Monday, October 21, 2013

1, 2, 3 diabetes

The human gut harbours trillions of bacteria in a great diversity. The composition of the intestinal bacteria in obese people differs from that in lean people. As such that wouldn't have to mean a thing, but the bacteria of obese people appear to be more effective in extracting usable calories (in the form of short chain fatty acids) from food fibres. This can be the perfect excuse for your overweight: blame the bugs! But there’s more to it. Those obese bacteria also have a negative effect on the barrier function of the gut epithelium and this line of defence becomes more permeable. As a consequence, bacterial compounds such as lipopolysaccharide (LPS in short) can pass the gut wall, enter the body and cause chronic inflammation. This chronic inflammation, in mysterious ways, causes insulin resistance, metabolic syndrome, and ultimately type 2 diabetes. 

Now also for type 1 diabetes a relation with gut microbiota has been found. Huriya Beyan, in a paper in Current Diabetes Reports has coined the phrase Guts, Germs and Meals to this relation, with reference to the bestseller by Jarred Diamond. Do realize that type 1 diabetes is totally different from type 2. Type 1 is an autoimmune disease in which the immune system attacks and destroys the (insulin producing) beta cells in the isles of Langerhans in the pancreas. Children with type 1 diabetes have a different composition of the intestinal bacteria as compared with healthy children. As such that wouldn't have to mean a thing, but now there are fascinating new data from a mouse model of type 1 diabetes. These mice are called NOD mice, which stands for Non-Obese Diabetic. Female NOD mice will develop a more severe diabetes than male NOD mice, and at an earlier age. When gutmicrobiota from male mice are transferred to female mice, the female mice will develop a less severe diabetes, and at a later age. What do we learn from this? There are differences in gut microbiota between male and female mice (also between male and female humans). The term microgenderome is used to describe this phenomenon. Furthermore: this difference is relevant for type 1 diabetes and may offer a novel opportunity for treatment. 

What about type 3 diabetes? Epidemiologically there is an overlap of Alzheimer’s Disease and type 2 diabetes. The term type 3 diabetes which now is popping up in the medical literature is debatable because at the level of the brain there is no hyperglycemia, but there is insulin resistance. Apart from the metabolic resemblance, also the inflammation in Alzheimer may be similar to that in type 2 diabetes. A direct link between Alzheimer and gutmicrobiota has not been established but it is attractive to speculate. Even more attractive it is to start research into this field, because more knowledge about the intricate relations between nutrition, gutmicrobiota, immunity and brain function eventually could lead to novel ways for prevention and treatment.

Saturday, January 14, 2012

Run for your life

“Who wants to live forever?”, was the rhetoric question in one of the songs of Queen which became popular after the singer Freddy Mercury had died. Forever for most people is a too long period and they prefer the fairy-tale ending to live long and happy thereafter. How to lead a happy life will be the subject of another blog, but for this moment just one tip from Betty White, 89 years old herself, in the Late Show: Get at least 8 hours of beauty sleep, 9 if you’re ugly. Whatever your looks, what would determine your lifespan, happy or not, and is there anything you can do to make the most of it? 

An interesting hypothesis on longevity is that the lifespan of an animal, including man, is determined by a fixed number of heartbeats. The hummingbird, with a heart rate of 1260 bpm (beats per minute) lives only 1-3 years. Elephants, at the other end, have a heart rate of 30 bpm and can live up to 60 years. Most elephants don’t make it to that age because their teeth fall out and they then die in fact from starvation. As compared with all other animals, the number of heartbeats for humans  is 3 times higher: 3 billion rather than 1 billion. With an average heart rate of 72 bpm you can live to become 79 years. Now is there anything you can do to change those numbers and make the most of it? Lifestyle advices for long and healthy-living include daily physical exercise for at least 30 minutes. It is difficult to establish the exact intensity level of the exercise but a rule of thumb is that the 30 minutes start from the moment you’re sweating. I am a runner myself. I try to keep the routine of running 4-8 km circuits 3 times a week and several times a year I participate in 10-15 km runs. What will all this have for an impact, if any,  on my own lifespan. During the exercise my heart rate goes up, so I am wasting valuable heartbeats.  A rough calculation learns that for every year of running you could lose a week of life. On the bright side: all that running improves your physical condition and that leads to a lower heart rate at rest. Again a rough calculation learns that for every year of running you may gain 13 weeks of life. The net effect would be that for every year of running (or cycling if you would prefer that over running) you gain 12 weeks of life. A study from Harvard even suggested that every hour spent exercising would add two hours life expectancy: Who wants to live forever? 

What has all this to do with the immune system? Everything! An optimal functioning immune system will ward off infectious diseases and prevent chronic inflammatory diseases to develop. Both effects contribute to a healthy life. It has long been established that exercise such as running and cycling improves the function of the immune system, and therefore along these routes, contributes to longevity. 

