Taurine: een overzicht

Ik ben niet breed genoeg, ik ben nog niet gespierd genoeg, ik moet meer eten en meer supplementen nemen. Dit is vaak de overtuiging in de fitness- en krachtsportscene als het gaat om spiergroei.

Om dichter bij het nagestreefde ideaal te komen, nemen mensen allerlei tabletten, capsules, poeders en druppels. Meestal beginnen ze met proteïnepoeders en aminozuren.

In dit artikel gaan we ons richten op zo’n aminozuur genaamd “Taurine”. We zullen kijken naar de geschiedenis en de biochemische rol van taurine. Vervolgens zullen we het hebben over de voedingsbronnen van taurine en hoe het gebruikt wordt in de sport. We zullen ook kijken naar andere toepassingen van dit vaak onderschatte aminozuur.

1. Algemeen

Taurine is vooral bekend geworden als ingrediënt van verschillende energydrinks. Taurine wordt vaak gezien als een aminozuur, maar dat is het eigenlijk niet.

Het is strikt genomen een afbraakproduct van de aminozuren methionine en cysteïne dat overvloedig in het dierenrijk voorkomt. Het verschilt van andere aminozuren omdat het niet in staat is om peptidebindingen te vormen. Het kan dan ook worden beschouwd als een niet-proteïnogene aminozuur. Het speelt echter een belangrijke rol bij de opbouw en functionaliteit van het zenuwstelsel (hersenen) en de ogen.

Bovendien is het een bestanddeel van verschillende neurotransmitters die verantwoordelijk zijn voor de functie van zenuwen. Het komt voor in ons lichaam in vrije vorm en in eenvoudige peptidenvorm.

1.1 Geschiedenis en ontdekking

De scheikundigen Gmelin en Tiedemann waren de eerste die in 1827 taurine isoleerden uit de gal van een os. Vanwege de vindplaats werd dit aminozuur aanvankelijk “gal-asparaginezuur” genoemd.

In 1838 werd de naam “taurine” voor het eerst genoemd door Demaray. De oorsprong van “taurine” komt echter van de Latijnse term voor stierengal, Fel Tauï (Jacobsen et al., 1968).

In de 19e eeuw werden delen van ossen en stieren beschouwd als natuurlijke versterkingsmiddelen en werden onder andere testikels en ingewanden gegeten in de hoop hun kracht over te nemen.

2. Biochemische rol van taurine

2.1 Chemische structuren

In de biochemische literatuur zijn twee stoffen met de triviale naam “taurine” vermeld. De reden voor deze zeldzame dubbele benaming is onbekend.

De rechter afbeelding toont de chemische structuur van het taurine geïsoleerd uit Artemisia-soorten, genaamd “taurine” (11S) 1-oxo-4-eudesmen-12,6α-olid (Steglich et al., 1997).

Taurine (C15H20O3) wordt eigenlijk aangeduid als 2-aminoethaansulfonzuur (Steglich et al., 1997).

2.2 Opname van taurine

Gemiddeld wordt aangenomen dat dagelijkse taurine-inname ongeveer 0 – 400 mg/d is. Er is echter een uitzondering voor vegetariërs/veganisten, omdat hun inname van taurinehoudende voedingsmiddelen vaak lager is (Shao et al., 2008). Tot 93% van de ingenomen taurine uit voedsel wordt geabsorbeerd in de dunne darm via het aminozuur-carriersysteem. Het wordt via de poortader naar de lever vervoerd en vervolgens via de bloedsomloop naar de organen getransporteerd. Het wordt daar efficiënt maar met beperkte capaciteit in de cellen opgenomen. Afhankelijk van het orgaan moet een passend gradiënt (gradiënt verwijst naar de steilheid van een concentratieverschil) worden overwonnen om de skeletspier en de hartspiercellen te bereiken.

2.3 Biosynthese van taurine

Zoals eerder vermeld, is taurine een afbraakproduct van de aminozuren methionine en cysteïne. Om het syntheseproces overzichtelijk te houden, zullen we een vereenvoudigd overzicht geven. Een volwassen menselijk lichaam heeft het vermogen om taurine uit cysteïne te synthetiseren, met als vereiste een voldoende aanbod van vitamine B6. Taurine wordt in de lever en de hersenen geoxideerd uit cysteïne, afhankelijk van de vitamine B6-status en het zuurstof- en NAD+-verbruik, in verschillende tussenstappen. Beperkende factoren in de synthese zijn de activiteit van cysteïnesulfinaatdecarboxylase (CSAD) en een voldoende voorraad pyridoxal 5′-fosfaat (vitamine B6).

