Choline: een essentiële voedingsstof

Choline is een relatief onbekende, maar essentiële voedingsstof voor de mens. Hoewel choline gemaakt wordt in de lever, is deze aanmaak normaal gesproken niet voldoende om in de lichamelijke behoefte te voorzien. Daarom is opname uit de voeding in veel gevallen essentieel.

Choline is belangrijk voor goede lever-, spier- en hersenfuncties, evenals voor lipidenmetabolisme en samenstelling en herstel van cellulaire membranen. Zo is choline nodig bij de synthese van fosfatidylcholine, een essentiële structurele component van celmembranen. Fosfatidylcholine is ook belangrijk voor een normale vetstofwisseling en afvoer van vetten uit de lever. Verder is choline betrokken bij de synthese van de neurotransmitter acetylcholine, die essentieel is voor hersen- en zenuwfuncties, zoals geheugen, spiercontrole en stemming. Daarnaast is choline nodig voor de synthese van betaïne, een belangrijke osmoliet in de nierglomerulus en betrokken bij reabsorptie van water uit de nierbuis. Ook is betaïne belangrijk als leverancier van methylgroepen voor methyleringsreacties, zoals epigenetische regulatie van DNA.

Choline is een essentiële voedingsstof voor goede lever-, spier- en hersenfuncties, evenals voor lipidenmetabolisme en samenstelling en herstel van cellulaire membranen. Choline is ook belangrijk voor de normale ontwikkeling van de foetus.

Integriteit celmembranen
Choline draagt bij aan het behoud van de structuur van celmembranen. Het wordt gebruikt bij de synthese van fosfatidylcholine, een essentiële structurele component van celmembranen: fosfatidylcholine is goed voor ongeveer 95% van de totale choline in weefsels. Onvoldoende inname van choline verstoort de integriteit van celmembranen, wat leidt tot ‘lekkende membranen’.

Transport en metabolisme van lipiden
Choline is nodig voor een normaal lipidenmetabolisme. Vet en cholesterol uit de voeding worden naar de lever getransporteerd door lipoproteïnen, chylomicronen. In de lever worden lipiden en cholesterol verpakt in lipoproteïnen met zeer lage dichtheid (VLDL) voor transport in de bloedbaan naar extrahepatische weefsels. Fosfatidylcholinesynthese is vereist voor deze VLDL-assemblage en secretie uit de lever. Zonder voldoende fosfatidylcholine hopen vet en cholesterol zich op in de lever.

Centraal en perifeer zenuwstelsel
Acetylcholine functioneert als een neurotransmitter in zowel het centrale zenuwstelsel (CZS) als het perifere zenuwstelsel (PZS). Cholinerge signalen van de basale voorhersenen naar de hersenschors en de hippocampus ondersteunen in het CZS de cognitieve functies van die doelgebieden. In het PZS activeert acetylcholine skeletspieren en is het een belangrijke neurotransmitter in het autonome zenuwstelsel. Acetylcholine speelt een belangrijke rol in het zich ontwikkelende brein en de hippocampus, het gebied dat betrokken is bij leren, geheugen en aandacht.

Een andere metaboliet van choline, sfingomyeline, zit in de myelineschede die de axonen van zenuwcellen omhult. Het maakt een efficiënte, snelle overdracht van zenuwsignalen mogelijk.

Epigenetische regulatie van genexpressie
De oxidatie van choline naar betaïne en de daaropvolgende synthese van SAM zijn kritische methyleringsreacties voor DNA- en histonmethylering, twee centrale processen voor epigenetische genexpressie. Dit is essentieel in het juist aan- en uitschakelen van genen tijdens celgroei en celontwikkeling, en belangrijk voor de normale prenatale ontwikkeling en postnatale groei.

Endogene aanmaak
Choline is een 2-hydroxyethyl-trimethylammoniumzout. Het wordt in het lichaam gemaakt via de fosfatidylethanolamine N-methyltransferase (PEMT)-route, waarbij fosfatidylcholine wordt gevormd uit fosfatidylethanolamine en S-adenosylmethionine (SAM). Dit proces vindt voornamelijk in de lever plaats.

Via voeding
De endogene aanmaak in de lever is onvoldoende om de lichaamsbehoeften te ondersteunen. Opname uit de voeding is daarom in veel gevallen essentieel. Choline uit cholinebevattende voedingsmiddelen wordt door de darm opgenomen via cholinetransporters.

Choline komt in zeer veel voedingsmiddelen voor. Rundvlees, varkensvlees en kip zijn goede bronnen van choline, waarbij er in organen als lever en nieren meer choline zit. Ook eieren, vis en bepaalde plantaardige voedingsmiddelen zoals kruisbloemige groenten (bloemkool, broccoli) bevatten choline. Dierlijke producten bevatten over het algemeen meer choline per gewichtseenheid dan planten.