Now a recent study from Mike Gleeson’s team in the UK has found that you shouldn’t overdo it: running a marathon impairs the function of your immune system. This headline in the news is a sweeping generalization of what they actually found (which is a reduction in the activity of the so-called Natural Killer cells) but the conclusion is justified that running a marathon certainly doesn’t improve your immune system. In the weeks following a marathon the runners have a 2-6 fold increase in upper respiratory tract infections which may well be a reflection of the temporarily depressed immune system. An upper respiratory tract infection won’t kill you, so what about longevity? The participant of the first recorded marathon in history certainly didn’t prolong his life. Would the thousands of participants of modern-day marathons and half-marathons be better off? This subject has not been studied that well. A German study found that 25% of the 65- to 69-year-old runners were faster than 50% of the 20- to 54-year-old runners. So maybe  you can’t run for your life, but you can run all your life.

Sunday, October 9, 2011

Immuun wordt immune

In 'Immuun' worden grote en kleine onderwerpen uit de immunologie belicht en waar mogelijk in zijn sociale context geplaatst. Immuun gaat veranderen: Immuun wordt Immune.

Because of my transition to an international oriented institute, Roosevelt Academy in Middelburg, Immuun Blogspot will change its format and continue in English. The first issue of the 'Immune Blogspot' deals with how Zeeland, and in particular Middelburg became immune. This has been described by Dr. de Man in the Netherlands Journal of Medicine nr. 50 of December 30th, 1882. The original publication is in Dutch and can be found here.

Dr. de Man provides a detailed analysis of the mortality rates in Middelburg, the capital of the province of Zeeland, feared by everyone in the rest of the Netherlands ( “ . . door gansch Nederland weleer en nog altoos zóó gevreesde Zeeland.”). His analysis covers the period from 1792 until 1881, which for immunology is a most relevant period because it includes the discovery of smallpox vaccination by Edward Jenner in 1796. The smallpox vaccine was first used in Zeeland quite soon after Jenners discovery, namely in 1804 and the results were really impressive: in 1792 there were 137 deaths from smallpox in Middelburg , in 1822 'just' 7 per 10,000. De Man apologizes for being unable to provide exact data on the population of Middelburg, which fluctuated greatly during that period. As an approximation he multiplied the number of births per year by 30. Smallpox vaccination was continued until 1980, when smallpox was completely vanished from Zeeland and the rest of the world. Mortality rates of other infectious diseases also were high, but De Man found it hard to obtain reliable data because cause of death often was not specified on the death certificates or totally unreliable. In 1847, 50 military died from a feverish disease apparently because they were homesick, according to their death certificate. It is estimated that typhoid fever, malaria as well as pneumonia were the major causes of death, each contributing between 300-500 deaths per 10,000 per year. The reduction in mortality rates of typhoid fever and malaria during that period where not due to the introduction of effective vaccines. Unfortunately, those vaccines were not available at that time and are not even available today. Improvements in nutritional status, of sanitary conditions, and discovery of quinine all contributed to reduction of the burden of these diseases. Childhood mortality rate in Middelburg was as high as 10-15% up to 1840. In that time the children were not treated by the doctors, only the adults. While this may sound incredible, it reflects the spirit of that time that limited resources should not be wasted on children. Fortunately times have changed.

The same issue of the Netherlands Journal of Medicine of 30th December 1882 continues with a paper on clitoridectomy (defined by the WHO as genital mutilation) as an effective form of treatment of female hysteria. Times have changed indeed.

Monday, August 29, 2011

Seks met een Neanderthaler

Van nature weet de mens dat het beter is om inteelt te vermijden en daarom waren neef-nicht-huwelijken, of nog erger van broer en zus, eigenlijk altijd al verboden. De gevolgen van het in de wind slaan van die adviezen zijn zichtbaar in veel Europese vorstenhuizen, die zich natuurlijk niet aan hun eigen wetten hoefden te houden. Het DNA van Karel de Tweede (de laatste van de Habsburgers) had een inteeltcoëfficiënt van 0,254 terwijl dat bij Filips de Schone nog maar 0,025 was. Karel de Tweede stierf kinderloos en daarmee kwam een einde aan de Habsburg Dynastie.

Als inteelt slecht is, is ‘uitteelt’ dan goed? In een eerdere blog (Guns, Germs and Steel, 27 Juli 2010) is gesproken over HLA, Humane Leukocyten Antigenen. HLA is een complex van genen, heel erg variabel, die de gevoeligheid en weerstand tegen infectieziekten bepalen. Hoe meer variatie in HLA genen, des te beter ben je beschermd tegen infectieziekten. Voor de overleving van de mens als soort is het dus belangrijk om die variatie in HLA ook zo groot mogelijk te houden. Een epidemie met tyfus of de pest zal altijd veel doden veroorzaken, maar dankzij de variatie in het HLA zijn er enkele personen die het zullen overleven.