De afbeelding hieronder toont het synthese proces.

2.4 Uitscheiding van taurine

Taurine wordt uitgescheiden via de urine of de gal via galzouten. De dagelijkse renale uitscheiding bij een volwassene bedraagt ongeveer 25-300 mg. Deze waarde kan variëren afhankelijk van het dieet (Jacobsen et al., 1968) . Als we het ingenomen taurine en het endogeen gesynthetiseerde taurine optellen en het taurine dat via de darmen wordt afgebroken tot sulfan en daarvan het taurine dat in de urine wordt uitgescheiden aftrekken, krijgen we een evenwichtige taurinebalans. Dit geldt echter alleen voor volwassenen, omdat de nierfunctie van te vroeg geboren baby’s en zuigelingen nog niet volledig is ontwikkeld. In de eerste dagen na de geboorte wordt tot 60% van het aanwezige taurine uitgescheiden. Vanwege deze omstandigheden is suppletie met taurine nodig bij te vroeg geboren baby’s, baby’s die niet zijn opgegroeid met moedermelk, evenals bij mensen met lever-, nierproblemen of patiënten die langdurig parenteraal gevoed worden (Lourenço en Camilo, 2002).

2.5 Verband tussen taurine en organen

Aangezien taurine een niet-proteïnogeen aminozuur is en geen functie heeft bij de eiwitsynthese, zullen we kijken naar de rol van taurine bij het behoud van bepaalde orgaanfuncties. De hierboven genoemde aspecten hebben betrekking op de mens en de meeste zoogdieren.

2.5.1 Invloed op de spieren

Het hartweefsel wordt beschouwd als een spierweefsel en bestaat voor de helft uit taurine. Verschillende studies hebben geprobeerd om de invloed van taurine op de constante activiteit en contractie van de hartspier te onderzoeken. Het is echter nog steeds niet helemaal duidelijk hoe dit proces precies werkt en er is meer onderzoek nodig. Over het algemeen wordt aangenomen dat hogere calciumconcentraties in het hart leiden tot een verhoogde invloed van taurine. Te hoge concentraties calcium kunnen leiden tot permanente depolarisatie en celdood, terwijl te lage calciumconcentraties leiden tot depolarisatiestilstand en stopzetting van de spiercontractie.

2.5.2 Invloed op het centrale zenuwstelsel (CZS)

Bij een zich ontwikkelend centraal zenuwstelsel (hersenen) van baby’s zijn de concentraties van taurine het hoogst (1,8 – 5,7 μmol/g nat gewicht) en nemen ze af tot een constant niveau (0,8 – 4,3 μmol/g nat gewicht) naarmate ze ouder worden. Dit verschilt van andere aminozuren, waarvan de concentraties toenemen naarmate de hersenen zich ontwikkelen. Vanwege deze wetenschappelijk bewezen feiten wordt taurine verondersteld een rol te spelen als een ontwikkelings- en groeifactor in de hersenen van baby’s (Huxtable et al., 1998). Er blijft echter onenigheid bestaan over de vraag of taurine, zoals de structureel verwante neurotransmitters GABA en glycine, een echte neurotransmitter is, of dat het alleen een rol speelt als neuromodulator in het zenuwstelsel.

2.5.3 Invloed op het oog

Taurine zou een positieve invloed kunnen hebben op het netvlies van de ogen doordat het betrokken is bij de ontwikkeling en het behoud van fotoreceptoren. Deze hypothese is voornamelijk gebaseerd op studies bij dieren. Bij kattenstudies werd bijvoorbeeld aangetoond dat door het toevoegen van taurine aan het dieet van de dieren hun zicht (scherpte) daadwerkelijk verbeterde. Deze resultaten kunnen echter slechts beperkt worden vertaald naar mensen.

2.5.4 Invloed op de spijsvertering

De meest gedocumenteerde studies over taurine hebben betrekking op de metabolische functies ervan, met name de conjugatie van galzuren (taurine of glycine wordt via een peptidbinding aan cholzuren of chenodesoxycholzuur gebonden en speelt een rol in de darm-levercyclus). Dit is wetenschappelijk bewezen, maar taurine is slechts in beperkte mate bij dit proces betrokken. Het kan worden beschouwd als een bevorderaar van de ontgifting van bepaalde toxines.

3. Voorkomen van taurine

3.1 Voorkomen in voedingsmiddelen

Taurine komt voor in bijna alle eiwitten, vooral in voedingsmiddelen zoals:

• Vis
• Vlees
• Melk

Hier is een kleine tabel die het gehalte aan taurine in voedingsmiddelen weergeeft:

Naast de genoemde voedingsmiddelen wordt taurine vooral toegevoegd aan energiedranken. Veel energiedranken bevatten taurine, sommige zelfs tot 400 mg per 100 ml (Schek, 2008).

