Oorsprong van biogene aminen
Biogene aminen, waaronder histamine, worden in levensmiddelen gevormd door de werking van decarboxylase-enzymen van micro-organismen uit aminozuurprecursoren. Deze gebeurtenis doet zich niet voor bij natuurlijke of fysiologische amines, die worden gevormd tijdens stofwisselingsprocessen van planten en dieren.
De mogelijkheid van alternatieve biosynthetische routes en de gecombineerde deelname van verschillende soorten micro-organismen en hun mogelijke interacties maakt het ingewikkelder om de precieze verantwoordelijkheid voor de biogenese van aminen in levensmiddelen te bepalen.
Daarom zijn voor de groei van histamine in voedsel specifieke eisen nodig:
- Groei van micro-organismen met decarboxylase-activiteit.
- Beschikbaarheid van aminozuurprecursoren en cofactoren.
- Gunstige milieuomstandigheden voor synthese en decarboxylaseactiviteit (pH, Aw, Temperatuur…)
Metabolisme van voedselhistamine
Voedingsmiddelen zijn complex en bestaan uit voedingsstoffen die moeten worden afgebroken vanaf het moment dat zij in de mondholte terechtkomen. De spijsverteringsorganen verteren het voedsel dankzij spijsverteringsenzymen die via verschillende spijsverteringsuitscheidingsproducten (speeksel, maag, alvleesklier, darm en gal) het darmkanaal bereiken en de voedingsstoffen verkrijgen die nodig zijn voor een goede werking van het organisme.
Histamine, dat in elke voeding (van dierlijke en plantaardige oorsprong) aanwezig is, moet worden gemetaboliseerd om zonder problemen door de urine te worden geëlimineerd. Merk op dat exogene histamine geen functionele rol in het organisme vervult en daarom zonder enige eigenschap wordt geëlimineerd.
Er zijn twee hoofdroutes bekend voor het metabolisme van histamine in levende wezens, waarbij Histamine N-methyltransferase (HMT) en Diamine Oxidase (DAO) betrokken zijn.
Afbraak door Histamine-N-metyltransferase (HMT of HNMT)
HMT inactiveert histamine door methylering van de imidazoolring waardoor N-methylhistamine ontstaat, dat door Monoamine Oxidase (MAO) N-methylimidazoolacetaldehyde wordt en tenslotte door het enzym aldehyde dehydrogenase (ALDH) wordt omgezet in N-methylimidazool azijnzuur.
HMT is een enzym dat histamine afbreekt in het leverweefsel, maar het is ook in geringere hoeveelheid aanwezig in andere weefsels. Vele studies stellen een kleine relatie vast van HMT in het histaminemetabolisme in darmslijmvlies, daar zijn activiteit bijna onbeduidend is in vergelijking met DAO activiteit.
Het is een cytosolisch eiwit en kan dus alleen histamine omzetten in de intracellulaire ruimte van cellen. Dit bewijst dat zijn capaciteit om histamine af te breken geringer is dan de Diamine Oxidase route, die een rol speelt bij de inactivering en verwijdering van extracellulaire histamine; en dit bevestigt derhalve dat pathologieën die verband houden met een hoge histamineconcentratie in het bloed, geassocieerd zijn met DAO-deficiëntie en niet met HMT.
Afbraak via Diamine Oxidase (DAO)
Bij deze route ondergaat histamine een oxidatieve deaminatie door DAO. De producten zijn imidazool-azijnzuur en aan het eind, zijn riboside. Beide metabolieten van de histamine-route, het imidazool-azijnzuur en het N-methylimadazool-azijnzuur (van de HMT-route) hebben een lage activiteit en worden via de urine verwijderd.
DAO is het belangrijkste enzym dat histamine afbreekt, maar het bevindt zich slechts in enkele weefsels, met name in het darmslijmvlies, de nieren, de placenta, de thymus en de zaadblaasjes.
DAO heeft ook een klein aandeel, niet altijd, in het leverweefsel. Het bevindt zich hoofdzakelijk in het darmepitheel, waar het histamine absorbeert (ook endogene histamine) en waar DAO het afbreekt, waarbij het de passage naar het portale bloed controleert. DAO in de lever regelt de doorvoer van histamine naar de systemische circulatie en in de nieren breekt DAO de opnieuw geabsorbeerde histamine in de proximale tubulus af.
