Aan de binnenkant van onze bloedvaten bevindt zich een koolhydraatrijk netwerk dat de glycocalyx wordt genoemd. Dit netwerk heeft verschillende functies, waaronder het beschermen van het endotheel en het reguleren van de permeabiliteit, het immuunsysteem, ontstekingen en vasodilatatie. Een goed werkende glycocalyx is dan ook essentieel voor een goede gezondheid. Volgens chemisch ingenieur Ivor Cummins en klinisch psycho-neuro-immunoloog Erik-Alexander Richter, leidt een koolhydraatrijke maaltijd binnen zes uur tot schade aan de glycocalyx. Wat is de glycocalyx? Hoe kun je deze meten? En is een koolhydraatrijke maaltijd schadelijk voor de glycocalyx?

 

Erik-Alexander Richter heeft voorafgaand aan publicatie de gelegenheid gekregen om  op het artikel te reageren. Dat heeft hij ook gedaan, maar dat was geen aanleiding om aanpassingen te maken. Zijn volledige reacties, en mijn reacties daarop, zijn wel in het artikel opgenomen.

 

Reactie van Erik-Alexander Richter

“Ik verwacht gezegd te hebben dat het met name Fructose zal zijn wat de schade direct of indirect veroorzaakt, naast koolhydraatrijk. De lezing was voor leken dus het is zeer aannemelijk dat ik eenvoudig taalgebruik heb gebezigd om het begrijpelijk te houden. Dan lijkt het minder accuraat. De boodschap is echter wel duidelijk. De correcte terminologie is niet te volgen voor leken. Het is inmiddels wel duidelijk dat de gebruikte afbeelding niet correct was en dus fout door mij overgenomen uit een andere presentatie.”

Sotokawauchi A, Matsui T, Higashimoto Y, Yamagishi SI. Fructose causes endothelial cell damage via activation of advanced glycation end products-receptor system. Diab Vasc Dis Res. 2019 Nov;16(6):556-561. (link)

Ting KKY. John Yudkin’s hypothesis: sugar is a major dietary culprit in the development of cardiovascular disease. Front Nutr. 2024 Jul 4;11:1407108. (link)

Nieuwdorp M, Holleman F, de Groot E, et al. Perturbation of hyaluronan metabolism predisposes patients with type 1 diabetes mellitus to atherosclerosis. Diabetologia. 2007 Jun;50(6):1288-93. (link)

Nieuwdorp M, Mooij HL, Kroon J et al. Endothelial glycocalyx damage coincides with microalbuminuria in type 1 diabetes. Diabetes. 2006 Apr;55(4):1127-32. (link)

“Chronic hyperglycemia underlies microvascular complications in patients with type 1 diabetes. The mechanisms leading to these vascular complications are not fully understood. Recently, we observed that acute hyperglycemia results in endothelial glycocalyx damage.“

Rob van Berkel

Ook in eenvoudig taalgebruik en in een andere presentatie zijn de afbeeldingen en de uitleg die erbij verteld wordt onjuist. De afbeeldingen in de lezing (vanaf 46:30 min.) die de afbraak van de glycocalyx na een koolhydraatrijke maaltijd zouden moeten aantonen komen heel ergens anders vandaan en hebben niets met de inname van een koolhydraatrijke maaltijd te maken. Het is ook niet zo dat er andere afbeeldingen zijn die dit wel zouden aantonen. Zo’n studie bestaat niet.

Wat de eerste twee studies (Sotokawauchi, et al. 2019 en Ting, et al. 2024) met het onderwerp (de glycocalyx) te maken hebben is mij onduidelijk. De discussie wordt daarmee breder getrokken naar fructose/suiker en hart- en vaatziekten, maar dat is toch wat anders.

De derde studie (Nieuwdorp, et al. 2007) laat zien dat bij deelnemers (10-72 jaar) met diabetes type 1 (n=99) de ‘carotide intima-media dikte‘ (cIMT), het HbA1c (8,3%), het hsCRP, het plasma-hyaluronan (onderdeel van de glycocalyx) en de hyaluronidase-activiteit waren verhoogd vergeleken met een op leeftijd en geslacht gematchte controlegroep (n=99). Dit kan duiden op een verstoring van de glycocalyx door hyperglycemie, hoewel de nuchtere bloedglucosespiegel helaas niet gemeten is. In een multivariate analyse werd overigens geen associatie gevonden tussen plasma-hyaluronan en cIMT.

In de vierde en laatste studie waar Richter naar verwijst (Nieuwdorp et al. 2006), en waarvan hij een deel van het abstract in vet heeft benadrukt, wordt verwezen naar een andere studie van dezelfde onderzoeksgroep die in dit artikel ook wordt aangehaald onder ‘Wat laten studies zien?‘:

“Een studie van Nieuwdorp laat zien dat het volume van de glycocalyx afneemt bij hyperglycemie [31]. Gezonde deelnemers (n=10) kregen daar een hyperglycemische klem om een bloedglucosespiegel van 16 mmol/l te verkrijgen en die zes uur lang te behouden. Die resultaten zijn niet te vertalen naar het eten van een koolhydraatrijke maaltijd (slecht ingestelde diabeten uitgezonderd).”

“After 6 h of hyperglycemic clamping, the systemic glycocalyx volume was reduced to ~50% of the baseline value. This reduction coincided with a rapid increase in circulating plasma levels of hyaluronan, an important constituent of the glycocalyx.”

De studie zelf vond overigens dat het volume (en de dikte) van de glycocalyx bij deelnemers (n=14) met al ongeveer 30 jaar diabetes type 1 en een nuchtere bloedglucosewaarde hadden van ca. 9,2 mmol/l duidelijk kleiner was vergeleken met de controlegroep (n=7) met een nuchtere bloedglucosewaarde van 5,1 mmol/l (n=7). De ernst ervan nam toe bij het gelijktijdig hebben van micro-albuminuria, gedefinieerd als een albumine/creatinine ratio van >2,5 mg/mmol in ochtendurine.

Dat (langdurige) hyperglycemie de gezondheid en de glycocalyx kan beschadigen is algemeen geaccepteerd en staat hier niet ter discussie. Er is echter een verschil tussen het eten van een ‘koolhydraatrijke maaltijd‘ zoals in de lezing door Richter (en Cummins) wordt verteld (normale fysiologie) en een bloedglucosewaarde die zes uur lang op 16 mmol/l wordt gehouden (pathologie).


Figuur: Bloedglucoserespons na een ontbijt met verschillende percentages koolhydraten door Chinese deelnemers (20-70 jaar) met normale (n=78) en verstoorde (n=55) glucosetolerantie. Ter vergelijking is bovenin met zwarte lijnen de nuchtere bloedglucosewaarde van 9,2 en 16,0 mmol/l aangegeven.

NGT  = normale glucosetolerantie: nuchtere bloedglucosewaarde <5,6 mmol/l en twee uur postprandiaal (OGTT) <7,8 mmol/l.
VGT = verstoorde glucosetolerantie: nuchtere bloedglucosewaarde tussen de 6,1 en 7,0 mmol/l en twee uur postprandiaal (OGTT) <7,8 mmol/l) en/of nuchtere bloedglucosewaarde ≤6,1 mmol/l en twee uur postprandiaal (OGTT) tussen de 7,8 en <11,1 mmol/l.

Er wordt gesproken van diabetes mellitus bij:

    • Twee nuchtere bloedglucosewaarden van ≥ 7,0 mmol/l op twee verschillende dagen.
    • Nuchtere bloedglucosewaarden van ≥ 7,0 mmol/l of willekeurige plasmaglucosewaarde ≥ 11,1 mmol/l in combinatie met klachten passend bij hyperglycemie.

Overgenomen, vertaald en aangevuld van: Kang X et al. Effects of different proportion of carbohydrate in breakfast on postprandial glucose excursion in normal glucose tolerance and impaired glucose regulation subjects. Diabetes Technol Ther. 2013 Jul;15(7):569-74.

Wat is de glycocalyx?

Iedere cel in het lichaam heeft op het buitenmembraan een gelachtige laag die de glycocalyx wordt genoemd. De voornaamste functies van die laag zijn bescherming tegen omgevingsfactoren en de celcommunicatie verzorgen tussen de omgeving en de cel. Met name op de binnenkant van bloedvaten (endotheliale glycocalyx) en op de darmwand komen de functies van de glycocalyx tot hun recht.