Wat heeft dit met Neanderthalers te maken? Homo Sapiens, dat zijn wij allemaal: de mensen die nu op aarde leven, is 150-100 duizend jaar geleden ontstaan in Afrika en ongeveer 60 duizend jaar geleden naar Europa en Azië overgestoken. Op dat moment woonden in Europa de Neanderthalers en nog een andere mensachtige: de Denisova mens die nog maar pas ontdekt is. Van Neanderthalers weten we vrij veel, over hun leefgebieden en leefgewoonten. Waarom er nu geen Neanderthalers meer zijn is niet zo duidelijk.

Er zijn 3 mogelijkheden:

  1. Homo Sapiens heeft alle Neanderthalers uitgemoord, en misschien daarna wel opgegeten
  2. Neanderthalers zijn uitgestorven ten gevolge van een klimaatverandering of
  3. Homo Sapiens en Neanderthalers hebben zich vermengd en daardoor zijn de Neanderthalers ‘onzichtbaar’ geworden.
(“What we need is a great big melting pot - Big enough, enough, enough, to take the world and all its got - And keep it stirring for a hundred years or more - And turn out coffee coloured people by the score” zong Blue Mink in de zestiger jaren van de vorige eeuw.)

Van de Denisova mens is veel minder bekend. In een grot bij Denisova - dat ligt ongeveer op het vierlandenpunt van Rusland, Kazachstan, China en Mongolië - is een tand en een vingerkootje gevonden van deze mensachtige. Veel lijkt dat niet, maar uit zo’n vingerkootje kun je DNA isoleren en een complete genenkaart maken, dan gaat er een wereld voor je open.
Wat was er al bekend? In het DNA van de ‘moderne’ mens zit ongeveer 2% Neanderthaler DNA. En niet alleen bij mensen met een laag voorhoofd, maar bij iedereen. Ook Denisova DNA is voor enkele procenten bij de moderne Homo Sapiens terecht gekomen.

Waarom is deze genetica van mensachtigen van belang voor de immunologie? Omdat er ontdekt is dat van de HLA genen van de moderne mens niet 2% maar ongeveer 50% van Neanderthalers afkomstig is. Laat dat maar eens doordringen: Neanderthalers zijn niet uitgestorven maar leven voort in het immuunsysteem. Hoe kan dit? Een waarschijnlijke verklaring is dat bij het binnentrekken van Homo Sapiens in Europa en Azië er in het begin seksueel contact is geweest tussen beide mensvormen. De nakomelingen daarvan kregen de helft van het Neanderthaler HLA mee en waren daardoor veel beter beschermd tegen de Europese epidemieën dan volbloed Homo Sapiens kinderen. Het begrip ‘survival of the fittest’ van Darwin heeft misschien dus wel vooral betrekking op de fitheid van het immuunsysteem. We mogen onze voorvaderen (of moeders, we weten niet wie het gedaan heeft) daarom dankbaar zijn voor seks met Neanderthalers.

Wednesday, March 30, 2011

Eens en voor altijd

‘Colombiaan maakt vaccin tegen 500 ziektes’ luidde de kop van een nieuwsbericht op Direct daaronder werd in de eerste zin van het ANP bericht dit opzienbarende nieuws al enigszins teruggedraaid: “De Colombiaanse immunoloog M.E. Patarroyo heeft belangrijke vooruitgang geboekt in de ontwikkeling van een vaccin tegen meer dan vijfhonderd infectieziektes.” Meestel worden persberichten uitgegeven naar aanleiding van het verschijnen van een wetenschappelijke publicatie, en dat is in dit geval ook zo. De onderzoeksgroep van Patarroyo doet al decennia lang heel goed werk om een zo effectief mogelijk vaccin tegen malaria te maken. Malaria is een zeer ‘succesvol’ micro-organisme omdat het over de hele wereld meer dan 500 miljoen mensen heeft geïnfecteerd waarvan er ieder jaar bijna 2 miljoen overlijden (zie ook de eerdere blog Malariavrij). De malariaparasiet is zo succesvol omdat hij uitermate slim het immuunsysteem weet te omzeilen. Het blijkt dat de belangrijkste eiwitten van malaria, en dat zijn de eiwitten die binden aan de rode bloedcellen en levercellen, niet of slecht herkend worden door het immuunsysteem. Om een respons van T lymfocyten op te kunnen wekken moeten fragmenten van eiwitten worden gepresenteerd in HLA moleculen. Op moleculair niveau, en zeker zonder hulp van een tekening, is dat misschien moeilijk voor te stellen. Daarom de vergelijking met een hotdog: de twee helften van het broodje zijn twee eiwitketens van de HLA moleculen en het worstje wat er tussen in zit is het eiwitfragment (in dit voorbeeld: een malaria-eiwit). Deze vergelijking is niet helemaal goed: zowel een worstje als een doorgesneden broodje hebben een glad oppervlak en die passen altijd op elkaar. Eiwitfragmenten en HLA moleculen (en dat zijn zelf ook weer eiwitten) zijn helemaal niet glad maar hebben juist allerlei deuken en uitstulpingen en die twee moleculen passen dus lang niet altijd op elkaar. Eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren. Daarvan zijn er 20 verschillende, zoals letters in het alfabet en een eiwitmolecuul is samengesteld uit verschillende aminozuren in een specifieke volgorde. Een eiwitfragment van 15 aminozuren zou je dus kunnen beschouwen als een woord van 15 letters. En zoals de Nederlandse taal duizenden verschillende woorden kent, heeft de malariaparasiet duizenden verschillende eiwitten. De malaria-eiwitten passen niet goed in HLA en kunnen daardoor niet goed worden gepresenteerd aan het immuunsysteem. Dr. Patarroyo heeft nu met een soort moleculaire meccanodoos in de malaria-eiwitten de aminozuren die belangrijk zijn voor de binding aan HLA zodanig veranderd dat ze wel goed passen. Die veranderde eiwitten blijken een prima immuunrespons op te kunnen wekken. Dat is een belangrijke stap voorwaarts richting een effectief vaccin tegen malaria. In apen werkt het al, bij de mens moeten de vaccinatiestudies nog starten.