3.2 Voorkomen in de natuur

Ten opzichte van alle bekende aminozuren die in het dierenrijk voorkomen, neemt taurine het grootste deel in beslag. Het komt daar voor als een vrije aminozuur (2-amino-ethaansulfonzuur), terwijl het zeer zeldzaam is in de plantenwereld (Jacobsen et al., 1968; Huxtable et al., 1998; Stinzing et al., 2000).

3.2.1 Taurinevoorraad bij mensen

Een gezonde volwassene met een lichaamsgewicht van 70 kg heeft ongeveer 70 g (560 mmol) taurine in zijn lichaam, maar dit is niet gelijkmatig verdeeld. De dagelijkse inname van taurine uit voedsel is ongeveer 0-400 mg. Het lichaam kan zelf ook taurine synthetiseren, ongeveer 50-125 g per dag. Deze hoeveelheden zijn afhankelijk van het dieet en de endogene synthese. Bij het optellen van deze hoeveelheden, en het aftrekken van het taurine dat afgebroken wordt in de darmen en uitgescheiden wordt via de urine, krijgen we een evenwichtige taurinebalans. Dit geldt echter alleen voor volwassenen. Voor te vroeg geboren baby’s en zuigelingen is de nierfunctie nog niet volledig ontwikkeld en wordt tot 60% van het taurine uitgescheiden in de eerste dagen na de geboorte. Vanwege deze omstandigheden is het nodig om taurine te suppleren bij te vroeg geboren baby’s, baby’s die niet met moedermelk zijn opgegroeid, mensen met lever- of nierproblemen, en patiënten die parenteraal worden gevoed (Lourenço en Camilo, 2002).

4. Gebruik in de sport

4.1 Studie: Taurine als antioxidant

Het doel van een studie uitgevoerd door Anitha Nandhinie et al., 2002, was om het antioxidatieve potentieel van taurine bij ratten te onderzoeken. Ze ontdekten dat taurinesuppletie de activiteit van antioxidatieve enzymen verhoogt en daardoor de oxidatie van lipiden vermindert. Andere studies bij dieren hebben aangetoond dat taurinesuppletie oxidatieve reperfusieschade aan het hart kan voorkomen (Raschke et al., 1995). Het is echter nog niet duidelijk in hoeverre deze positieve resultaten kunnen worden toegepast op mensen.

4.2 Taurine en BCAA’s

In een studie uitgevoerd door Song-Gyu et al. in 2013, werd onderzocht hoe taurine in combinatie met BCAA’s kan helpen bij het verminderen van spierpijn en -schade. Ze ontdekten dat een combinatie van 3,2 g BCAA en 2,0 g taurine, driemaal daags gedurende twee weken voor en drie dagen na inspanning ingenomen, mogelijk kan zorgen voor vermindering van de door training veroorzaakte spierpijn en -schade. Deze resultaten zijn echter nog niet wetenschappelijk erkend.

4.3 Taurine in energiedranken

“Red Bull geeft je vleugels” is een bekende slogan. GEISS et al. (1994) wilden de daadwerkelijke effecten van een sportdrank met taurine, zoals Red Bull, onderzoeken.

Voor het onderzoek werden 10 atleten geselecteerd die gedurende 60 minuten een cardiotraining op een ergometer moesten doen. Na 30 minuten kregen ze 0,5 liter van de energiedrank.

Er waren 3 testgroepen:

Test 1 – Originele drank (Red Bull) zonder taurine en glucuronolactone
Test 2 – Originele drank (Red Bull) zonder taurine, glucuronolactone en cafeïne
Test 3 – Originele drank (Red Bull) met taurine, glucuronolactone en cafeïne

Uit het onderzoek bleek dat de energiedrank positieve effecten had op duursporters. Wetenschappers geloven dat de positieve effecten niet alleen te danken zijn aan de cafeïne, maar ook aan de combinatie van taurine. Desondanks is er nog geen wetenschappelijke erkenning voor deze effecten.