De endotheliale glycocalyx aan de binnenkant van bloedvaten (voortaan kortweg glycocalyx) bestaat uit een ruggengraat van glycoproteïnen en proteoglycanen (proteïnen met zijketens van glycosaminoglycanen), glycosaminoglycanen zoals hyaluronan en heparaan sulfaat waaraan onder meer plasma-eiwitten gebonden kunnen zijn (zie afbeelding 1) [1-5]:

  • Glycoproteïnen
    Glycoproteïnen zijn net als proteoglycanen de basiseiwitten (ruggengraat) van de glycocalyx die aan het celmembraan van endotheelcellen verankerd zitten. Ze verschillen van proteoglycanen doordat ze geglycosyleerd zijn met kleine, vertakte zijketens van koolhydraten in plaats van lange, onvertakte zijketens (biopolymeren). Aan het oppervlak van het endotheel zitten bijvoorbeeld selectines (E- en P-selectines), wat ook glycoproteïnen zijn. Selectines zijn celadhesiemoleculen (CAM) die een belangrijke rol spelen bij de regulatie van ontstekingen en immuunreacties door de communicatie te verzorgen tussen leukocyten, immuuncellen, en de endotheelcel. De receptor die bindt aan hyaluronan (CD44) is ook een glycoproteïne.
  • Proteoglycanen
    Proteoglycanen zijn net als glycoproteïnen basiseiwitten (ruggengraat) die aan het celmembraan van endotheelcellen verankerd zitten en waaraan verschillende zijketens van glycosaminoglycanen gebonden zijn. Er zijn veel verschillende soorten proteoglycanen (syndecanen 1 t/m 4, glypicanen 1 t/m 6, perlecanen, thrombomoduline en biglycanen), waarvan de syndycanen en glypicanen de twee belangrijkste families zijn [4]. Thrombomoduline is echter ook interessant omdat het anti-thrombotische eigenschappen heeft en bepaalt hoe goed de endotheliale ‘teflonlaag’ is.
  • Glycosaminoglycanen
    Glycosaminoglycanen zijn lange ketens die bestaan uit herhalende eenheden van disachariden. Omdat ze negatief geladen zijn kunnen ze interacties aangaan met positief geladen plasma-eiwitten. Glycosaminoglycanen die zich als zijketen binden aan proteoglycanen zijn onder andere heparaansulfaat en chondroïtinesulfaat. De glycosaminoglycanen van de glycocalyx bestaan voor 50-90% uit heparaan sulfaat en hyaluronan [5]. is een enzym dat verantwoordelijk is voor het knippen van heparaan sulfaat-ketens van de proteoglycanen.  Hyaluronan is een groot lineair molecuul dat zich niet bindt aan proteoglycanen, maar in plaats daarvan aan de heparaan sulfaat matrix. Het kan zeer veel water binden en draagt daarmee voor het grootste deel bij aan de dikte van de glycocalyx (tussen ongeveer 0.5 en 2-5 µm). Alleen met proteoglycanen, zoals met heparaan sulfaat ketens, wordt dit nooit dikker dan 50-100 nanometer. Dat is iets dikker dan de glycoproteïnelaag maximaal kan worden
  • Gebonden plasma-eiwitten en enzymen
    Eiwitten zoals albumine, fibrinogeen, fibronectine, trombomoduline, antitrombine III, superoxide dismutase en cel-adhesie moleculen hebben allemaal een wisselwerking met de glycosamineglycanen.

Figuur 1: Figuur van een gezonde glycocalyx waarbij er een balans is tussen opbouw en afbraak van glycosaminoglycanen en basiseiwitten en er een goede bescherming is (A) en figuur van een glycocalyx bij sepsis waarbij door onder andere inflammatie de afbraak van glycosaminoglycanen en basiseiwitten overheerst en de doorlaatbaarheid toeneemt en de bescherming afneemt (B). Figuur overgenomen van Lupa, et al [6]

 

Wat is de functie van de glycocalyx?

De dikte van de glycocalyx is ca. 0,5 -5,0 µm en is afhankelijk van de diameter van het bloedvat (in ieder geval bij slagaders), het vaatbed en het soort orgaan (zie afbeeldingen) [7]. In de hersenen is de glycocalyx bijvoorbeeld dikker dan in het hart, dat weer dikker is dan in de longen (zie afbeelding). Ook schuifspanning (shear stress) speelt hierbij een belangrijke rol. Het stromende bloed in de bloedvaten ondervindt een bepaalde weerstand wat leidt tot een kracht op de binnenbekleding van het endotheel. Deze kracht heet schuifspanning. In de bloedvaten wordt het netwerk actief gereguleerd door het endotheel en de bloedstroom, die op hun beurt de samenstelling en dikte van de glycocalyx moduleren. De glycocalyx heeft verschillende functies waaronder [1-6, 8]:

  • Het beschermen van het endotheel (barrière tussen bloed en vaatwand)
  • Het reguleren van de vasculaire permeabiliteit
  • Het reguleren van het immuunsysteem
  • Het reguleren van coagulatie (bloedklontering)
  • Het reguleren van inflammatie (ontstekingen)
  • Het reguleren van vasodilatatie (bloedvatverwijding, NO-productie)

De glycosaminoglycanen van de glycocalyx staan in contact met de bloedstroom en fungeren als ‘mechano-sensoren‘ en ‘mechano-transductoren’. De inter- en intracellulaire structuren van de glycocalyx reageren al op krachten van 1 tot verschillende piconewton (een piconewton = een biljoenste Newton) [9]. Indien nodig worden er signalen van de glycosaminoglycanen en proteoglycanen naar de binnenkant van de cel overgebracht wat tot verschillende intracellulaire processen leidt, waaronder de afgifte van stikstofoxide (NO) en aanpassingen van het cytoskelet (netwerk van vezels en buisjes dat de cel zijn vorm en stevigheid geeft).

De glycocalyx kan beschadigt raken door onder andere ontstekingen, oxidatie (ROS), geoxideerd LDL, hyperglycemie en een onvoldoende doorbloeding (ischemie). In acute situaties zoals verwondingen of infecties kan dit nuttig zijn omdat dit de interactie van endotheelcellen met leukocyten/trombocyten en de vorming van bloedklonters bevordert, In minder acute situaties leidt het echter vaker tot gezondheidsproblemen. Een beschadigde glycocalyx wordt gezien bij diabetes mellitus, atherosclerose, hypertensie, chronische nierziekten, kanker en sepsis, maar ook bij veroudering. Een intacte glycocalyx is dan ook belangrijk voor een goede gezondheid. Er is echter geen maat voor wat een goede of slechter glycocalyx is.

Het meten van de glycocalyx

Door middel van een elektronenmicroscoop, fluorescentiemicroscopie en andere ingewikkelde technieken kan een beeld gekregen worden van de glycocalyx. Dat blijft echter lastig omdat de glycocalyx erg kwetsbaar is wanneer het uit zijn omgeving wordt gehaald. Tijdens fixatie, dehydratatie, snijden en kleuringsprocedures kunnen namelijk gebonden plasma-eiwitten en glycosaminoglycanen verloren gaan [10]. Bij levende mensen is dat op die manier niet mogelijk. Een andere mogelijkheid is om te kijken naar de aanwezigheid van glycocalyx-componenten in het bloed zoals syndecan-1, syndecan-4, hepariaan sulfaat en een verhoogde heparinaseactiviteit, wat een teken van afbraak is. Daarnaast is er een non-invasieve meting beschikbaar waarvan de uitslag iets zegt over de kwaliteit van de glycocalyx. Die meting wordt gedaan met een systeem (GlycoCheck) dat bestaat uit een speciale video-microscoop die gekoppeld is aan geavanceerde software.

Eén maar die met de Glyco Check gemeten kan worden is de ‘perfused boundary region‘ (PBR), uitgedrukt in μm. Dit is een maat voor hoe makkelijk voorbij stromende rode bloedcellen zijdelings in de glycocalyx laag kunnen bewegen. Het zegt daarmee iets over de toegankelijkheid van de glycocalyx, die tijdelijk zeer toegankelijk kan zijn bij ‘gezonde‘ mensen en langdurig toegankelijk kan zijn bij ‘ongezonde‘ mensen, zoals bij mensen met diabetes type 2. Anders dan bij zeer zieke patiënten die op de intensive care liggen (waar de afbraak van de glycocalyx aanzienlijk is), was deze meting tot voor kort moeilijk te interpreteren. Nieuwe factoren die bij deze meting bepaald kunnen worden geven meer inzicht in de vroege veranderingen van deze laag. Samen met de uitkomsten van onder andere de hoeveelheid doorbloede haarvaatjes zijn vroegtijdige veranderingen nu beter op te sporen, alhoewel er meer onderzoek nodig is om het systeem bij bijvoorbeeld de huisarts te gaan gebruiken.