Wat heeft Dr. Patarroyo nu gezegd op zijn persconferentie? Dat dit principe (een eiwitfragment zodanig veranderen dat het goed past in HLA) ook toegepast kan worden voor het maken van vaccins tegen alle andere belangrijke infectieziekten bij de mens. En zijn er dat dan 500, van Hepatitis A tot Herpes zoster? We weten het niet precies maar ongeveer 500 verschillende infectieziekten zou best eens waar kunnen zijn.

Zouden we dat graag hebben, een vaccin dat complete bescherming geeft tegen alle 500 infectieziekten? Een bescherming die bovendien dan ook nog eens levenslang aanhoudt en die met een enkele injectie kan worden toegediend. Ja, ik denk dat vrijwel iedereen graag een dergelijk vaccin zou willen. Eén keer vaccineren en daarna nooit meer en toch voor altijd beschermd zijn. Voorlopig is het nog niet zover.

Sunday, March 6, 2011

Gelukkig maar

Ed Diener, een emeritus hoogleraar in de psychologie uit Illinois heeft 160 wetenschappelijke studies nog eens tegen het licht gehouden en komt tot de conclusie dat gelukkige mensen langer leven (gelukkige muizen overigens ook). Een verrassende conclusie? Ja en nee, zouden filosofen zeggen. Het valt in ieder geval in de categorie blij nieuws dat even vrolijke krantenkoppen oplevert.

Maar hoe meet je geluk? Bij muizen is dat gek genoeg gemakkelijker te meten dan bij mensen. In ieder geval doen de onderzoekers alsof. De meeste experimenten zijn namelijk stressexperimenten. En stress wordt dan vertaald als niet-gelukkig. Zoals ook optimisme en pessimisme kan worden vertaald als gelukkig en niet-gelukkig. Het glas is half vol of half leeg, het cliché voor optimisme en pessimisme. Maar ja, als je dat op het geluksgevoel toepast dan kun je je glaasje met geluk toch alleen maar leegdrinken, en nooit voldrinken.

Veel studies toonden volgens de onderzoeker aan dat angststoornissen, depressies en een gebrek aan plezier in je dagelijkse bezigheden leiden tot een hogere ziektelast en een lagere levensverwachting. Ik geloof dat in deze redenering een belangrijke schakel ontbreekt en dat is de oorzaak van die angsten, depressies en gebrek aan plezier. Stel dat je een lichamelijk zwaar, geestdodend beroep uitoefent, dan is dat een goede reden om vroeg te overlijden. De stelling van de psycholoog is dat als je dat zware, geestdodende beroep nou leuk had gevonden (don’t worry, be happy), dan had je misschien wel een aantal jaren langer geleefd. Een van de studies die voor dit onderzoek werd gebruikt is wel bijzonder curieus. Die gaat over professionele Amerikaanse honkballers, een niet zo’n slecht beroep. Of eigenlijk beperkt de studie zich tot honkbalplaatjes: de honkballers die in 1952 lachend op zo’n afbeelding stonden, leefden langer dan de honkballers die niet lachten. Je zou ook kunnen concluderen dat lachen naar het vogeltje (van de fotograaf) dus echt helpt. Een andere studie onderzocht de dagboekjes die nonnen op hun 22ste invulden bij het binnentreden in het klooster. Zestig jaar later bleken de schrijfsters van optimistische tekst vaker nog in leven te zijn dan de pessimistische. Een andere studie onder optimisten (niet in een klooster) liet overigens zien dat die juist meer drinken en roken en daardoor eerder sterven, maar dat terzijde.
De eindconclusie, na bestudering van deze 3 en nog 157 andere studies is dus dat gelukkige mensen langer leven. Maar waarom en hoe?