Voedingsmiddelen bevatten ook de cholinemetaboliet betaïne (genoemd naar bieten). Betaïne kan niet in choline worden omgezet, maar kan wel, net als choline, als methyldonor worden gebruikt, waardoor men minder choline nodig heeft.

Choline zit ook in moedermelk: borstvoeding in de eerste zes levensmaanden voorziet in voldoende choline voor de baby.

Choline wordt slechts in geringe mate in de lever aangemaakt. Dit is niet voldoende om in de lichamelijke behoefte te voorzien. Opname uit de voeding is daarom in veel gevallen essentieel.

De huidige voedingsaanbevelingen voor choline zijn vastgesteld als Adequate Intakes (AI’s) voor totale choline; choline in de voeding is echter aanwezig in meerdere verschillende vormen die zowel in water oplosbaar zijn (bijvoorbeeld vrije choline, fosfocholine en glycerofosfocholine) als in vet oplosbaar (bijvoorbeeld fosfatidylcholine en sfingomyeline). Interessant is dat de verschillende vormen van choline die uit de voeding worden gehaald tijdens de kindertijd, verschillen van die op volwassen leeftijd. Dit kan worden verklaard door de primaire voedselbron, waar het grootste deel van choline aanwezig in moedermelk in wateroplosbare vorm is, versus vetoplosbare vormen voor voedsel dat later wordt geconsumeerd.

Opname choline
De wateroplosbare en vetoplosbare soorten choline verschillen van elkaar in hoe ze worden opgenomen en gemetaboliseerd. Na absorptie door de darm via cholinetransporters bereiken de wateroplosbare vormen van choline de lever via portale circulatie. De vetoplosbare vormen worden daarentegen verpakt in chylomicronen, die worden geabsorbeerd en getransporteerd door lymfatische circulatie.

Verdeling in het lichaam
Choline is in alle weefsels aanwezig als essentieel onderdeel van fosfolipiden. Het lichaam slaat het niet op in een bepaald weefsel, maar het komt in relatief hoge concentraties voor in essentiële organen zoals hersenen, lever en nieren. De placenta van zwangere vrouwen is een andere plek waar veel choline wordt opgeslagen.

Choline wordt in het lichaam gemetaboliseerd via vier hoofdroutes die betrokken zijn bij de synthese van acetylcholine, trimethylamine (TMA), betaïne en fosfolipiden, elk met hun eigen functie.

1. Synthese van acetylcholine. Choline wordt gebruikt als precursor voor de synthese van de neurotransmitter acetylcholine door choline acyltransferase in het cytosol van presynaptische cholinerge neuronen. Vervolgens wordt acetylcholine in blaasjes verpakt en afgegeven in de synaptische spleet, waar het bindt aan receptoren van het postsynaptische neuron in het centrale en perifere zenuwstelsel. Zo zorgt acetylcholine voor signaaloverdracht van neuron op neuron.
2. Synthese van betaïne. Choline kan onomkeerbaar worden geoxideerd naar betaïne. Betaïne is een belangrijke osmoliet in de nierglomerulus en helpt bij de reabsorptie van water uit de nierbuis. Betaïne is daarnaast ook een methylgroepdonor bij homocysteinemetabolisme: het is betrokken bij de methylering van homocysteïne tot methionine. Methionine is de voorloper van de universele methyldonor, S-adenosylmethionine (SAM), dat betrokken is bij verschillende methyleringsreacties, zoals epigenetische regulatie van DNA en de novo-synthese van fosfatidylcholine.
3. Synthese van fosfatidylcholine. Choline is een voorloper voor de synthese van fosfatidylcholine (PC), de meest voorkomende vorm van fosfolipide in de celmembranen van het lichaam. PC is een hoofdbestanddeel van VLDL’s en is vereist voor hun secretie en de export van vet uit de lever.
4. Synthese van trimethylamine (TMA). In de dikke darm wordt niet-geabsorbeerde choline door de darmmicrobiota tot TMA gemetaboliseerd. TMA wordt vervolgens vanuit de darmen opgenomen in het bloed en vervoerd naar de lever. In de lever wordt TMA, een sterk geurende stof, normaalgesproken omgezet in het geurloze trimethylamine-N-oxide (TMAO), dat vervolgens via de urine uitgescheiden wordt.

Choline verlaat het lichaam in de vorm van metabolieten (betaïne/TMA/TMAO) via de gal met de feces of via de urine.