Wat is GlycoCheck?

Met GlycoCheck kan de vasculaire gezondheid gemeten en berekend worden. Het is een systeem dat bestaat uit een speciale ‘sidestream dark field imaging‘ (SDF) video-microscoop die is aangesloten op een computer met geavanceerde software welke automatisch de juiste beelden opslaat en verder analyseert. SDF is een geavanceerde beeldvormingstechniek die wordt gebruikt om de microcirculatie in weefsels te visualiseren. De ‘dark field‘ techniek zorgt ervoor dat alleen het licht dat wordt verstrooid door de structuren waar  interesse in is wordt verzameld. Dit zorgt ervoor dat de beeldvorming van bijvoorbeeld de bloedvaten in de huid of andere oppervlakken scherp en helder is, terwijl de achtergrond donker blijft.

De video-microscoop ziet eruit als een handpistool (zie afbeelding) waarvan de ‘loop‘ onder de tong wordt geplaatst (sublinguaal) omdat de haarvaatjes daar dicht aan het oppervlak liggen. De video-microscoop zendt vervolgens een groen stroboscopisch licht uit met een frequentie van 540 nm. Deze lichtfrequentie wordt door het hemoglobine in rode bloedcellen geabsorbeerd, maar niet door de directe omgeving die het reflecteert. Dit gereflecteerde licht wordt door de video-microscoop opgevangen en gebruikt om rode bloedcellen te detecteren en af te beelden (zie video-fragment).

De video-microscoop maakt opnames van haarvaten met een diameter tussen de 4-25 µm (23 frames/seconde). Haarvaatjes zijn soms zo dun, waardoor een rode bloedcel (ca. 7-8 µm) moet worden samengedrukt om erdoor te kunnen.  De software detecteert vervolgens automatisch om de 10 µm alle geschikte bloedvatsegmenten. Dat wil zeggen alle opnames met een goede focus, scherpte en lichtintensiteit. Iedere opname bevat 40 frames met een gemiddeld aantal geschikte  bloedvatsegmenten van 300. Aangezien er 3.000 geschikte bloedvatsegmenten nodig zijn voor de berekeningen zijn er in totaal tien opnames nodig. Wanneer er voldoende (> 3.000) bloedvatsegmenten verzameld zijn stopt de opname. Een complete opname duur tussen de 1-5 minuten. De belangrijkste uitkomst is de dikte van de glycocalyx (PBR), maar andere uitkomsten zijn onder andere de ‘Capillaire dichtheid‘ (CD), de ‘Capilair Bloedvolume Dynamisch‘ (CBD), de ‘Capilair Bloedvolume Reserve‘ (CBR) en de ‘Microvasculaire Totale Gezondheidsscore‘ (MTG).

  • Perfused Boundary Region (PBR)
    De luminale zijde van de glycocalyx bestaat uit een laag waar rode bloedcellen in kunnen doordringen. Deze diameter daarvan heet de ‘perfused diameter‘ De laag eronder is ondoordringbaar voor rode bloedcellen en biedt daarmee bescherming. De software berekent de laterale beweging van de rode bloedcellen in het doordringbare deel van de glycocalyx, uitgedrukt als de ‘perfused boundary region‘ (PBR) in μm. De formule om de PBR te berekenen is: PBR= (perfused diameter − mediane diameter van rode bloedcellen)/2. Een afname van de glycocalyx laat een groter aantal rode bloedcellen toe om dieper in het endotheel door te dringen, wat zich vertaalt in een toename van de PBR-waarde (zie figuur 2). Een hoge PBR betekent dus dat de rode bloedcellen dieper doordringen in de glycocalyx, wat kan duiden op een aangetaste glycocalyx met verminderde barrière-eigenschappen.
  • Capillaire dichtheid (CD)
    De capillaire dichtheid is de lengte van de geïdentificeerde haarvaten met een diameter van 4-6 µm, uitgedrukt in µm per vierkante millimeter in ieder frame van 10 µm. Een verlaagde capillaire dichtheid wordt beschouwd als een indicatie van vasculaire endotheelschade en een atherogeen risicoprofiel [11].
  • Capillair Bloedvolume Dynamisch (CBD)
    De CBD geeft het maximaal capillair bloedvolume aan wanneer de bloeddoorstroming toeneemt.
  • Capillair Bloedvolume Reserve (CBR)
    De CBVC geeft het extra aantal haarvaten dat kan worden ingeschakeld wanneer de bloeddoorstroming toeneemt. Dit geeft de maximale functionele capaciteit van het capillaire netwerk.
  • Microvasculaire Totale Gezondheidsscore (MTG)
    De MTG is een overall score gebaseerd op de ‘Capillaire Dichtheid‘ (CD), de ‘Capillair Bloedvolume Reserve‘ (CBR) en de ‘Perfused Boundary Region‘ (PBR).

Figuur 2: Schematisch overzicht van de endotheliale glycocalyx. Aangegeven staat de ondoordringbare laag van de glycocalyx (Cell-Impermeabele Glycocalyx), de ‘Erythrocyte Column Diameter’ (ECD), de ‘Perfused Boundery Regio’ (PBR) en de ‘Total Perfused Diameter’ (TPD). Bij een dunnere endotheliale glycocalyx kunnen rode bloedcellen dieper doordringen waardoor de PBR toeneemt. Figuur overgenomen van Banerjee et al [12]

Associatie met ziekte

Een prospectieve studie met 600 deelnemers laat zien dat een dikkere glycocalyx (lagere PBR) na zes jaar follow-up geassocieerd is met minder ‘major adverse cardiac event‘ (MACE), gecorrigeerd voor verschillende confounders [13]. Cross-sectionele studies laten zien dat dialysepatiënten en patiënten met microvasculaire angina, systemische sclerose (auto-immuunziekte waarbij ontstekingen en verharding in het bindweefseloptreden) en zwangere vrouwen met beginnende zwangerschapsvergiftiging een hogere PBR hebben dan een gezonde controlegroep [14-17]. Andere cross-sectionele studies vinden echter niet dat patiënten met (verstopte) kransslagaderen, een doorgemaakte beroerte en lacunair herseninfarct (kleine ischemische herseninfarcten met een diameter van 15 millimeter of minder), hypertensie, diabetes type 2 en obesitas (BMI ≥30kg/m²) een hogere PBR hebben dan een gezonde controlegroep (uitgezonderd enkele subanalyses) [17-20].

Reproduceerbaarheid

De kwaliteit van een meetinstrument is afhankelijk van de betrouwbaarheid ervan. Kunnen de resultaten na herhaaldelijk meten door dezelfde persoon gereproduceerd worden of worden er dan verschillende resultaten gevonden (IntraB). En geldt dat ook wanneer verschillende personen de meting uitvoeren (InterB)? Dat is voor de PBR een aantal keer op net weer wat andere manieren onderzocht [21-26].  Samengevat kan gesteld worden dat de betrouwbaarheid van een enkele meting slecht tot matig is, maar dat de betrouwbaarheid toeneemt tot matig tot goed bij een gemiddelde van drie metingen of meer.

Als uitkomstmaat voor de reproduceerbaarheid van de PBR is er meestal gekeken naar de ‘Intraclass Correlation Coefficient’ (ICC). Die kan van 0,00 tot en met 1,00 lopen. ICC <0,50=slecht, ICC 0,50-0,75=matig, ICC>0,75=goed.