Een van de mechanismen die wordt voorgesteld is dat gelukkige mensen sneller herstellen van een inspanning. Ik ben geen inspanningsfysioloog en dus zeker geen inhoudsdeskundige maar misschien wel ervaringsdeskundige. Als fietsliefhebber was het voor mij een extreme inspanning om de Mont Ventoux te beklimmen. Tijdens de klim, maar vooral toen ik boven was, voelde ik me extreem gelukkig. Eigenlijk was het de inspanning die het geluk veroorzaakte en niet zozeer het herstel van de inspanning. Als bioloog weet ik dat bij langdurige inspanning je hersens het gelukshormoon endorfine gaan aanmaken, maar als fietser denk je daar (gelukkig!) niet aan.

Wat heeft dit allemaal met het immuunsysteem te maken. In de betreffende publicaties waaruit ik hier citeer komt 36 keer het woord immuun voor. Een goed functionerend immuunsysteem kan natuurlijk bijdragen aan een lang en gezond leven. Angst, depressies en stress hebben allemaal hun weerslag op het neuro-endocriene systeem en een van de gevolgen van stress is een verhoging van het stresshormoon cortisol. Hoge concentraties cortisol onderdrukken het immuunsysteem. Dat is veel te kort door de bocht geformuleerd maar er bestaat een heel duidelijke relatie tussen hersenen, hormonen en immuunsysteem. De psychoneuro-immunologie bestudeert deze onderlinge verbanden en probeert de samenhang te begrijpen. Het gelukshormoon endorfine heeft eveneens duidelijke effecten op het immuunsysteem en misschien het knuffelhormoon oxytocine ook wel.

Eigenlijk zijn het vreselijke woorden: gelukshormoon, stresshormoon, knuffelhormoon. Want willen we ons geluk wel uitdrukken in een toverformule van hormonen? Misschien is geluk wel net als kunst, althans volgens Willem Kloos: de allerindividueelste expressie van de allerindividueelste emotie. Als dat zo is dan valt geluk heel moeilijk wetenschappelijk aan te tonen, gelukkig maar.

Sunday, February 27, 2011

Afweer, weerstand en het immuunsysteem

Een veel gestelde vraag op feesten en partijen, wanneer je aan de praat raakt met vreemden is: “Wat doe je eigenlijk?”, vaak gevolgd door “voor de kost?”. Je werkt voor de kost, werken is een opdracht: "gij zult in het zweet van uw aanschijn uw brood verdienen" (Genesis 3,19). Tot voor anderhalve eeuw geleden was dat in ieder geval zo: ruim driekwart van het inkomen ging op aan het dagelijks brood, als je tenminste zoveel verdiende dat je elke dag te eten had. Nu geeft een gemiddeld gezin nog maar 12% van het inkomen uit aan voeding. Wat je doet voor de kost beperkt zich dus tot de maandag, de rest van de week werk je voor je hypotheek, je auto, en je vakantie. Ik ben immunoloog en behalve dat ik daarmee een kostwinning heb (en de hypotheek, auto en vakantie kan betalen) oefen ik dat vak vooral uit omdat ik het zo leuk en aantrekkelijk vind om te doen. Voordat je daar echter aan toekomt om dat op feestjes te vertellen, moet je vaak eerst uitleggen wat dat is: immunologie.

De mens wordt omgeven door een onzichtbare wereld van micro-organismen: virussen, bacteriën, schimmels, gisten. Een flink aantal daarvan zijn in staat om de mens te infecteren en ziekten te veroorzaken. Het immuunsysteem heeft tot taak om het lichaam tegen deze infecties te beschermen. Het immuunsysteem bestaat uit een groot aantal verschillende cellen en moleculen die door het hele lichaam verspreid zijn. Dat is nodig omdat infecties ook op vrijwel iedere plek van het lichaam kunnen optreden. De immunologie is het vak dat zich bezighoudt met de functie van het immuunsysteem in de afweer tegen infecties. Het immuunsysteem heeft nog een tweede functie, namelijk het herkennen en onschadelijk maken van tumorcellen. Zo biedt het immuunsysteem ook afweer tegen tumoren.

