Methyleenblauw en mitochondriën: wat het onderzoek laat zien

Als je over methyleenblauw leest, gaat het al snel over mitochondriën. Bijna elk artikel, elke podcast en elke video noemt ze. Dat is niet zonder reden: de belangstelling voor methyleenblauw in de wetenschap draait voor een groot deel om wat de stof in de mitochondriën doet. In dit artikel leggen we uit wat mitochondriën zijn, wat methyleenblauw er in het laboratorium mee doet, en wat dat wel en niet betekent. Waarom dit onderwerp in de biohackwereld zo leeft, lees je in Waarom biohackers methyleenblauw gebruiken.

Wat mitochondriën doen

Mitochondriën zijn kleine onderdelen in bijna elke cel. Je kunt ze zien als energiecentrales. Ze nemen afbraakproducten van voedsel en zuurstof op, en maken daar ATP van. ATP is de vorm van energie die de cel direct kan gebruiken, voor beweging, voor het maken van eiwitten, voor het versturen van signalen. Een spiercel of een hersencel heeft er veel van nodig, en heeft daarom veel mitochondriën.

Het maken van ATP gebeurt grotendeels in de elektronentransportketen. Dat is een reeks van vier grote eiwitcomplexen in de binnenste wand van het mitochondrium. Elektronen worden van het ene complex naar het volgende doorgegeven, als een emmer in een brandweerketen. Bij elke stap komt een beetje energie vrij, die wordt gebruikt om uiteindelijk ATP te maken. Aan het eind van de keten nemen zuurstof en waterstof de elektronen op, en ontstaat water.

Wat er mis kan gaan

Als een van de complexen in de keten niet goed werkt, stokt de doorgifte. Er wordt dan minder ATP gemaakt, en elektronen kunnen weglekken. Die weggelekte elektronen kunnen met zuurstof reageren en reactieve zuurstofverbindingen vormen, ook wel vrije radicalen genoemd. Die kunnen onderdelen van de cel beschadigen.

Een slecht werkende keten wordt in verband gebracht met verschillende aandoeningen en met veroudering. Daarom zoeken onderzoekers al lang naar manieren om de keten te ondersteunen of te omzeilen. Methyleenblauw is een van de stoffen die daarbij in beeld kwamen.

Wat methyleenblauw doet in het laboratorium

Methyleenblauw is een redoxstof. Dat betekent dat het makkelijk elektronen opneemt en weer afgeeft. Als het een elektron opneemt, verandert het in een kleurloze vorm, leukomethyleenblauw. Als het dat elektron weer afgeeft, wordt het weer blauw. Die wisseling zie je met het blote oog: een blauwe oplossing kan kleurloos worden als er geen zuurstof bij is, en weer blauw als je schudt. Hoe dat chemisch zit, lees je in Hoe werkt methyleenblauw?

In de cel kan methyleenblauw in het laboratorium elektronen aannemen aan het begin van de keten, van een stof die NADH heet, en ze verderop weer afgeven aan cytochroom c. Daarmee worden het eerste en het derde complex overgeslagen. Onderzoekers noemen dat een alternatieve elektronenroute of een omleiding. Atamna en collega's beschreven dit in 2012 in een overzicht over manieren om een slecht werkende keten te omzeilen.

In 2008 publiceerde dezelfde onderzoeksgroep een studie in het tijdschrift FASEB Journal. Ze kweekten menselijke bindweefselcellen in het laboratorium en voegden zeer lage concentraties methyleenblauw toe. De cellen gebruikten meer zuurstof, de activiteit van complex IV nam toe, en de cellen deelden zich langer voordat ze verouderden. Het ging om cellen in een kweekschaal, niet om mensen.

Het onderzoek in proefdieren

Daarna volgde onderzoek in proefdieren, vooral ratten en muizen. Onderzoekers keken bijvoorbeeld naar dieren waarbij de keten met een gif tijdelijk werd verstoord, of naar dieren na een beroerte of hersenletsel. In een aantal van die studies zagen ze dat methyleenblauw de schade aan zenuwcellen beperkte en dat de dieren beter scoorden op geheugentaken.

