L-THEANINE - De rust van groene thee

(Désirée L. Röver, medisch journaliste)

Niet voor niets genieten Japanners al eeuwenlang op gezette tijden bewust van een paar kopjes groene thee. Behalve dat deze tot serieus ritueel verheven bezigheid vermoedelijk een bepaalde Pavlov-factor bezit tot rust en ontspanning, zijn er voor deze positieve effecten ook biochemisch verklaringen. Het aminozuur L-theanine in groene thee blijkt een breed scala aan therapeutische mogelijkheden in zich te dragen.

Doordat deze stof de hormoonbalans in de hersenen weet te herstellen, verminderen depressie, angsten en onrusten, verbeteren hoge bloeddruk, concentratie en leerprestaties, en nemen alertheid en gevoelens van tevredenheid toe. En mede dankzij al deze verschillende fysiologische eigenschappen ondersteunt de stof bovendien het immuunsysteem. Japan is historisch gezien het land dat het meeste onderzoek met aminozuren heeft uitgevoerd.

Herkomst

Het vetoplosbare L-theanine, een derivaat van de neurotransmitter glutaminezuur, wordt ook wel aangeduid als L-gamma-glutamylethylamide, of gamma-ethylamino-L-glutaminezuur. Het is een bijzonder aminozuur: behalve in de theeplant komt de stof alleen voor in de paddestoel Xerocomus badius en in bepaalde soorten van het Camillia-genus, C. japonica en C. sasanqua. Droge groene theebladeren bevatten 1- 2% L-theanine. De stof bestaat alleen in een vrije (niet-proteïne) vorm en is met een aandeel van 50% binnen het totale pakket aan vrije aminozuren in thee de meest uitgesproken component daarin, en bovendien verantwoordelijk voor de smaak.

L-theanine wordt in de wortel van de plant via biosynthese gevormd uit glutaminezuur en ethylamine, en vervolgens naar de bladeren van de plant getransporteerd. Zonlicht converteert deze theanine echter tot catechine. De meeste pogingen om theanine voor het gebruik als voedingssupplement op grote schaal te produceren, zijn gestrand op de lage opbrengsten, de hoge kosten, of de complexiteit van de processen. Er is nu echter een gepatenteerde enzymatische methode ontwikkeld waarmee 100% zuivere theanine kan worden gesynthetiseerd; daarbij laat men glutaminase reageren op een mengsel van glutamine en een ethylamine derivaat.

Eigenschappen

Groene thee is onder meer uniek doordat sommige soorten meer cafeïne bevatten dan koffie, terwijl deze doodgewone drank niettemin kalmerend werkt: men krijgt wel het opwekkend effect van de cafeïne, echter zonder daarvan beverig en trillerig te worden. Deze contradictoire situatie maakte wetenschappers nieuwsgierig. Sinds dr. Yasuo Sakato in 1949 L-theanine in groene thee isoleerde en hij daarop volgend de chemische structuur ervan ontdekte, heeft verder onderzoek - niet verbazingwekkend grotendeels van Japanse bodem - uitgewezen dat deze stof vele positieve fysiologische effecten voor de menselijke gezondheid in zich draagt. In 1964 gaf het Japanse Ministerie voor Gezondheid goedkeuring om L-theanine, behalve in producten voor kinderen, toe te passen als voedingssupplement.

Naast als een op zichzelf staand fytotherapeuticum wordt theanine ook toegepast in combinatie met andere stoffen, onder meer in producten bedoeld om de slaap te bevorderen, angstgevoelens te verminderen, alfaritmes in de hersenen te genereren en te ondersteunen, leervermogen te bevorderen, obesitas aan te pakken, en verschijnselen van het premenstrueel syndroom te doen afnemen. Van theanine, waarvan het doseringadvies 50 - 200 mg per dag bedraagt, is het effect al na dertig minuten voelbaar en houdt dit gemiddeld acht tot twaalf uur lang aan. Bij mensen die al rustig en ontspannen zijn brengt de stof geen extra kalmerend effect teweeg.