Een goed werkend immuunsysteem zou jaar in jaar uit, iedere dag afweer moeten bieden tegen alle mogelijke infecties. Helaas is dat niet het geval. Bij het begin van het leven (jonge kinderen) en tegen het einde van het leven (ouderen) is de werking van het immuunsysteem niet optimaal en kan het worden versterkt door vaccinatie. In Nederland kennen we het Rijksvaccinatieprogramma dat bedoeld is om jonge kinderen te beschermen tegen infecties en dat griepvaccinatie aanbiedt aan vooral ouderen. In de periode daartussenin kan de functie van het immuunsysteem negatief worden beïnvloed door een onvolwaardig dieet (gebrek aan vitaminen en mineralen), leefstijl (door alcohol, roken) en psychologische factoren (stress). Hieruit kan ook meteen worden afgeleid hoe het immuunsysteem dan positief kan worden beïnvloed: matig alcoholgebruik, niet roken, hanteerbare stress, en een dieet met voldoende vitaminen (vitamine C en D) en mineralen (Zink). Het dieet kan ook worden aangevuld met voedingssupplementen en fabrikanten daarvan adverteren met het gunstige effect op de weerstand.

Wat betekent weerstand? Van Dale als bron van informatie is natuurlijk hopeloos vorige eeuw, online zoeken op Wikipedia geeft 3 betekenissen: het begrip weerstand in de psychologie, psychotherapie en psychoanalyse houdt in dat bepaalde zaken uit het onderbewustzijn niet bewust kunnen worden beleefd (geïntroduceerd door Sigmund Freud). Weerstand is ook het gevoel van aversie, gericht op een persoon, entiteit of situatie. De medische betekenis van weerstand (en daar hebben we het hier over) is de mate waarin iemand in staat is ziekten te weerstaan of te overwinnen. Weerstand is dus de mate van afweer tegen infectieziekten.

Het immuunsysteem, afweer en weerstand hebben alles met elkaar te maken. Met een beter immuunsysteem heb je een betere afweer en een grotere weerstand, bijvoorbeeld tegen een gewone verkoudheid of tegen een niet zo vaak voorkomende hersenvliesontsteking.
Dat betere immuunsysteem en die grotere weerstand is niet zo gemakkelijk te meten. Hersenvliesontsteking is gelukkig een zeldzame ziekte en wanneer je die nooit krijgt (wat voor de meeste mensen geldt) kán dat betekenen dat je een heel goed werkend immuunsysteem hebt.

Maar wanneer is het immuunsysteem goed genoeg? Dat weet je pas wanneer het op de proef wordt gesteld. Wanneer je nooit met de bacterie die hersenvliesontsteking veroorzaakt in aanraking komt, weet je ook nooit of je er voldoende immuniteit tegen bezit. Voor een verkoudheidvirus ligt dat anders. Deze virussen zijn in het winterseizoen niet te vermijden en wanneer je vatbaar bent (dat wil zeggen: wanneer je immuunsysteem niet optimaal werkt) dan kan dat leiden tot een verkoudheid (een ‘griepje’) dat een aantal dagen kan aanhouden. In zo’n geval kun je baat hebben bij een versterking van je immuunsysteem.

Kun je dat bereiken met Vitamine C? Ja, in een flink aantal klinische studies is aangetoond dat vitamine C (ook vitamine D overigens) in staat is om het functioneren van het immuunsysteem te bevorderen. Deze vitamines zijn dus bevorderlijk voor het immuunsysteem, voor de afweer en de weerstand. Krijg je er een garantiebewijs bij (‘gegarandeerd klachtenvrij tot april’)? Nee, helaas niet. Virussen veranderen en proberen steeds weer nieuwe manieren te vinden om onder het immuunsysteem uit te komen, zelfs onder het beste immuunsysteem. De wedstrijd tussen de mens en de wereld van micro-organismen gaat altijd door.

Sunday, August 8, 2010

Overgevoelig (deel 2)

. . . en de weersverwachting voor hooikoortspatiënten voor morgen is: slecht. Als je het eerste gedeelte van dit zomerweerbericht hebt gemist en alleen dit staartje nog hoort, en je bent géén hooikoortspatiënt, dan weet je dat het een prachtige dag wordt: veel zon, droge warmte, beetje wind. Voor een patiënt met hooikoorts is het geen prachtige dag want er zijn dan zoveel pollenkorrels (stuifmeel) in de lucht dat de klachten op zijn ergst zijn.

Hooikoorts komt zoveel voor dat iedereen eigenlijk wel weet wat de verschijnselen zijn: waterige en jeukende ogen, niezen, loopneus of juist een verstopte neus. Een veelheid van klachten, maar géén koorts. Hooikoorts wordt veroorzaakt door pollenkorrels van planten, vaak grassen, en bomen, vooral berken. De klachten treden op wanneer deze planten in bloei staan, dus van het vroege voorjaar tot midden zomer. Per patiënt kan dit verschillen, omdat niet ieder patiënt voor dezelfde pollen overgevoelig is. Die overgevoeligheid is een abnormale reactie van het immuunsysteem (zie ook: Overgevoelig) op pollen.