  • Bij volwassen patiënten die op de Intensive Care (IC) lagen was de IntraB voor een enkele meting slecht tot matig (ICC < 0,39-0,57), maar werd goed bij drie metingen (ICC=0,66-0,80) [21]. De auteurs geven dan ook aan dat de resultaten impliceren dat drie opeenvolgende metingen nodig zijn om een betrouwbare PBR te verkrijgen. Ook geven ze aan dat niet garandeert kan worden dat geleidelijke veranderingen, die klinisch relevant zijn, altijd gedetecteerd zullen worden bij individuele patiënten.
  • In een andere studie met patiënten die op de IC lagen, maar minder ernstig ziek waren, was de IntraB voor twee metingen goed (ICC=0,77), net als de InterB tussen artsen en verplegers (ICC=0,75) [22].
  • In een studie met verschillende bevolkingsgroepen (uit de Helius-studie) en vrijwilligers was de IntraB voor twee metingen (gescheiden door een minuut) slecht (ICC=0,33) en na zes metingen (gescheiden door 3 minuten) nog wat slechter (ICC=0,24) [23]. Ook de InterB was bij twee metingen slecht (ICC=0,26). De auteurs geven aan dat de ‘standaardfout van het gemiddelde‘ (SED), 0,18 μm was voor de IntraB en 0,20 μm voor de InterB. Deze waarden liggen zeer dicht bij alle significante verschillen in PBR tussen klinisch verschillende groepen patiënten die in eerdere studies zijn gerapporteerd. Er is ook naar het effect van een maaltijd op de PBR. De maaltijd bestond uit 200 ml sinaasappelsap 84 kcal), 30 gram roomkaas met crackers (145 kcal) en een krentenbol (150 kcal) en bevatte in totaal ongeveer 390 kcal. Vooraf en een uur na de maaltijd werd de PBR gemeten. Een significant verschil werd niet gevonden (1,88 versus 1,84 µm).
  • In een studie met gezonde mensen was de IntraB voor afzonderlijke metingen van de PBR slecht (ICC < 0,4), maar nam toe tot matig (ICC 0,65) bij drie metingen [24]. De InterB werd als redelijk beoordeeld (ICC=0,53). De auteurs gaven aan dat GlycoCheck een aanvaardbare betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid had op populatieniveau wanneer bij gemiddeld drie opeenvolgende metingen.
  • Bij gezonde rokers was de IntraB (dag-tot-dag-variatie) voor een enkele meting slecht (ICC=0,30), maar werd matig bij drie (ICC=0,54) en 5 metingen (ICC=0,59) [25]. In deze studie werd ook gevonden dat roken (tot 40-180 minuten), een energierijke maaltijd (1.000 kcal waarvan de helft vet) en koffie (75 mg cafeïne) de PBR verlagen.
  • Bij zwangere vrouwen (27-39 weken zwanger) was de IntraB voor een enkele meting slechts (ICC<0,50), maar steeg bij drie metingen tot matig tot goed voor haarvaten tussen de 9 en 18 µm, maar bleef slecht voor de kleinere en grotere haarvaten [16].

Volgens Cummins beschadigt een koolhydraatrijke maaltijd de glycocalyx

In een publiekslezing zegt Ivor Cummins (chemisch ingenieur), bekend van onder andere ‘The Fat Emperor‘, dat een koolhydraatrijke maaltijd binnen zes uur de glycocalyx beschadigt bij “real humans” [26]. Dat baseert hij op een studie met mensen waarvan hij afbeeldingen toont. Daarop zou te zien zijn dat de glycocalyx na 2, 4 en 6 uur na het eten van een koolhydraatrijke maaltijd afneemt (zie afbeelding 1) [26]:

“So, here is a group who are developing things to help the glycocalyx (I have no connections to them). The effect of a high carb meal. Here is your normal glycocalyx, two hours later, four and six hours later. And these are actually scans taken, that’s what happens. And particular hyperglycemia and high sugar has been shown to damage it. You know if your blood sugar levels are normally, the glycocalyx is happy. It is actually not so happy really low glucose, it’s slightly not so happy. It likes glucose there. But if you bring the glucose a little higher, suddenly it doesn’t like it, so that’s the kind of relationship. Body takes eight to twelve hours to recover this situation and these guys have scant real humans.”

Te zien is dat de slide afkomstig is van het bedrijf Calroy dat het voedingssupplement Arterosil HP in het assortiment heeft voor de ondersteuning van de glycocalyx [27]. Het is een interessant resultaat, maar de verwijzing naar de studie ontbreekt helaas. Die zou je op zijn minst gelezen moeten hebben om de resultaten op een juiste manier te kunnen interpreteren. Wat was bijvoorbeeld het effect bij een koolhydraat-arme maaltijd? En wat voor soort koolhydraten waren het, in welke hoeveelheden, bij welke bloedglucoseconcentratie, bij wie precies en hoe is het überhaupt gemeten? Al die informatie ontbreekt nu. De kijker moet Cummins nu op zijn woord geloven.

 

Afbeelding 1: Presentatie van Cummings waarin hij aangeeft dat een koolhydraatrijke maaltijd de glycocalyx beschadigt [26].

 

Volgens Richter beschadigt een koolhydraatrijke maaltijd de glycocalyx

In een educatieve Zoom-meeting voor het supplementenmerk Eqology vertelt ook Erik-Alexander Richter (klinisch Psycho Neuro Immunoloog) dat een koolhydraatrijke maaltijd de glycocalyx afbreekt [28]. Daarvoor gebruikt hij dezelfde afbeeldingen (slide) als Cummins (zie afbeelding 2) [28]:

“The next sheet, pay attention. A high carb meal, this is the normal glycocalyx, then two, four and six hours later. Look what happened. So this is why high carb meals is not the best thing. So if people tell you avoid eating animal protein because it contains cholesterol which is bad for your arteries. Then what do we replace the calories with? With carbohydrates. And even if their good carbohydrates so to say, they still damage it. Now, what happened, what is the worst of your blood pressure? We always said the intake of salt. But it is the lack of sunshine, and it is the drinking of those high carb stuff, like Coca Cola or any of these drinks because they loaded with high fructose corn syrup, thats the sweetnes and these kill these glycocalyx and then automatically your blood pressure go up.”

Op de slide is nog net te lezen ‘arterosil.com’,  Ook is nog net te lezen ’Ivor Cummins Low Carb Houston 2018’. De slide is namelijk afkomstig van de presentatie van Cummins.

 

Afbeelding 2: Slide tijdens een presentatie van Richter waarin hij aangeeft dat een koolhydraatrijke maaltijd de glycocalyx beschadigt [28].

 

Reactie Erik-Alexander Richter

“Foute afbeelding maar het effect is er wel, zie de studies die ik boven heb vermeld. Het effect op de bloeddruk is indirect (oa via de darmen (dacht GLP-1) maar is er wel degelijk. Gebrek aan zonlicht remt sterk eNOS af. Evenzo gebruik van antibacterieel mondspoelwater. Gebruik van de HFCS kan leiden tot mede leverproblemen (NAFLD) maar ook tot Gout. (PIECES O THE PUZZLE)”

“PIECES OF THE PUZZLE
The general features of hyperglycemia-induced tissue damage are shown schematically in Fig. 1. The DCCT (Diabetes Control and Complications Trial) and the UKPDS (U.K. Prospective Diabetes Study) established that hyperglycemia, shown on the far left of the figure, is the initiating cause of the diabetic tissue damage that we see clinically, shown on the far right (1,2). Although this process is modified by both genetic determinants of individual susceptibility, shown in the top box, and by independent accelerating factors such as hypertension, shown in the bottom box, today I will concentrate on the inner boxes, the mechanisms that mediate the tissue-damaging effects of hyperglycemia.”

