterk verouderd en is aan vernieuwing toe. Je zult steeds vaker worden doorverwezen vanuit een podcastaflevering of de nieuwsbrief naar deze nieuwe website. Surf gerust rond, de website is nog volop in ontwikkeling. 

Immunoporose
Immunoporose
Osteoporose als inflammatoire botaandoening

Al geruime tijd is bekend dat geactiveerde T-cellen en pro-inflammatoire cytokinen betrokken zijn bij het ontstaan van osteoporose. Sinds 2018 is de term 'immunoporose', bedacht om te benadrukken dat het immuunsysteem een belangrijke rol speelt in de pathofysiologie van osteoporose. Suppletie met vitamine K2 vermindert botfracturen bij postmenopauzale vrouwen met osteoporose. Een in-vitro-studie laat zien dat vitamine K2 een gunstig effect kan hebben op immunoporose.

De bothomeostase staat onder invloed van het immuunsysteem en postmenopauzale osteoporose wordt nu meer gezien als een inflammatoire botaandoening.1,2,3 Bij het wegvallen van de beschermende invloed van oestrogeen kunnen veranderingen in immuuncellen botverlies induceren via pro-inflammatoire cytokinen.1,2 De door geactiveerde T-cellen geproduceerde pro-inflammatoire cytokinen, zoals interleukine-1-bèta (IL1β), IL6 en tumornecrosefactor-alfa (TNFα), onderdrukken botvormende cellen (osteoblasten) en activeren botafbrekende cellen (osteoclasten). Daarentegen remmen regulerende immuuncellen (Breg, Treg, Th1, Th2) de vorming van osteoclasten via de cytokinen IL10, interferon-gamma (INFγ) en IL4. Ook T-cellen in rust kunnen botresorptie door osteoclasten voorkomen.1 Behalve T-cellen kunnen allerlei andere immuuncellen betrokken zijn bij processen die leiden tot osteoporose, onder meer natural killer cellen (NK-cellen), dendritische cellen, macrofagen en mestcellen.1 Verder zijn verhoogde bloedspiegels van hepatocyte growth factor (HGF) en macrophage inflammatory protein-1α (MIP1α) gecorreleerd aan een verlaagde botmassa (botmineraaldichtheid).3 De immunologie van osteoporose wordt recent aangeduid met de term 'immunoporose'.1

Immunoporose heeft eveneens betrekking op osteoporose op hogere leeftijd en osteoporose door diabetes.2 Waar oestrogeendeficiëntie de pathogene factor is bij postmenopauzale immunoporose, zijn veroudering van het immuunsysteem (immunosenescentie) en hyperglycemie de pathogene factoren bij seniele osteoporose, respectievelijk bij diabetes.2 Daarnaast zouden ook glucocorticoïden- en chemotherapie-geïnduceerde osteoporose te beschouwen zijn als immunoporose.2

Microbiota en immunoporose

De wisselwerking tussen de darmmicrobiota en het immuunsysteem draagt belangrijk bij aan de botgezondheid. Dysbiose en een verstoorde functie van de darmbarrière kunnen aanleiding geven tot de ontwikkeling van osteoporose.1

Bepaalde soorten darmbacteriën zetten niet-verteerbare vezels om in korte-ketenvetzuren of zetten galzuren om in lithocholzuur. Deze darm-geassocieerde metabolieten passeren de darmwand en moduleren regulerende B- en T-cellen en Th17-cellen, waarmee ze de botvorming beïnvloeden. Daarnaast kunnen deze darm-geassocieerde metabolieten, eenmaal in de bloedcirculatie terechtgekomen, direct via remming van osteoclasten en stimulering van osteoblasten de botvernieuwing (botremodellering) beïnvloeden.1 In dit kader wordt wel gesproken van de gut-immune-bone axis.1

Vitamine K2 en immunoporose

Bekend is dat vitamine K2 osteoporose bij postmenopauzale vrouwen kan voorkomen of afremmen. Het verbetert de botdichtheid en vermindert het risico op fracturen, zoals is aangetoond in verschillende meta-analyses, waaronder een meta-analyse van negen studies met 6853 deelnemers.4 Vitamine K is nodig voor de activering van het boteiwit osteocalcine. Dit boteiwit heeft een regulerende functie bij de mineralisering van de botmatrix en zorgt ervoor dat calcium op de juiste wijze ingebouwd wordt in het botmineraal (hydroxyapatiet).

Het gunstige effect van suppletie met vitamine K2 op de botgezondheid zou juist ook vanuit het concept immunoporose verklaard kunnen worden. Vitamine K2 heeft namelijk ontstekingsremmende eigenschappen en blijkt ook een rol te spelen voor het immuunsysteem. Het onderdrukt de toename van (ex vivo) geactiveerde T-cellen van gezonde donoren en remt ontstekingsbevorderende cytokines.5,6 Vrouwen met postmenopauzale osteoporose hebben meer geactiveerde T-cellen in de bloedcirculatie dan gezonde postmenopauzale vrouwen en dan premenopauzale vrouwen.6 Vitamine K1 laat echter geen immuunsuppressie zien.6