Tucker, Lu en Zhang gaven in 2018 een overzicht van dit onderzoek. Gureev en collega's deden dat opnieuw in 2022, met nadruk op de moleculaire mechanismen. Beide overzichten zijn positief over het potentieel, en beide benadrukken dat de stap naar mensen nog moet worden gezet.

De hoeveelheid maakt het verschil

Een terugkerend punt in dit onderzoek is de hormetische curve. Bruchey en Gonzalez-Lima beschreven in 2008 dat methyleenblauw bij lage concentraties andere effecten heeft dan bij hogere. Bij een lage concentratie geeft het vooral elektronen door. Bij een hogere concentratie kan het zelf elektronen wegnemen en de keten juist verstoren, en kan het meer reactieve zuurstofverbindingen veroorzaken.

Dat is belangrijk om te begrijpen. Een stof die in een kleine hoeveelheid iets doet, doet in een grotere hoeveelheid niet automatisch meer van hetzelfde. In een laboratorium worden concentraties nauwkeurig afgemeten en gecontroleerd. Daarbuiten is dat niet zo. Dit is een van de redenen dat de onderzoekers zelf voorzichtig zijn met conclusies over gebruik buiten het laboratorium.

Antioxidant of niet?

Online lees je vaak dat methyleenblauw een antioxidant is. Dat is te kort door de bocht. In de cel kan het het weglekken van elektronen verminderen, en daarmee indirect minder reactieve zuurstofverbindingen veroorzaken. Maar methyleenblauw is ook een fotosensibilisator: onder invloed van licht kan het juist reactieve zuurstof maken. Die eigenschap wordt gebruikt in fotodynamische therapie, om bacteriën en andere micro-organismen aan te tasten. Scheikundige Joe Schwarcz van de McGill-universiteit noemde de bewering dat het een antioxidant is daarom onjuist. Het hangt af van de omstandigheden. Meer daarover in Methyleenblauw en rood licht.

Wat er bij mensen bekend is

Over het mitochondriale mechanisme bij mensen is weinig bekend. Er zijn enkele kleine studies die naar de hersenen keken met een MRI-scanner, en die veranderingen in activiteit zagen. Die studies meten niet direct wat er in de mitochondriën gebeurt. Ze laten zien dat er iets verandert, niet waarom. De studies bij mensen staan in Methyleenblauw, geheugen en de hersenen.

Een groot overzicht van de Alzheimer's Drug Discovery Foundation uit 2024 noemt het mitochondriale mechanisme een theoretische basis, maar vindt geen bewijs voor een voordeel bij gezonde veroudering bij mensen.

Waarom dit onderzoek toch waardevol is

Dat er nog geen bewijs bij mensen is, maakt het onderzoek niet waardeloos. Het laat zien hoe mitochondriën werken en hoe je een kapotte schakel kunt omzeilen. Dat inzicht is nuttig voor zeldzame aandoeningen waarbij een complex in de keten niet werkt, en voor het begrijpen van veroudering in het algemeen. Methyleenblauw is daarbij vooral een gereedschap voor onderzoekers: een stof waarmee je kunt testen wat er gebeurt als je de keten op een bepaalde manier beïnvloedt. Zo leren ze welke schakel in de keten welke rol speelt, en wat er gebeurt als die schakel uitvalt.

Waar je op let als je hierover leest

• Gaat het over cellen, dieren of mensen? Bij mitochondriën gaat het bijna altijd over cellen of dieren.
• Welke concentratie? Lage en hoge concentraties kunnen tegengestelde effecten hebben.
• Wat is er gemeten? Zuurstofverbruik in een celkweek zegt iets anders dan hoe iemand zich voelt.
• Wat zijn de risico's? Methyleenblauw heeft bekende wisselwerkingen, zie Veiligheid en wisselwerkingen.

Samengevat

Mitochondriën maken energie via een keten van stappen waarin elektronen worden doorgegeven. Methyleenblauw kan als redoxstof elektronen opnemen en afgeven, en in het laboratorium daardoor een deel van die keten omzeilen. In celkweken en proefdieren leverde dat interessante resultaten op, vooral als de keten niet goed werkte. Het effect hangt sterk af van de concentratie en kan bij een hogere concentratie omslaan. Bij mensen is dit mechanisme nauwelijks onderzocht, en een voordeel bij gezonde mensen is niet aangetoond.