Brownlee M. The pathobiology of diabetic complications: a unifying mechanism. Diabetes. 2005 Jun;54(6):1615-25. (link)

Rob van Berkel

Van de review/lezing die wordt aangehaald (Brownlee, 2005) wordt een deel geciteerd dat gaat over de pathologie van complicaties bij diabetes. Het is duidelijk dat hyperglycemie hierbij een rol speelt. De diagnose en behandeling is daarop gebaseerd. Maar dat betekent niet dat een koolhydraatrijke maaltijd de glycocalyx beschadigt. In principe is het lichaam goed in staat om hyperglycemie na het eten van een koolhydraatrijke maaltijd te voorkomen. Pathologie wordt hier weer vertaald naar normale fysiologie. Ook het bloeddrukverhogende effect van koolhydraten (wat een heterogene groep is) ligt genuanceerder en wordt veelal niet gevonden:

Teunissen-Beekman KF, Dopheide J, Geleijnse JM, et al. Blood pressure decreases more after high-carbohydrate meals than after high-protein meals in overweight adults with elevated blood pressure, but there is no difference after 4 weeks of consuming a carbohydrate-rich or protein-rich diet. J Nutr. 2013 Apr;143(4):424-9. (link)

Yang Q, Lang X, Li W, Liang Y. The effects of low-fat, high-carbohydrate diets vs. low-carbohydrate, high-fat diets on weight, blood pressure, serum liquids and blood glucose: a systematic review and meta-analysis. Eur J Clin Nutr. 2022 Jan;76(1):16-27. (link)

Amini MR, Askarpour M, Ghalandari H, et al. Effect of ketogenic diet on blood pressure: A GRADE-Assessed systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2024 Apr;34(4):823-837. (link)

Dat geldt ook voor het effect van fructose op NAFLD, zolang er sprake is van isocalorische vervanging en geen overvoeding:

Jin R, Welsh JA, Le NA, et al. Dietary fructose reduction improves markers of cardiovascular disease risk in Hispanic-American adolescents with NAFLD. Nutrients. 2014 Aug 8;6(8):3187-201. (link)

Chung M, Ma J, Patel K, et al. Fructose, high-fructose corn syrup, sucrose, and nonalcoholic fatty liver disease or indexes of liver health: a systematic review and meta-analysis. Am J Clin Nutr. 2014 Sep;100(3):833-49. (link)

Choo VL, Sievenpiper JL. The ecologic validity of fructose feeding trials: supraphysiological feeding of fructose in human trials requires careful consideration when drawing conclusions on cardiometabolic risk. Front Nutr. 2015 May 6;2:12. (link)

Smajis S, Gajdošík M, Pfleger L, et al. Metabolic effects of a prolonged, very-high-dose dietary fructose challenge in healthy subjects. Am J Clin Nutr. 2020 Feb 1;111(2):369-377. (link)

Lee D, Chiavaroli L, Ayoub-Charette S, et al. Important Food Sources of Fructose-Containing Sugars and Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis of Controlled Trials. Nutrients. 2022 Jul 12;14(14):2846. (link)

Wat is de herkomst van die afbeeldingen?

De vier afbeeldingen van de glycocalyx komen uit een publicatie van een Nederlandse onderzoeksgroep (Mirella Gouverneur et al) uit 2006 (zie afbeelding 3) [29]. Het betreft een review over de beschermende effecten van de glycocalyx, met speciale aandacht voor het effect van schuifspanning (shear stress) op de dikte van de glycocalyx[29]:

“The endothelial glycocalyx exerts a wide array of vasculoprotective effects via inhibition of coagulation and leucocyte adhesion, by contributing to the vascular permeability barrier and by mediating shear stress-induced NO release. In this review, we will focus on the relationship between fluid shear stress and the endothelial glycocalyx. We will address the hypothesis that modulation of glycocalyx synthesis by fluid shear stress may contribute to thinner glycocalyces, and therefore more vulnerable endothelium, at lesion-prone sites of arterial bifurcations. Finally, we will discuss the effects of known atherogenic stimuli such as hyperglycaemia on whole body glycocalyx volume in humans and its effect on endothelial function.”

 

Afbeelding 3: Publicatie van Gouverneur et al, waarin te zien is dat er een grote variatie is in dikte van de glycocalyx [29]. Klik op de afbeelding voor een vergroting.  

De vier afbeeldingen van de glycocalyx zijn gemaakt met een elektronenmicroscoop, om de variabiliteit van de glycocalyx te laten zien die je krijgt met kleurtechniek. Met het eten van een koolhydraatrijke maaltijd heeft het niets te maken. Op de vier afbeeldingen zijn telkens verschillende endotheelcellen met glycocalyx te zien en niet telkens dezelfde die na 2, 4 en 6 uur na het eten van een koolhydraatrijke maaltijd afgenomen zijn om het effect te zien. De vraag is anders ook hoe je voorafgaand aan een koolhydraatrijke maaltijd en na 2, 4 en 6 uur eenzelfde deel van de glycocalyx kunt uitnemen, preparen en visualiseren?

Het is overigens niet de glycocalyx van een mens zoals wordt beweerd. Hoe kom je daar namelijk aan? De glycocalyx is zeer kwetsbaar en raakt gemakkelijk beschadigd of uitgedroogd. Daardoor is het ook moeilijk om de structuur ervan zichtbaar te maken en te bestuderen. Bovendien is de glycocalyx niet iets statisch. Die kan veranderen, afhankelijk van wat er in de lokale omgeving gebeurt. Blijft de lokale omgeving stabiel, dan zal de glycocalyx ook stabiel blijven. Bij een veranderende lokale omgeving zak de glycocalyx zich aanpassen.

De gehele slide met tekst is afkomstig van Arterosil (tegenwoordig Calroy Health Sciences) ter promotie van hun product [30]. Dat het de studieresultaten zouden zijn na het eten van een koolhydraatrijke maaltijd is verzonnen/blindelings overgenomen. De rechthebbende van de afbeeldingen heeft daarom met de juridische dienst contact opgenomen van het bedrijf [30]. Helaas blijft deze slide met misleidende tekst nog steeds opduiken.

Wat laten studies zien?

Er is een verschil tussen de koolhydraatinname en de bloedglucosespiegel. Bekend is dat tijdens een maaltijd de glycocalyx toegankelijker wordt voor het transport van voedingsstoffen naar het endotheel. Dit gebeurt onder andere via insuline. Dit hoeft echter niet te leiden tot afbraak van de glycocalyx. Meestal gebeurt dat pas bij chronisch verhoogde bloedglucosewaarden (zoals bij slecht ingestelde diabetes mellitus) waarbij eiwitten geoxideerd worden. De biomarker HbA1c is daarvoor een goede marker.

Een studie van Nieuwdorp laat zien dat het volume van de glycocalyx afneemt bij hyperglycemie [31]. Gezonde deelnemers (n=10) kregen daar een hyperglycemische klem om een bloedglucosespiegel van 16 mmol/l te verkrijgen en die zes uur lang te behouden. Die resultaten zijn niet te vertalen naar het eten van een koolhydraatrijke maaltijd (slecht ingestelde diabeten uitgezonderd).

“After 6 h of hyperglycemic clamping, the systemic glycocalyx volume was reduced to ~50% of the baseline value. This reduction coincided with a rapid increase in circulating plasma levels of hyaluronan, an important constituent of the glycocalyx.”

Een studie met muizen laat zien dat een vet- en cholesterolrijke voeding de dikte van de glycocalyx na 6 weken deed afnemen, vergeleken met een vetarme voeding [32]. Dit werd ook gevonden in een studie met ratten die gedurende 12 weken een cholesterolrijke voeding kregen [33]. En ook een te hoge natrium-inname lijkt een nadelig effect te hebben op de glycocalyx [34, 35].

“Excessive salt due to salt overload may also lead to rapid degradation of the endothelial glycocalyx, resulting in an endothelial dysfunction and consequent cardiovascular disease. This makes dietary modification, particularly reducing sodium-salt intake or using substitutes for dietary salt, a key strategy for preserving glycocalyx integrity.”

Kan voeding de glycocalyx beschermen?

Er is weinig goed onderzoek gedaan naar de effecten van voeding en voedingssupplementen op de dikte en het functioneren van glycocalyx. Dat komt onder andere omdat het moeilijk te onderzoeken is. Er zijn voorzichtige aanwijzingen dat vitamine D, omega-3 vetzuren, probiotica, sulfaat en nitraat een gunstig effect kunnen hebben, maar meer onderzoek is nodig. Dat geldt ook voor gewichtsverlies, een gezond voedingspatroon en ‘Time Restricted Eating’ (TRE). De aanwijzingen zijn voornamelijk gebaseerd op de gunstige effecten die gevonden worden op inflammatie, glucosehuishouding, bloeddruk, etc [36]. Of de betreffende voeding(ssupplementen) en voedingspatronen via de glycocalyx hun gunstige effect uitoefenen is niet onderzocht en daardoor onduidelijk.