Mensen die een vetvrij dieet volgen, eten vaak minder natuurlijke vetten. Net als vegetariërs en veganisten die geen dierlijke producten eten, lopen deze mensen daarom kans om te weinig choline uit hun voeding op te nemen. Sommige mensen hebben genetische polymorfismen, waardoor hun behoefte aan choline hoger of lager is.

Als inname via voeding tekortschiet, kan suppletie tijdelijk uitkomst bieden. CDP-choline (cytidinedifosfaat-choline) en cholinezouten, zoals het anorganische cholinechloride of het goed opneembare cholinebitartraat, zijn beschikbaar als supplementen. Daarnaast is cholinesuppletie beschikbaar als fosfatidylcholine en glycerofosfocholine. Het is raadzaam om voor het inzetten van suppletie uit te zoeken welke doseringsvorm het meest geschikt is.

Choline heeft veel aandacht gekregen vanwege mogelijke nadelige gezondheidsuitkomsten die zich tijdens de levenscyclus kunnen voordoen bij een tekort aan choline, waaronder geboorteafwijkingen, neurologische ontwikkeling en cognitieve veranderingen, leveraandoeningen en cardiovasculaire aandoeningen (CVD).

Cardiovasculaire ziekten (CVD)
Wanneer de cholinevoorraad in het lichaam onvoldoende is, is er een verminderde capaciteit om homocysteïne te methyleren tot methionine en nemen de plasmaconcentraties van homocysteïne toe. Verhoogde homocysteïne is geassocieerd met een groter risico op verschillende chronische ziekten en aandoeningen, waaronder atherosclerose en cardiovasculaire aandoeningen. Hoewel de inname van choline en betaïne in verband is gebracht met lagere homocysteïneniveaus, is er nog weinig bewijs dat verhoogde inname van choline en betaïne via voeding de kans op hart- en vaatziekten vermindert.

Neurologische ontwikkeling en cognitie
De rol van choline in neurologische ontwikkeling en cognitie betreft niet alleen de synthese van acetylcholine en onderdelen van celmembranen, maar ook genexpressie. De neurotransmitter acetylcholine die gevormd wordt uit choline, is essentieel voor hersen- en zenuwfuncties als geheugen, spiercontrole en stemming. Verhoogde choline-inname lijkt het geheugen en cognitie te beïnvloeden en ook bijvoorbeeld hersenfuncties bij alzheimer te verbeteren, al blijft het onduidelijk wat de optimale dosis is tijdens verschillende levensfases. Steeds meer onderzoeken laten zien dat de huidige aanbevolen adequate inname van choline niet optimaal is voor een gezond proces van ouder worden. Meer choline in het dieet zou neuropathologische veranderingen in het ouder wordende brein kunnen voorkomen of verbeteren.

Leveraandoeningen
Choline draagt bij tot de instandhouding van de normale leverfunctie. Een tekort aan choline kan leiden tot leveraandoeningen, zoals leververvetting. Dit komt omdat bij een tekort aan choline er ook een tekort is aan de metaboliet fosfatidylcholine. Dit is een essentiële component van VLDL, de lipoproteïnen die lipiden en cholesterol uit de lever transporteren. Bij cholinedeficiëntie hopen lipiden en cholesterol dus op in de lever. Daarnaast verandert bij cholinedeficiëntie ook de samenstelling van de darmflora, die een rol speelt bij de afbraak van choline. Deze veranderde darmflora kan ook bijdragen aan leververvetting.

Premenopauze
Het optreden van leververvetting of spierbeschadiging bij personen die cholinedeficiënte diëten consumeren, verschilt tussen geslacht en leeftijdsgroepen. In het bijzonder zijn mannen en postmenopauzale vrouwen gevoeliger voor orgaandisfunctie in vergelijking met premenopauzale vrouwen bij cholinedeficiënte diëten. Dit heeft te maken met de hogere oestrogeenconcentraties bij premenopauzale vrouwen. Oestrogeen verhoogt de endogene synthese van fosfatidylcholine via de PEMT-route. Daarom zouden vrouwen in de premenopauze minder choline via de voeding nodig hebben dan mannen en postmenopauzale vrouwen. Dit komt echter nog niet terug in de aanbevelingen van EFSA.

Zwangerschap
Steeds meer wordt duidelijk dat het belangrijk is om voldoende choline in te nemen tijdens de zwangerschap. Choline is nodig voor fysiologische processen tijdens de prenatale ontwikkeling met een rol in de biosynthese van celmembranen en weefselgroei, neurotransmissie en hersenontwikkeling, en methyleringsprocessen en genexpressie. Onderzoeken in zowel dieren als mensen laten zien dat het aanvullen van het moederdieet met extra choline de placentafunctie verbetert en de foetus beschermt tegen neurale en metabole afwijkingen.