In de vergelijking met stoffen die therapeutisch voor dezelfde symptomen van depressie, onrust-, en angstgevoelens en ook ADHD kunnen worden ingezet, zoals valeriaan, St. Janskruid en het inmiddels alleen op recept verkrijgbare kava kava, steekt theanine met aanzienlijk meer en betere eigenschappen gunstig af. Zo is theanine in tegenstelling tot de genoemde drie stoffen een stabiel en gestandaardiseerd product dat bovendien niet de negatieve bijwerkingen heeft van sufheid en veranderingen in de motoriek. Toegevoegd aan dranken wordt de stof niet negatief beïnvloed door hitte (121° C) of koude (-25° C), noch door een zuurgraad die zich tussen een pH van 6.0 tot 3.0 beweegt.

Transportsystemen

Het lichaam kent drie verschillende onafhankelijke transportsystemen voor circulerende vrije aminozuren:

• het neutrale systeem, met een voorkeur voor de grote neutrale essentiële aminozuren in het bloed. Dit systeem is analoog aan;
• het leucine prefererende, of L-systeem. Dit is natriumonafhankelijk en ongevoelig voor insuline;
• het alanine prefererende, of A-systeem. Dit is natriumafhankelijk en wel gevoelig voor insuline.

Een vierde, eveneens natriumafhankelijk aminozuurtransportsysteem, het ASC-systeem, heeft een voorkeur voor alanine, serine en cysteïne, maar dit systeem komt niet voor in de bloed-hersen barrière.

Dankzij het vetoplosbare karakter van L-theanine wordt de stof in de intestinale brush border opgenomen. Terashima vond in 1998 dat na toediening via de maag de concentraties van theanine in het serum, de lever en de hersenen na één uur aanzienlijk zijn verhoogd, daarna afnemen, maar na vijf uur een piekniveau bereiken. Na een etmaal is de theanine volledig uit deze weefsels verdwenen, terwijl de concentraties van theanine, urea, thylamine en glutaminezuur in de urine aanzienlijk zijn verhoogd. Dit alles suggereert dat theanine wordt afgebroken via glutaminezuur.

De neurotransmitter dopamine is van invloed op de menselijke emotie; dopamine en de daarvan afgeleide catecholamine-hormonen nor-epinefrine en epinefrine werken als antidepressivum. GABA (gamma-aminobutyric acid, gamma-aminoboterzuur) staat in verband met gevoelens van welbevinden, als remmende neurotransmitter bestrijdt de stof hyperactiviteit, onrust en angsten.

Dosisafhankelijk

In een onderzoek onder ratten keek Hidehiko Yokogoshi in 1994 of, en zo ja, volgens welk transportsysteem theanine via de bloed-hersen barrière in de hersenen wordt opgenomen, en vervolgens naar het effect van deze stof op de monoamine-concentraties in de hersenen en op de activiteit van de dopaminerge neuronen. De conclusies waren dat na toediening de concentraties van theanine in de hersenen op dosisafhankelijke wijze toenamen, terwijl die van de grote neutrale aminozuren die gebruikmaken van het L-systeem - fenylalanine, tryptofaan, threonine, tyrosine - na een hoge dosis theanine significant afnamen. De niveaus van aminozuren als alanine, serine, glycine, asparaginezuur en glutaminezuur daarentegen bleven gelijk. Vermoedelijk wordt theanine dus in competitie via het L-systeem van de bloed-hersen barrière in de hersenen opgenomen.

Na toediening van theanine via de maag bleken speciaal de dopaminerge neuronen in het striatum, de hypothalamus en de hippocampus significant te zijn toegenomen. Het effect van de toediening van theanine op de monoamines in de verschillende hersenengebieden liet in elk van die gebieden enkele veranderingen zien in de niveaus van catecholamines en 5-hydroxy indolen. Specifiek in het striatum, waar de dopinamerge neuronen het meeste voorkomen, was na toediening van theanine via de maag significant meer dopamine aanwezig.