De laatste dertig jaar is het aantal patiënten met hooikoorts geweldig toegenomen. Hoe dat komt, weten we niet. De diagnose is niet moeilijk te stellen, dat kon dertig jaar geleden ook al heel goed. Eén van de mogelijke verklaringen is de toegenomen hygiëne (zie ook: Vieze varkens), maar of daarmee deze toename wel verklaard kan worden is de vraag. Een andere mogelijke verklaring, niet voor de laatste dertig jaar maar recenter, is de verandering van het klimaat.

Het klimaat verandert, onherroepelijk. We verstoken met zijn allen fossiele brandstoffen en daardoor stijgt het CO2 gehalte in de atmosfeer en wordt het geleidelijk steeds een beetje warmer. Voordat er weer palmbomen op Spitsbergen groeien, duurt nog wel even maar toch zijn de gevolgen nu al merkbaar, ook in Nederland. Er groeien nu planten in Nederland die hier vroeger niet voorkwamen. Eén daarvan is ambrosia en dat is slecht nieuws voor patiënten met hooikoorts.

Ambrosia is een onkruid dat in de Verenigde Staten op grote schaal voorkomt (ragweed). Pollen van ambrosia zijn in de Verenigde Staten de nummer 1 oorzaak van hooikoorts. Met de komst van ambrosia in Nederland is het onvermijdelijk dat ook Nederlandse patiënten daar last van gaan krijgen. Dubbel vervelend is dat ambrosia bloeit vanaf augustus tot vroeg in oktober. Het hooikoortsseizoen, dat in Nederland eind juli, begin augustus ongeveer is afgelopen, zou daardoor wel eens tot oktober kunnen doorlopen. En in februari, maart staan de hazelaar en els alweer in bloei.

Hoe komt zo’n plant in Nederland? Kort na de 2de wereldoorlog kwam ambrosia voor in Bretagne, meegelift tussen de schoenzolen van Amerikaanse soldaten. Tegenwoordig zijn er geen soldaten meer nodig om ambrosiazaden te vervoeren. Groente, fruit, graan en bloemen worden over de hele wereld gevlogen en verscheept en via die route kunnen zaden van vrijwel iedere plantensoort in Nederland terecht komen. Of ze vervolgens zullen aanslaan en uitgroeien, wordt bepaald door het klimaat. Vandaag de dag komt ambrosia veel voor in midden Europa, in het Rhonedal in Frankrijk en nu dus ook in Nederland. Een onverwachte route waarop ambrosia het land in komt, is via vogelvoer. Veel vogelzaad bevat ook ambrosia en dat is nu al zichtbaar in de tuinen van mensen die vogels houden. Hoe krijgen we ambrosia Nederland weer uit? Dat is niet zo gemakkelijk. Het toevoegen van ambrosia aan vogelvoer kan worden verboden, maar dat kan niet van vandaag op morgen. Daarmee verdwijnt ambrosia nog niet. Iedere plant kan maximaal 50.000 zaden produceren en die blijven 40 jaar levenskrachtig. Tenzij de klimaatverandering omkeert, zal ambrosia dus nog wel een tijd in Nederland blijven. Of de plant zich op grote schaal gaat verspreiden weten we niet, maar het is wel zaak om dat goed te blijven volgen.

Wat moeten hooikoortspatiënten doen op zo’n voor hen heel slechte zomerdag, of straks herfstdag? Binnen blijven waardoor je niet in aanraking komt met de pollen? Dat kan natuurlijk, maar op een mooie, zonnige zomerdag is dat wel een zware straf. Het kan ook anders. Je kunt ook een plaats opzoeken waar geen planten en bomen groeien, het strand bijvoorbeeld. Er is geen garantie dat je daar helemaal klachtenvrij zult blijven maar zon, zee, en zaligheid vergoeden veel.

(Bron afbeelding: Arnold van Vliet,

Tuesday, July 27, 2010

Guns, Germs and Steel

Guns, Germs and Steel is de titel van een fascinerend boek van Jared M. Diamond (ISBN 9780393061314, uitg. W. W. Norton & Co Inc.). In het boek probeert Diamond, hoogleraar geografie aan de Universiteit van Californie in Los Angeles, antwoord te geven op de volgende vraag: Waarom hebben de Euraziaten (Europeanen en Aziaten) de oorspronkelijke bewoners van Noord en Zuid Amerika, Australie en Afrika overwonnen, verdreven, of gedecimeerd en waarom niet omgekeerd?