Endocalyx Pro

Naar het effect van het voedingssupplement ‘Endocalyx Pro‘ van het bedrijf ‘Microvascular Health Solutions‘ (zie etiket) is, na positieve aanwijzingen uit een muizenstudie [37] wel wat beter onderzoek gedaan bij mensen. Overigens met wisselende resultaten op de glycocalyx (PBR) (zie studies 1-4). Dit voedingssupplement bestaat onder andere uit a) glucosamine sulfaat als bouwstof van de glycocalyx, b) fucoidan om de glycocalyx te herstellen en afbraak ervan te voorkomen en c) antioxidanten. Vergelijkbare voedingssupplementen zijn ‘Arterosil HP‘ (met als hoofdingrediënt het groene zeewierextract Monostroma nitidum) van ‘Calroy‘ (zie etiket) en het, volgens de fabrikant verbeterde, ‘ReVasca‘ van ‘The Glycocalyx Research Institute‘ (zie etiket) [https://www.glycocalyx.com/#research]:

“In summary, ReVasca™ represents a significant step forward in glycocalyx health, promising to offer enhanced benefits over its predecessors, Arterosil and Endocalyx Pro both formulated by Dr. Hans Vink and Robert Long.”

Endocalyx Pro (ECX) is een voedingssupplement dat gericht is op het onderhouden en repareren van de glycocalyx [38]. Het bestaat uit een wereldwijd gepatenteerde formule (zie tabel 1).

 

IngrediëntHoeveelheid*Opmerking
Fucoïdaan106,25 mgAfkomstig van het bruine zeewier Laminaria japonica
Hyaluronan17,5 mg
OxxyneaOMD-MVHS Blend
  Superoxide dismutase (SOD)
  Polyfenolische enzymen 		120 mg 

Afkomstig van olijven, druiven en artisjokken

Glucosamine sulfate375 mgAfkomstig van maïs
Siliciumdioxide2 mg
Microkristallijne cellulose130 mg

Tabel 1: Ingrediënten en hoeveelheden ervan in Endocalyx Pro (ECX).
* per capsule

 

Veronderstelde mechanismen zijn a) het herstel van glycocalyxcomponenten, b) een verminderde oxidatieve stress, c) een verhoging van de productie van heparaansulfaat (door de werking van fucoïdaan en glucosamine) en d) het voorkomen van glycocalyx-degradatie. Het advies is om dagelijks vier capsules te nemen. Bij voorkeur twee in de ochtend en twee in de avond. Het effect van ECX op de conditie/dikte van de glycocalyx is in RCT’s onderzocht met behulp van een speciale digitale video-microscoop en software (GlycoCheck), met regelmatig teleurstellende resultaten (zie studies 1-4). Ook zijn er een paar studies die nog lopen.

In deze  Nederlandse studie zijn 56 deelnemers (60 ± 7 jaar) met diabetes type 2 en van Zuid-Aziatische of Surinaamse afkomst gedurende drie maanden in drie groepen gedeeld [39]:

  • Het ECX-supplement (vier capsules/dag) (n=19)
  • Een vasten-variant. Dit betreft het volgen van een energiebeperkt dieet gedurende vijf dagen, wat iedere maand herhaald werd. In totaal werd het dus drie keer gevolgd. Het bestond uit plantaardige voeding met weinig eiwitten in de vorm van energierepen, soepen op basis van groenten, boerenkoolchips, olijven, energiedrankjes, een supplement en natuurlijke thee. De eerste dag bevatte 1.090 kcal  34% koolhydraten, 56% vet en 10% eiwit) en dag twee tot en met vijf waren identiek qua samenstelling en leverden 725 kcal (47% koolhydraten, 44% vet en 9% eiwit) (n=19)
  • Een placebo (n=18)

Er is gekozen voor deze groep deelnemers omdat ze behoren tot de hoog risicogroep wat betreft vasculaire complicaties. Alle deelnemers gebruikten glucose-verlagende medicatie en hadden een bewezen albuminurie. Als uitkomst is er gekeken naar verschillen in a) de dikte van de glycocalyx (PBR), b) de algemene microvasculaire gezondheidsscore (MVHS) en het ‘Capillary Blood Volume‘ (CBV).

Resultaten

  • Het ECX-supplement leidde niet tot verschillen van de PBR, de MVHS en de CBV vergeleken met baseline.
  • Het ECX-supplement leidde tot verbeteringen van de PBR (dynamisch, niet statisch), de MVHS en de CBV vergeleken met placebo. Dit kwam mogelijk omdat in de placebogroep significante verslechteringen werden gevonden op die uitkomsten vergeleken met baseline.
  • Het ECX-supplement leidde niet tot verschillen op markers die gerelateerd zijn aan de degradatie en afbraak van de glycocalyx (HPSE-1, HYAL-1, HYAL-4, ANG2, sTM) vergeleken met de placebo.
  • Het ECX-supplement leidde niet tot verschillen op BMI, bloeddruk, nuchtere glucose, HbA1c, bloedlipiden (totaal-, LDL-, HDL, cholesterol en triglyceriden), hsCRP en IGF-1 vergeleken met de placebo.

 

Klik op de tabel voor een vergroting.

Beperkingen

  • Van de 56 deelnemers hebben er 46 de studie afgerond die zijn meegenomen in de analyse.
  • Het aantal deelnemers was klein en de studieduur relatief kort. Grotere en langer durende studies zijn nodig om de resultaten te bevestigen.
  • De conditie van de glycocalyx is alleen in de haarvaten onder de tong gemeten.
  • De studie laat geen duidelijke klinische voordelen zien voor de gezondheid.
  • De resultaten zijn niet zomaar te vertalen naar andere populaties (etniciteiten).
  • Auteur Vink is de oprichter en directeur van het GlycoCalyx Research Institute LLC dat een deel van de technologie ontwikkelt en distribueert die werd gebruikt in de studie. Vink is ook patenthouder van het ECX-supplement.

In deze  pilotstudie zijn 23 ouderen (66 ± 7 jaar) gedurende drie maanden in twee groepen gedeeld [40]:

  • Het ECX-supplement (zes capsules/dag) (n=12)
  • Een placebo dat bestond uit rijstextract en groentepoeder me magnesium stearaat (n=11)

Er is gekozen voor deze groep deelnemers omdat veroudering op hogere leeftijd het risico op hart- en vaatziekten verhoogt, deels mogelijk vanwege een verminderde dikte van de glycocalyx en endotheeldisfunctie. Als uitkomst is er gekeken naar verschillen in a) de dikte van de glycocalyx (PBR), b) de endotheelfunctie, uitgedrukt als ‘flow-mediated dilation‘ (FMD) en de vaatwandstijfheid van de aderen uitgedrukt als ‘pulse wave velocity‘ (PWV).

Resultaten

  • Het ECX-supplement leidde niet tot verschillen van de PBR (4-25, 4-7 en 10-25 µm) vergeleken met de placebo.
  • Het ECX-supplement leidde niet tot verschillen in de FMD en PWV vergeleken met de placebo.

Beperkingen

  • Het aantal deelnemers was klein en de studieduur relatief kort. Grotere en langer durende studies zijn nodig om de resultaten te bevestigen.
  • De conditie van de glycocalyx is alleen in de haarvaten onder de tong gemeten.
  • De studie laat geen duidelijke klinische voordelen zien voor de gezondheid.
  • De resultaten zijn niet zomaar te vertalen naar andere populaties (jongeren).

In deze studie zijn 56 deelnemers (54,5 ± 8,8 jaar) met psoriasis gedurende vier maanden in twee groepen gedeeld [41]:

  • Het ECX-supplement (vier capsules/dag) (n=28)
  • Een placebo dat bestond uit rijstextract, rijstschillen, Arabische gom, zonnebloemolie, rijstmeel en magnesium stearaat (n=28)

Er is gekozen voor deelnemers met psoriasis omdat psoriasis gepaard gaat met inflammatie wat nadelig is voor de glycocalyx.  Alle deelnemers gebruikten voor hun psoriasis biologicals (IL-17, IL23 en TNF-remmers), wat synthetische lichaamseigen eiwitten zijn die de werking van ontstekingseiwitten of afweercellen remmen. Als uitkomst is er gekeken naar verschillen in a) de dikte van de glycocalyx (PBR), b) de vaatwandstijfheid van de aderen (‘pulse wave velocity‘ en ‘augmentation index‘) en c) de ernst van de psoriasis (PASI-score)

Resultaten

  • Het ECX-supplement leidde tot een verbetering van de PBR vergeleken met de placebo. Dit werd gevonden in alle gemeten diameters van de haarvaten (4-25, 4-9, 10-19, 20-25 µm).
  • Het ECX-supplement leidde tot een verbetering van de vaatwandstijfheid van de aderen vergeleken met de placebo.
  • Beide groepen rapporteerden een vergelijkbare verbetering van de ernst van de psoriasis.