Hersengolfpatronen

In 1999 toont Jujena aan dat L-theanine in een dosisafhankelijke mate in de hersenen het alfa-golfpatroon kan doen toenemen en daarmee ontspanning teweegbrengen. Zwakke, maar registreerbare elektromagnetische pulsen van verschillende specifieke frequenties in de hersenen corresponderen met een bepaalde mentale status van de desbetreffende persoon.

Zo worden delta-golven (0,5 - 3 Hertz) geassocieerd met diepe slaap, theta-golven (4 - 7 Hertz) met lichte slaap, terwijl het alfa-patroon (8 en 13 Hertz) algemeen wordt erkend als indicatie voor ontspanning. Bèta-golven (13 Hertz en hoger) staan voor wakker zijn, en waarden daarboven voor opwinding. In aanwezigheid van het alfa-patroon treedt ontspanning op en kunnen angst- en onrustgevoelens verminderen.

Jujena voerde in 1999 een studie uit met een groep van vier vrouwen met hoge angstniveaus en vier studenten met een laag angstniveau. Een orale dosis van 200 mg L-theanine (SuntheanineTM) in 100 ml water resulteerde gemiddeld dertig minuten na toediening overduidelijk in een geaccumuleerde intensiteit van alfagolven in de occipitale en pariëtale hersengebieden; dat theanine wordt geabsorbeerd en de hersenen in dertig minuten bereikt hadden Kimura en Murata al in 1971 vastgesteld. De controles in Jujena's onderzoek die alleen water kregen, lieten weliswaar ook alfa-patronen zien, maar in beduidend mindere mate en bovendien gelokaliseerd in andere hersengebieden.

 
FIGUUR 2: Het bloeddruk verlagend effect van L-theanine bij ratten met spontane hypertensie (SHR), afgezet tegen het effect van L-glutamine. Bron: Juneja LR et al;  Trends Food Sci. Tech. 10:199B 204, 1999.

Bloeddruk

Regulering van de bloeddruk is in hoge mate afhankelijk van de catecholaminerge en serotonerge neuronen in zowel de hersenen als het perifere zenuwstelsel.

Kimura en Yokogashi spoten ratten met spontane hypertensie (SHR) intraperitoneaal in met verschillende hoeveelheden theanine; in dosisafhankelijke mate bleek dit de bloeddruk te verlagen (zie FIGUUR 2). De meest significante verlaging werd gezien bij een hoge dosis.

De controlegroep werd behandeld met glutamine, een stof die chemisch in structuur op theanine lijkt, en bij deze groep werd geen effect op de bloeddruk gemeten. Vermoedelijk beïnvloedt theanine zowel de pathways in het perifere zenuwstelsel als de perifere bloedvaten.

Cafeïne en cafeïnehoudende dranken hebben een stimulerend effect op het centrale zenuwstelsel. Zij doen de tryptofaan-niveaus in het serum aanzienlijk afnemen, terwijl er in de hersenen een significante toename valt te constateren in de concentraties van tryptofaan, serotonine en 5-hydroxy indolazijnzuur (5HIAA).

Samen met Murata toonde Kimura aan dat bij ratten niet alleen convulsies, teweeggebracht door hoge doses cafeïne, maar ook spontane motoractiviteit, veroorzaakt door cafeïne in lage dosis, beide na intraperitoneale en subcutane toediening van L-theanine verminderden.