Andere biologische functies van diamine oxidase
Histamine-rijk voedsel
Tabel van levensmiddelen rijk aan histamine (histaminegehalte in mg/kg):aubergine 26, avocadopeer 23, rode wijn 13, witte wijn 21, mousserende wijn 6,3, flessenbier 2, gezouten vleeswaren (beicon, worst, fuet, majorcan worst) 350, gekookt vlees (ham) 5, champagne 67, gefermenteerde witte kool (xucrut) 10-200, spinazie 20-30, tarwe- en rijstmeel 5, geitenkaas 87,1, gezouten kaas 162,1, emmentaler kaas 10-500, verse kaas 5, geraspte kaas 556,4, roquefort kaas 2. 000, yoghurt 13, peulvruchten (linzen, kikkererwten en bonen) 10, rauwe melk 389,9, champignons 1,8, gepekelde vleeswaren (gepekelde ham) 10, vers vlees (rundvlees, varkensvlees) 4, bonen 2, gepasteuriseerde melk 162, olijven 2, halfconserven van blauwe vis 1. 500, verse vis 19,75, verse blauwe vis (tonijn, sardines) 10, bevroren vis 894, verse en bevroren blauwe vis 2, gefermenteerde plantaardige producten (soja) 2.300, vruchtensap 1,5, tomaat (vers, saus) 0,5-8, azijn 500, appelciclerazijn 20, balsamicoazijn 4.000, chocolade 0,5.
Er bestaan discrepanties over de criteria aan de hand waarvan voedsel al dan niet als rijk aan histamine wordt beschouwd.
Sommige auteurs stellen voor levensmiddelen met een concentratie van meer dan 20 mg/kg uit het dieet te schrappen, terwijl andere auteurs veeleisender zijn en levensmiddelen met minder dan 1mg/kg als levensmiddelen met een laag histaminegehalte beschouwen. Het is echter duidelijk dat de symptomatische dosis bij histaminose veel lager is dan bij toxiciteit, respectievelijk 15-20mg en 150mg, aangezien de toelaatbare dosis in beide gevallen 100mg/kg bedraagt.
Traditioneel was het onderzoek naar het histaminegehalte toegespitst op voedingsmiddelen die in verband worden gebracht met histaminevergiftigingsepisoden, zoals vette vis, maar dit is een vergissing omdat het mechanisme van de stijging van het histaminegehalte anders is. Het gaat om sporadische uitbraken die de algemene bevolking treffen als gevolg van onhygiënische inwerking van levensmiddelen.
Toch zijn er in Europa enkele initiatieven (ALBA, Allergen dataBAnk; TNO Nutrition & Food Research) die trachten een volledige gegevensbank op te zetten over het histaminegehalte in levensmiddelen, dat het gevolg is van de decarboxylering van zijn aminozuurprecursor, histidine. Het nadeel van deze gegevens is dat zij van levensmiddel tot levensmiddel sterk kunnen verschillen. De histamine- en andere biogene amineconcentraties in levensmiddelen lopen sterk uiteen binnen eenzelfde familie en zelfs tussen twee monsters van hetzelfde product.
Voedingsmiddelen rijk aan andere aminen
Naast histamine-rijke voedingsmiddelen kan bij patiënten met een lage DAO-activiteit de hoge inname van voedingsmiddelen die rijk zijn aan andere aminen, zoals putrescine, cadaverine, b-fenylethylamine, tryptamine, serotonine, tyramine en agmatine, leiden tot DAO-verzadiging, waardoor het niet in staat is de ingenomen histamine goed af te breken.
De amines die het meest concurrerend zijn ten opzichte van histamine om door DAO te worden afgebroken, zijn putrescine en cadaverine, aangezien de afbraak daarvan sneller verloopt dan die van histamine en zij het enzym sneller vangen.
De hoeveelheid amines kan in elk soort voedsel verschillen, zoals in het geval van histamine. Afhankelijk van de hogere of lagere aanwezigheid van biogene aminen, kan voedsel met dezelfde hoeveelheid histamine al dan niet symptomen veroorzaken.
Om te voorkomen dat er symptomen optreden, zijn niettemin specifieke hoeveelheden voor aminen vastgesteld, die het maximaal aanvaardbare niveau aangeven; deze hebben echter alleen betrekking op de toxiciteit, aangezien er nog geen waarden zijn vastgesteld die de inname van aminerijke voedingsmiddelen relateren aan de DAO-verzadiging.