 

Klik op de tabel voor een vergroting

 

Beperkingen

  • Van de 56 deelnemers hebben er 50 de studie afgerond die zijn meegenomen in de analyse.
  • Het aantal deelnemers was klein en de studieduur relatief kort. Grotere en langerdurende studies zijn nodig om de resultaten te bevestigen.
  • De conditie van de glycocalyx is alleen in de haarvaten onder de tong gemeten.
  • De studie laat geen duidelijke klinische voordelen zien voor de gezondheid.
  • De resultaten zijn niet zomaar te vertalen naar andere populaties.
  • De auteurs Vink en Long zijn de oprichters en directeuren van het GlycoCalyx Research Institute LLC dat een deel van de technologie ontwikkelt en distribueert die werd gebruikt in de studie. Ze zijn ook patenthouder van het ECX-supplement.

Deze studie bestaat uit een serie dierstudies en een humane studie. De humane studie zal hier worden besproken. In die studie zijn 24 veteranen (45-74 jaar) met diabetes type 2 en overgewicht/obesitas twee maanden in twee groepen gedeeld [42]:

  • Het ECX-supplement (drie capsules/dag) (n=12)
  • Een placebo (n=12)

Er is gekozen voor deze groep deelnemers omdat ze behoren tot de hoog risicogroep wat betreft vasculaire complicaties. Als uitkomst is naar uiteenlopende uitkomstmaten voor de conditie van bloedvaten gekeken en naar de dikte van de glycocalyx (PBR),  de algemene microvasculaire gezondheidsscore (MVHS) en het ‘capillary blood volume‘ (CBV).

Resultaten

  • Het ECX-supplement leidde niet tot verschillen van de PBR, de MVHS en de CBV vergeleken met baseline.
  • Het ECX-supplement leidde niet tot verbeteringen van de PBR (dynamisch, niet statisch), de MVHS en de CBV en andere uitkomsten vergeleken met placebo:

“Our pilot study, while smallin sample size, involved multiple vascular outcomes, includ-ing FMD in the brachial and superficial femoral arteries,insulin-stimulated leg blood flow and skeletal muscle perfu-sion via Doppler and contrast-enhanced ultrasound, andarterial stiffness as assessed using cfPWV. Despite the com-prehensive vascular phenotyping, the results consistentlydemonstrated a lack of an effect of DSGP. Likewise, the inter-vention did not beneficially impact body composition, meta-bolic outcomes, or lipid profiles. Neither resting (Table 1) norambulatory blood pressure (Table 2) were affected by DSGP.”

“The primary findings of this investigation are that DSGPincreases endothelial glycocalyx length, improves FMD, andreduces arterial stiffness in db/db mice, a rodent model ofT2D. However, these observations are not translatable toindividuals with T2D. Indeed, 8 wk of DSGP did not enhancethe endothelial glycocalyx, nor improve any indices of vas-cular function in Veterans with T2D.”

 

Klik op de tabel voor een vergroting.

 

Beperkingen

  • Het aantal deelnemers was klein en de studieduur relatief kort.
  • De conditie van de glycocalyx is alleen in de haarvaten onder de tong gemeten.
  • De resultaten zijn niet zomaar te vertalen naar andere populaties.

The Effect of Dietary Intervation on Endothelial Glycocalyx in COVID-19 Patients NCT05185934

“The food supplement Endocalyx is considered to support the endothelial glycocalyx integrity by supplying sulfated polysaccharides, anti-oxidant enzymes and additional substrates for glycocalyx synthesis. The investigators will study the effect of Endocalyx on endothelial, vascular and left ventricular myocardial function in patients with COVID-19 infection.

Sixty patients who have been hospitalized due to COVID-19 infection will be randomized to receive food supplement Endocalyx (4 capsules per day) (n=30) or placebo (n=30) for 4 consecutive months.” [43]

Endocalyx for Heart Failure (GLYCO-HF) NCT05966415

“Primary Objective

  1. To assess whether the food supplement Endocalyx Pro™ (further termed Endocalyx) reduces sodium and water excess in patients with chronic heart failure.

Secondary Objectives

  1. To evaluate whether Endocalyx will improve physical limitations and patient-reported outcomes such as fluid overload symptoms and quality of life.
  2. To determine the working mechanisms of Endocalyx in heart failure patients.
    1. To determine whether Endocalyx will alter tissue sodium content.
    2. To analyze whether Endocalyx reduces total body water and body weight.
    3. To assess whether Endocalyx affects office blood pressure, 24-hour blood pressure, peripheral resistance and cardiac output.
    4. To assess whether Endocalyx improves microcirculation characteristics.
    5. To evaluate whether Endocalyx reduces systemic inflammation and monocyte activation.
  3. To confirm safety of Endocalyx in the heart failure population a. To compare the incidence of (serious) adverse events between Endocalyx and placebo.” [44]