Eigenschappen L-theanine

• ontstekingsremmer (remt COX-2 door fycocyanine)
• versterkt alfa-golven in de hersenen
• normaliseert de neurotransmitterniveaus in de hersenen
• bevordert synthese van GABA en dopamine
• verbetert het leervermogen
• bevordert ontspanning zonder suf te maken
• verbetert alertheid, concentratie, geheugen en leervermogen
• vermindert angstgevoelens
• vermindert stress en irritatie
• vermindert nervositeit door werk of (over)vermoeidheid
• vermindert premenstruele spanningen
• helpt bij tijdelijke, lichte slaapproblemen
• verlaagt cholesterol
• gezonde vervanger van Ritalin
• ondersteunt het immuunsysteem
• gaat negatieve effecten tegen van cafeïne en efedrine
• verbetert antitumor-activiteit van met name adriamycine
• geen negatieve interacties met medicijnen

Farmacologisch effect

Terwijl thee als populaire dagelijkse drank veel mensen van zowel cafeïne als theanine voorziet, wilden Sagesaka en Kakuda van de Kitasato universiteit in Tokyo, voortbordurend op Murata's studie, ontdekken of een orale dosis van theanine dezelfde effecten geeft als intraperitoneaal of subcutaan toegediend. Sagesaka's onderzoek met mannelijke ICR-JCL-muizen liet zien dat de orale toediening van cafeïne (4 mg/kg) aan de tweede groep de spontane motoriek voor de duur van het onderzoek aanzienlijk deed toenemen.

De eerste groep was de controlegroep en kreeg een zoutoplossing. Een aan de derde groep oraal toegediende hoge dosis cafeïne (10 mg/kg) tegelijk met een kleine dosis theanine (174 mg/kg) gaf weinig effect te zien. Dezelfde hoge dosis cafeïne toegediend in combinatie met een zeer hoge dosis theanine (1.740 mg/kg) deed het effect van de cafeïne volledig teniet.

Om het effect op de slaap te meten, kregen de muizen hexobarbital. In de groep met alleen 4 mg/kg cafeïne bleef de slaap lang uit en was ook van korte duur. De slaaptijden van de beide cafeïne/theanine-muizen (groep 3 en 4)waren gelijk aan die van de controlegroep (groep 1). Theanine beperkte duidelijk het slaapverkortend effect van cafeïne.

Tot slot

L-theanine als voedingssupplement kent een breed scala aan therapeutische werking. Inzetbaar als antidepressivum, als vervanger voor Ritalin, of als bloeddruk verlagend middel is de stof een waardige en vooral veilige concurrent voor vele gangbare lichaamsvreemde farmaceutische medicamenten.

Geraadpleegde literatuur

• Sakato Y: =The chemical constituents of tea. III. A new amide theanine= ; J. Agri. Chem. Soc. 23:262B 267, 1949.
• Jujena LR et al: =L-Theanine, a unique amino acid of green tea and its relaxation effect in humans= ; Trends in Food Science & Technology 10:199-204, 1999.
• Hidehiko Yokogoshi, Miki Kobayashi, Mikiko Mochizuki, Takehiko Terashima: =Effect of theanine, r-Glutamylethylamide on brain monoamines and stratial dopamine release in conscious rats= ; Neurochem. Res. 23(5):667B 673, 1998.
• Kimura R, Murata T: =Effect of theanine in nor-epinephrine en serotonin levels in rat brain= ; Chem. Pharm. Bull. 34:3053B 3057, 1986.
• Terashima T, Takido J, Yokohoshi H: =Time-dependent changes of amino acids in the serum, liver brain and urine of rats administered with theanine= ; Biosc. Biotechnical Biochem. 63(4):615B 618, 1998.
• Yokogashi H, Mochizuki M, Saithoh K: =Theanine-induced reduction of brain serotonin concentration in rats= ; Biosci. Biotechnol. Biochem. 62:816B 817, 1998.
• Yokozawa T et al: =Influence of green tea and its three major components upon low density lipoprotein oxidation= ; Exp. Toxic Pathol. 49:329B 335, 1997.
• Kuhn DM, Wilf WA, Lovenberg W: =Review of the role of the central serotonergic neuronal system in blood pressure regulation= ; Hypertension 2:243, 1980.
• Sagesaka Y, Kakuda T, Kawamura K: =Pharmacological effect of theanine= in: Proceedings of the International Symposium on Tea Science; 362B 364, 1991.