4.4 Taurinetekort

Zoals eerder besproken, kunnen te vroeg geboren baby’s en patiënten met genetische of omgevingsgerelateerde aandoeningen (genetische defecten, ongevallen, ziekten) niet in staat zijn om normaal te eten en te verteren via het spijsverteringskanaal. Voor deze mensen is parenterale voeding vereist. Infusievloeistoffen spelen hierbij een rol, want volgens de rode lijst zijn er infusieoplossingen voor parenterale voeding die taurine als functioneel onderdeel bevatten (Rote Liste, Stand 1/2001). Deze oplossingen worden gebruikt om te voorzien in de dagelijkse behoefte aan macronutriënten en micronutriënten. In 1981 werd ontdekt dat de taurinespiegels in het bloed en de urine van patiënten die parenterale voeding kregen, aanzienlijk waren gedaald. Om dit tekort aan te vullen, werd taurine aan de infusievloeistoffen toegevoegd (Huxtable et al., 1996).

4.5 Suppletie

Taurine is verkrijgbaar als monosupplement of in combinatie met andere stoffen in voedingssupplementen. Het is verkrijgbaar in poedervorm om te mengen met vloeistoffen of als capsule. Bij combinatiepreparaten is de dosering van taurine vaak erg laag. Wat betreft de dosering, wordt aanbevolen om de totale dosis van ongeveer 3 g, verdeeld over meerdere porties, in te nemen. Taurine kan ook worden gecombineerd met andere supplementen, zoals eerder vermeld in de punten 4.2 en 4.3.

4.5.1 Bijwerkingen van suppletie

Er zijn geen bekende bijwerkingen of gevallen van taurinevergiftiging gemeld (Elmadfa, 2004).

5. Overige toepassingen van taurine

5.1 Medische toepassingen

Los van het sportgebeuren kijken we naar de medische toepassingen van taurine. Er worden medische producten gepresenteerd die taurine bevatten als een nuttige secundaire component, evenals andere voorbeelden van therapeutisch gebruik.

5.1.1 Taurine-infusieoplossingen

Zoals eerder besproken, kunnen te vroeg geboren baby’s en patiënten met genetisch/omgevingsgerelateerde stoornissen niet langer in staat zijn om voedsel normaal te eten en te verteren via het spijsverteringskanaal. Dit is waar infusieoplossingen van pas komen, omdat volgens de “Rote Liste” infusieoplossingen voor parenterale voeding de enige producten zijn die taurine bevatten als functioneel bestanddeel (Rote Liste, Stand 1/2001). Ze worden gebruikt om te voorzien in de dagelijkse behoefte aan macronutriënten en micronutriënten. De eerste taurine-oplossingen werden al in 1981 gebruikt. Destijds werd ontdekt dat de taurinespiegels in het bloed en de urine van patiënten die parenterale voeding kregen, aanzienlijk waren gedaald. Om dit te corrigeren werd taurine toegevoegd aan de infusieoplossingen (Huxtable et al., 1996).

5.1.2 Taurine in cryopreservatiemiddelen

Taurine-oplossingen worden ook gebruikt bij de conservering van organen en celculturen met behulp van cryotechnologie (invriestechnologie). Talrijke studies hebben aangetoond dat het toevoegen van taurine aan conserveringsoplossingen de overlevingskans van cellen na ontdooien aanzienlijk verhoogt. De dosering varieert van 1 tot 20 mmol/l. Bovendien is gebleken dat hogere doseringen alleen zinvol zijn als de organen lange tijd worden bewaard. Dit verhoogt hun overlevingskans (Passantes, 1990; Jenztsch, 1988).

5.1.3 Taurine voor therapeutische toepassingen

Hoewel homeopathie in Japan nog een relatief jong concept is, wordt taurine nu gebruikt bij sommige hartaandoeningen en cardiovasculaire problemen als onderdeel van homeopathische behandelingen. Sommige studies hebben positieve effecten van taurine op de hartgezondheid aangetoond (Iwata, 1989). Deze effecten worden echter nog niet wetenschappelijk erkend.

6. Conclusie en slotwoorden

In dit artikel hebben we kunnen laten zien dat taurine meer is dan alleen een stof in energydrinks. We hebben gekeken naar de geschiedenis en biochemische rol van taurine in het lichaam en de betekenis ervan voor organen. Het heeft steeds meer populariteit gekregen en wordt gebruikt in de kracht- en fitnesssport, evenals in medische en therapeutische toepassingen. Er zijn veel positieve bevindingen over taurine binnen wetenschappelijk onderzoek, hoewel het belangrijk is op te merken dat veel studies zijn uitgevoerd bij dieren. Als een niet-proteïnogeen aminozuur zijn niet alle eigenschappen van taurine volledig begrepen en er is meer onderzoek nodig. Het blijft onduidelijk of taurine kan worden geclassificeerd als een neurotransmitter, zoals de structureel verwante neurotransmitters GABA en glycine.

We moeten afwachten wat toekomstig onderzoek en praktische ervaring nog zullen onthullen over taurine.