Vitamine K2 (in de vorm van MK-7) kan de productie van TNFα, IL1α en IL1β door macrofagen moduleren5 en verhoogt de IL-4 productie door immuuncellen van gezonde personen.7 IL4 remt de vorming van osteoclasten.1 (Ex-vivo-)onderdrukking van de activering en van de toename van T-cellen door vitamine K2 werd eveneens bij kinderen met atopische dermatitis aangetoond 8 en bij nierpatiënten.7 Ook hier had vitamine K1 geen effect en werd de T-cel-suppressie alleen bereikt met vitamine K2.7,8 De verandering in de productie van verschillende cytokinen bij de kinderen met atopische dermatitis zou erop kunnen wijzen dat vitamine K2 de balans zou verbeteren tussen T-helpercellen (Th-1- en Th-2-cellen).8 Een veranderde Th-1/Th-2-balans zou ook een rol spelen bij immunoporose.1

Vitamine K2 en darmhomeostase

Vitamine K is tevens betrokken bij de darmhomeostase. Het heeft een gunstige invloed op de samenstelling van de darmmicrobiota en op de integriteit van de darmbarrière.9,10

Vitamine K stimuleert de aanmaak van een darmenzym, het intestinale alkalische fosfatase (IAP).10,11 Dit enzym heeft sterke ontstekingsremmende en antioxidant-eigenschappen, bevordert de regeneratie van het darmslijmvlies en het herstel van de barrièrefunctie en breekt lipopolysachariden (LPS) af, componenten van darmbacteriën die schadelijk zijn voor de darmbarrière. Vitamine K, zowel vitamine K1 als K2 (MK-4 en MK-7), is bovendien in staat de LPS-geïnduceerde ontstekingsrespons in immuuncellen te remmen, leidend tot remming van de productie van IL6, IL1β en TNFα.12

Conclusie

T-cellen spelen een belangrijke rol bij het ontstaan van postmenopauzaal botverlies. De term immunoporose geeft aan dat osteoporose een immuungedreven proces is. De balans tussen botresorptie (osteoclasten) en botvorming (osteoblasten) wordt medebepaald door een cascade van processen die het gevolg zijn van geactiveerde T-cellen en andere immuuncellen en van hun cytokinen. Immuuncellen en cytokinen hebben een impact op de osteoclast differentiatie factor. Dit is de belangrijkste factor die de rijping induceert van osteoclast precursorcellen alsmede de botresorberende activiteit van osteoclasten, verantwoordelijk voor de ontwikkeling van osteoporose.13 Interessant is dat ontstekingsremming en T-cel-suppressie door vitamine K2 en de betrokkenheid van vitamine K bij de darmhomeostase passen in het concept van immunoporose. 

Referenties
  1. Srivastava RK, Sapra L. The Rising Era of Immunoporosis: Role of Immune System in the Pathophysiology of Osteoporosis. J Inflamm Res. 2022 Mar 5;15:1667-1698.
  2. Zhang W, Gao R, Rong X, et al. Immunoporosis: Role of immune system in the pathophysiology of different types of osteoporosis. Front Endocrinol (Lausanne). 2022 Sep 6;13:965258.
  3. Xu T, Li C, Liao Y, et al. Causal relationship between circulating levels of cytokines and bone mineral density: A mendelian randomization study. Cytokine. 2024 Oct;182:156729.
  4. Zhou M, Han S, Zhang W, et al. Efficacy and safety of vitamin K2 for postmenopausal women with osteoporosis at a long-term follow-up: meta-analysis and systematic review. J Bone Miner Metab. 2022 Sep;40(5):763-772.
  5. Halder M, Petsophonsakul P, Akbulut AC, et al. Vitamin K: Double Bonds beyond Coagulation Insights into Differences between Vitamin K1 and K2 in Health and Disease. Int J Mol Sci. 2019 Feb 19;20(4).
  6. Myneni VD, Mezey E. Immunomodulatory effect of vitamin K2: Implications for bone health. Oral Dis. 2018 Mar;24(1-2):67-71.
  7. Kusano J, Tanaka S, Matsuda H, et al. Vitamin K1 and Vitamin K2 immunopharmacological effects on the peripheral lymphocytes of healthy subjects and dialysis patients, as estimated by the lymphocyte immunosuppressant sensitivity test. J Clin Pharm Ther. 2018 Dec;43(6):895-902.
  8. Meng K, Xu W, Miura T, et al. The effects of vitamin K1 and vitamin K2 on the proliferation, cytokine production and regulatory T-cell frequency in peripheral blood mononuclear cells of paediatric atopic dermatitis patients. Exp Dermatol. 2018 Sep;27(9):1058-1060.
  9. Dai L, Mafra D, Shiels PG, et al. Vitamin K and Hallmarks of Ageing: Focus on Diet and Gut Microbiome. Nutrients. 2023 Jun 12;15(12):2727.
  10. Lallès JP. Intestinal alkaline phosphatase: novel functions and protective effects. Nutr Rev. 2014 Feb;72(2):82-94.
  11. Noda S, Yamada A, Tanabe R, et al. Menaquinone-4 (vitamin K(2)) up-regulates expression of human intestinal alkaline phosphatase in Caco-2 cells. Nutr Res. 2016 Nov;36(11):1269-1276.
  12. Ohsaki Y, Shirakawa H, Miura A, et al. Vitamin K suppresses the lipopolysaccharide-induced expression of inflammatory cytokines in cultured macrophage-like cells via the inhibition of the activation of nuclear factor κB through the repression of IKKα/β phosphorylation. J Nutr Biochem. 2010 Nov;21(11):1120-6.
  13. Ferbebouh M, Vallières F, Benderdour M, et al. The pathophysiology of immunoporosis: innovative therapeutic targets. Inflamm Res. 2021 Aug;70(8):859-875.