  1. Uchimido R, Schmidt EP, Shapiro NI. The glycocalyx: a novel diagnostic and therapeutic target in sepsis. Crit Care. 2019 Jan 17;23(1):16.
  2. Jin J, Fang F, Gao W, Chen H, Wen J, Wen X, Chen J. The Structure and Function of the Glycocalyx and Its Connection With Blood-Brain Barrier. Front Cell Neurosci. 2021 Oct 7;15:739699.
  3. Wang G, Tiemeier GL, van den Berg BM, Rabelink TJ. Endothelial Glycocalyx Hyaluronan: Regulation and Role in Prevention of Diabetic Complications. Am J Pathol. 2020 Apr;190(4):781-790.
  4. Vittum Z, Cocchiaro S, Mensah SA. Basal endothelial glycocalyx’s response to shear stress: a review of structure, function, and clinical implications. Front Cell Dev Biol. 2024 Mar 18;12:1371769.
  5. Moore KH, Murphy HA, George EM. The glycocalyx: a central regulator of vascular function. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2021 Apr 1;320(4):R508-R518.
  6. Lupu F, Kinasewitz G, Dormer K. The role of endothelial shear stress on haemodynamics, inflammation, coagulation and glycocalyx during sepsis. J Cell Mol Med. 2020 Nov;24(21):12258-12271.
  7. Suzuki A, Tomita H, Okada H. Form follows function: The endothelial glycocalyx. Transl Res. 2022 Sep;247:158-167.
  8. Jedlicka J, Becker BF, Chappell D. Endothelial Glycocalyx. Crit Care Clin. 2020 Apr;36(2):217-232.
  9. Dabagh M, Jalali P, Butler PJ, Randles A, Tarbell JM. Mechanotransmission in endothelial cells subjected to oscillatory and multi-directional shear flow. J R Soc Interface. 2017 May;14(130):20170185.
  10. Dane MJ, van den Berg BM, Lee DH, Boels MG, Tiemeier GL, Avramut MC, van Zonneveld AJ, van der Vlag J, Vink H, Rabelink TJ. A microscopic view on the renal endothelial glycocalyx. Am J Physiol Renal Physiol. 2015 May 1;308(9):F956-66.
  11. Lee DH, Dane MJ, van den Berg BM, Boels MG, van Teeffelen JW, de Mutsert R, et al. Deeper penetration of erythrocytes into the endothelial glycocalyx is associated with impaired microvascular perfusion. PLoS One. 2014; 9(5):e96477
  12. Banerjee S, Mwangi JG, Stanley TK, Mitra R, Ebong EE. Regeneration and Assessment of the Endothelial Glycocalyx To Address Cardiovascular Disease. Industrial & Engineering Chemistry ResearchVol 60/Issue 48 November 24, 2021.
  13. Ikonomidis I, Thymis J, Simitsis P, Koliou GA, Katsanos S, Triantafyllou C, Kousathana F, Pavlidis G, Kountouri A, Polyzogopoulou E, Katogiannis K, Vlastos D, Kostelli G, Triantafyllidi H, Parissis J, Papadavid E, Lekakis J, Filippatos G, Lambadiari V. Impaired Endothelial Glycocalyx Predicts Adverse Outcome in Subjects Without Overt Cardiovascular Disease: a 6-Year Follow-up Study. J Cardiovasc Transl Res. 2022 Aug;15(4):890-902.
  14. Vlahu CA, Lemkes BA, Struijk DG, Koopman MG, Krediet RT, Vink H. Damage of the endothelial glycocalyx in dialysis patients. J Am Soc Nephrol. 2012 Nov;23(11):1900-8.
  15. Machin DR, Gates PE, Vink H, Frech TM, Donato AJ. Automated Measurement of Microvascular Function Reveals Dysfunction in Systemic Sclerosis: A Cross-sectional Study. J Rheumatol. 2017 Nov;44(11):1603-1611.
  16. Weissgerber TL, Garcia-Valencia O, Milic NM, Codsi E, Cubro H, Nath MC, White WM, Nath KA, Garovic VD. Early Onset Preeclampsia Is Associated With Glycocalyx Degradation and Reduced Microvascular Perfusion. J Am Heart Assoc. 2019 Feb 19;8(4):e010647.
  17. Jaarsma C, Vink H, van Haare J, Bekkers SCAM, van Rooijen BD, Backes WH, Wildberger JE, Crijns HJ, van Teeffelen J, Schalla S. Non-invasive assessment of microvascular dysfunction in patients with microvascular angina. Int J Cardiol. 2017 Dec 1;248:433-439.
  18. Brands J, Hubel CA, Althouse A, Reis SE, Pacella JJ. Noninvasive sublingual microvascular imaging reveals sex-specific reduction in glycocalyx barrier properties in patients with coronary artery disease. Physiol Rep. 2020 Jan;8(2):e14351.
  19. Martens RJ, Vink H, van Oostenbrugge RJ, Staals J. Sublingual microvascular glycocalyx dimensions in lacunar stroke patients. Cerebrovasc Dis. 2013;35(5):451-4.
  20. Amraoui F, Olde Engberink RH, van Gorp J, Ramdani A, Vogt L, van den Born BJ. Microvascular glycocalyx dimension estimated by automated SDF imaging is not related to cardiovascular disease. Microcirculation. 2014 Aug;21(6):499-505.
  21. Bol ME, Beurskens DMH, Delnoij TSR, Roekaerts PMHJ, Reutelingsperger CPM, Delhaas T, van de Poll MCG, Sels JEM, Nicolaes GAF. Variability of Microcirculatory Measurements in Critically Ill Patients. Shock. 2020 Jul;54(1):9-14.
  22. Rovas A, Lukasz AH, Vink H, Urban M, Sackarnd J, Pavenstädt H, Kümpers P. Bedside analysis of the sublingual microvascular glycocalyx in the emergency room and intensive care unit – the GlycoNurse study. Scand J Trauma Resusc Emerg Med. 2018 Feb 14;26(1):16.
  23. Valerio L, Peters RJ, Zwinderman AH, Pinto-Sietsma SJ. Reproducibility of sublingual microcirculation parameters obtained from sidestream darkfield imaging. PLoS One. 2019 Mar 14;14(3):e0213175.
  24. Bol, ME, Broddin, BEK, Delhaas T. et al. Variability of microcirculatory measurements in healthy volunteers. Sci Rep 12, 19887 (2022)
  25. Eickhoff MK, Winther SA, Hansen TW, Diaz LJ, Persson F, Rossing P, Frimodt-Møller M. Assessment of the sublingual microcirculation with the GlycoCheck system: Reproducibility and examination conditions. PLoS One. 2020 Dec 23;15(12):e0243737.
  26. Youtube.com/watch?v=tAWWU34ZboQ Geraadpleegd: 06-03-2025
  27. Calroy.com/product/arterosilhp/ Geraadpleegd: 06-03-2025
  28. Vimeo.com/547552599 Geraadpleegd: 06-03-2025
  29. Gouverneur M, Berg B, Nieuwdorp M, Stroes E, Vink H. Vasculoprotective properties of the endothelial glycocalyx: effects of fluid shear stress. J Intern Med. 2006 Apr;259(4):393-400. Hij is mede-auteur van de studie met de oorspronkelijke afbeeldingen van de glycocalyx.
  30. E-mailcontact met Bernard van den Berg PhD. Van den Berg doet onderzoek naar de pathofysiologie van de vasculaire endotheliale glycocalyx aan The Einthoven, Laboratorium voor Vasculaire en Regeneratieve Geneeskunde (Nefrologie) van de afdeling Interne Geneeskunde van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). Hij i
  31. Nieuwdorp M, van Haeften TW, Gouverneur MC, Mooij HL, van Lieshout MH, Levi M, Meijers JC, Holleman F, Hoekstra JB, Vink H, Kastelein JJ, Stroes ES. Loss of endothelial glycocalyx during acute hyperglycemia coincides with endothelial dysfunction and coagulation activation in vivo. Diabetes. 2006 Feb;55(2):480-6.
  32. van den Berg BM, Spaan JA, Rolf TM, Vink H. Atherogenic region and diet diminish glycocalyx dimension and increase intima-to-media ratios at murine carotid artery bifurcation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006 Feb;290(2):H915-20.
  33. Kang H, Sun A, Wu Q, Yang J, Zhang W, Qu Y, Gao M, Deng X. Atherogenic diet-diminished endothelial glycocalyx contributes to impaired vasomotor properties in rat. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2020 Oct 1;319(4):H814-H823.
  34. Sembajwe LF, Ssekandi AM, Namaganda A, Muwonge H, Kasolo JN, Kalyesubula R, Nakimuli A, Naome M, Patel KP, Masenga SK, Kirabo A. Glycocalyx-Sodium Interaction in Vascular Endothelium. Nutrients. 2023 Jun 25;15(13):2873.
  35. Vinaiphat A, Pazhanchamy K, JebaMercy G, Ngan SC, Leow MK, Ho HH, Gao YG, Lim KL, Richards AM, de Kleijn DPV, Chen CP, Kalaria RN, Liu J, O’Leary DD, McCarthy NE, Sze SK. Endothelial Damage Arising From High Salt Hypertension Is Elucidated by Vascular Bed Systematic Profiling. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2023 Mar;43(3):427-442.
  36. Franceković P, Gliemann L. Endothelial Glycocalyx Preservation-Impact of Nutrition and Lifestyle. Nutrients. 2023 May 31;15(11):2573.
  37. Machin DR, Trott DW, Gogulamudi VR, Islam MT, Bloom SI, Vink H, Lesniewski LA, Donato AJ. Glycocalyx-targeted therapy ameliorates age-related arterial dysfunction. GeroScience, 45: 2351–2365, 2023.
  38. Long R, Vink H. Synergistic Glycocalyx Treatment Composition and Methods. US Patent US9943572B2. April 17, 2018.
  39. van der Velden AIM, IJpelaar DHT, Chandie Shaw PK, Pijl H, Vink H, van der Vlag J, Rabelink TJ, van den Berg BM. Role of dietary interventions on microvascular health in South-Asian Surinamese people with type 2 diabetes in the Netherlands: A randomized controlled trial. Nutr Diabetes. 2024 Apr 10;14(1):17.
  40. Gimblet CJ, Ernst JW, Bell B, Bos KD, Stroud AK, Wendt LH, Donato AJ, Jalal DI, Pierce GL. Effect of glycocalyx-targeted therapy on vascular function in older adults: a randomized controlled trial. J Appl Physiol (1985). 2024 Jun 1;136(6):1488-1495.
  41. Ikonomidis I, Katsanaki E, Thymis J, Pavlidis G, Lampadaki K, Katogiannis K, Vaiopoulos A, Lazarou V, Kostelli G, Michalopoulou E, Pililis S, Vlachomitros D, Theodoropoulos K, Vink H, Long R, Papadavid E, Lambadiari V. The Effect of 4-Month Treatment with Glycocalyx Dietary Supplement on Endothelial Glycocalyx Integrity and Vascular Function in Patients with Psoriasis. Nutrients. 2024 Aug 5;16(15):2572.
  42. Smith JA, Ramirez-Perez FI, Burr K, Gonzalez-Vallejo JD, Morales-Quinones M, McMillan NJ, Ferreira-Santos L, Sharma N, Foote CA, Martinez-Lemus LA, Padilla J, Manrique-Acevedo C. Impact of dietary supplementation of glycocalyx precursors on vascular function in type 2 diabetes. J Appl Physiol (1985). 2024 Dec 1;137(6):1592-1603.
  43. Clinicaltrials.gov/study/NCT05185934 Geraadpleegd: 06-03-2025
  44. Clinicaltrials.gov/study/NCT05966415 Geraadpleegd: 06-03-2025