De behoefte aan choline via de voeding is afhankelijk van leeftijd, geslacht, genetisch polymorfisme, zwangerschap en lactatie. De voedingsnorm voor choline van de Europese voedselveiligheidsautoriteit EFSA uit 2016 is door de Gezondheidsraad overgenomen voor Nederland, hoewel in de algemene Nederlandse populatie geen klinische verschijnselen van een tekort voor lijken te komen.

Therapeutische dosering
Het Linus Pauling Institute, opgericht door Linus Pauling die de orthomoleculaire geneeskunde heeft geïntroduceerd, volgt de door de Food and Nutrition Board aanbevolen adequate inname van choline: 550 mg/dag voor volwassen mannen en 425 mg/dag voor volwassen vrouwen. Een gevarieerde voeding zou voor de meeste mensen in genoeg choline moeten voorzien, maar veganisten die bijvoorbeeld ook geen eieren gebruiken, lopen risico op onvoldoende choline-inname.

Aanbevolen adequate choline-inname (AI) versus werkelijke intake
De gemiddelde choline-inname bij Nederlandse volwassenen ligt voor mannen op 448 mg/dag, rond de door EFSA aanbevolen AI van 400 mg/dag. Volwassen vrouwen zitten daar met 330 mg/dag onder, zeker als het gaat om zwangere vrouwen en vrouwen die borstvoeding geven, waarvoor de AI een stuk hoger ligt. Omdat het steeds duidelijker wordt hoe belangrijk voldoende choline-opname is voor de prenatale ontwikkeling en een goed verloop van de zwangerschap, wordt zwangere vrouwen een dagelijkse inname van 450-1000 mg choline via een dieet of aanvullende supplementen aangeraden.

Contra-indicaties en veiligheid
Choline wordt als veilig beschouwd en wordt over het algemeen goed verdragen. Gebruik van choline dient vermeden te worden bij overgevoeligheid of allergie voor choline, lecithine, fosfatidylcholine of producten die deze substanties bevatten.

Het aanvaardbare bovenste inname niveau (UL) voor choline is vastgesteld op 3,5 g/dag voor volwassenen. Deze UL is voornamelijk gebaseerd op het voorkomen van hypotensie (lage bloeddruk) en ten tweede op het voorkomen van de visachtige lichaamsgeur als gevolg van verhoogde uitscheiding van trimethylamine, een metaboliet van choline.

Bijwerkingen
Bij te hoge doseringen (10-16 gr/dag) kan choline bijwerkingen hebben zoals zweten, een visgeur, gastro-intestinale problemen, bloeddrukverlaging en misselijkheid. Bij mensen met de zeldzame stofwisselingsziekte trimethylaminuria kan ook het gebruik van lagere doseringen choline een sterke visachtige lichaamsgeur veroorzaken.

Interacties
Choline is – via betaïne – samen met verschillende B-vitamines als foliumzuur, vitamine B12, vitamine B6 en riboflavine betrokken bij de verschillende routes in homocysteïnemetabolisme en het genereren van de universele methylgroepdonor, S-adenosylmethionine (SAM). De behoefte aan choline wordt daarom beïnvloed door de relatie tussen choline en andere methylgroepdonoren zoals foliumzuur en S-adenosylmethionine. Een lage inname van foliumzuur leidt tot een verhoogde vraag naar van choline afgeleide metaboliet betaïne. Bovendien is de novo-synthese van fosfatidylcholine niet voldoende om de juiste voedingsstatus van choline te behouden wanneer de inname van foliumzuur en choline in de voeding laag is. Omgekeerd neemt de vraag naar foliumzuur toe wanneer het voedingsaanbod voor choline beperkt is.

Gebruik van methotrexaat kan leiden tot een verhoogde behoefte aan choline. Gebruik van fibraten (zoals ciprofibraat, gemfibrozil en bezofibraat) kan zorgen voor een verhoogde uitscheiding van betaïne.

Synergisme
Een goed homocysteïnemetabolisme (SAM-synthese) is afhankelijk van de beschikbaarheid van voedingsnutriënten als folaat, vitamine B6 en B12, methionine, choline en betaïne. Daarom gaat choline met deze stoffen een goede samenwerking aan.

Stoffen als DHA en EPA dragen bij tot de instandhouding van normale triglyceridengehalten in het bloed en een normaal vetgehalte. Daarom vormt choline een goede synergistische combinatie met DHA en andere omega 3-vetzuren in een normaal lipidenmetabolisme. Ook vitamine D combineert goed met choline; beide dragen bij aan de normale functie van de hersenen en het zenuwstelsel.

Het volledige artikel, inclusief bronnen, is op te vragen bij de redactie.