Voor het begin van een antwoord gaat Diamond 13.000 jaar terug in de geschiedenis en probeert dan in 517 pagina’s te schetsen hoe dit allemaal gekomen is. In de visie van Diamond kan veel, zo niet alles, verklaard worden uit de vroege voorsprong die Europeanen en Aziaten hadden met de ontwikkeling van landbouw en veeteelt. Die voorsprong was niet te danken aan een hogere intelligentie van de Euraziaten, maar werd veroorzaakt doordat de wilde planten en dieren die aan de oorsprong van de huidige tarwe, haver, koeien en kippen etc. stonden, allemaal in het Midden-Oosten voorkwamen en niet in Australie, Afrika of Zuid-Amerika. Tot de dag van vandaag lukt het niet om bijvoorbeeld een zebra tot landbouwhuisdier om te vormen. Een efficiënte voedselproductie maakt tijd vrij voor andere zaken, zoals het ontwikkelen van wapens (van 'Steel') en staat het toe om een deel van de beroepsbevolking soldaat te laten zijn (met 'Guns').

De titel van het boek dekt overigens niet helemaal de lading omdat met name de 'Germs', de ziektekiemen, er wel heel erg bekaaid vanaf komen. De vraag is namelijk waarom de mazelen, door de Spanjaarden in Zuid-Amerika geïmporteerd, wél in staat waren om het aantal Inca’s en Azteken te decimeren terwijl omgekeerd het gele-koortsvirus bijvoorbeeld dat niet deed. Sommige Spanjaarden namen namelijk dat virus mee terug naar Spanje en hadden daar iets vergelijkbaars kunnen veroorzaken. Eigenlijk is alleen syfilis op deze manier Europa binnen gekomen. De vraag wordt wel gesteld in het boek, maar er wordt nog geen begin van een antwoord gegeven. Misschien is dat ook niet te verwachten van een hoogleraar geografie.

In een blog van één pagina is dat natuurlijk ook niet mogelijk. Toch waag ik een poging daartoe.
Ten eerste wordt de virulentie van een micro-organisme (dat is de term voor het gemak waarmee een micro-organisme ziekte kan veroorzaken) mede bepaald door klimatologische, of geografische als je wilt, omstandigheden. Malaria en malariamuggen houden van vochtige warmte (lees ook: Malariavrij), influenzavirus houdt van de winter.
Ten tweede bestaan er (grote) verschillen in het immuunsysteem van de mens. Deze verschillen, die worden bepaald door variatie in HLA (lees ook: Zoek de verschillen), bestaan tussen mensen en niet tussen rassen. Het immuunsysteem van Europeanen is dus niet beter of slechter dan dat van Afrikanen of welke andere wereldbewoner dan ook. Dat blijkt uit de gevoeligheid voor het influenzavirus bijvoorbeeld, waar iedereen aan kan bezwijken. In Europa, dat al eerder in de geschiedenis dichtbevolkt was vergeleken met de rest van de wereld, hebben eeuwenlang epidemieën gewoed, waardoor uiteindelijk alleen diegenen met het ‘beste’ immuunsysteem overleefden (survival of the fittest). Dat ‘beste’ staat tussen aanhalingstekens omdat het alleen maar het beste immuunsysteem is voor de ziektekiemen die in Europa voorkwamen. Selectie voor het gele-koortsvirus had nog niet eerder kunnen plaatsvinden.
In de tropische en subtropische delen van de wereld heeft zich waarschijnlijk een andere selectie afgespeeld, namelijk de strijd tegen parasieten. Malaria is er daar één van, maar er zijn er veel meer (rivierblindheid, slaapziekte etc.). Om effectieve afweer tegen parasieten te hebben, zijn heel andere onderdelen van het immuunsysteem nodig dan voor een virus of bacterie. Selectie voor een optimale afweer tegen parasieten zou wel eens ten koste kunnen zijn gegaan van de rest van de afweer.

Spelen verschillen in het immuunsysteem tussen de diverse bevolkingsgroepen dan toch een rol bij het beantwoorden van de vraag die Jared Diamond stelt in zijn boek? Genetisch onderzoek naar variatie van het immuunsysteem in diverse oorspronkelijke bevolkingsgroepen, zoals dat bijvoorbeeld wordt uitgevoerd door Professor Peter Le Soeuf (Princess Margaret Hospital for Children, Perth, Australië) gaat daarbij mogelijk een deel van het antwoord geven.

Sunday, April 4, 2010

De temperatuur van vleermuizen, zanggorsen en mensen.

Mijn favoriete actrice Marilyn Monroe speelde de hoofdrol in ‘Some like it hot’, een zwart-wit film die helaas hopeloos werd verpest door de acteurs Jack Lemon en Tony Curtis. De film is meer dan 50 jaar oud, Marilyn zelf is al bijna 50 jaar dood. Ook al was het een draak van een film, dankzij Marilyn wordt hij steeds opnieuw uitgebracht; zoals nu weer door NRC Handelsblad.
In de film zingt Marilyn Monroe 4 liedjes, waaronder de titelsong. Die begint als volgt:
“I got a fever - An inflammation - That's what I got - You turn the heat on me - Some like it hot"
Mogen we deze tekst letterlijk interpreteren en leidt seksuele opwinding inderdaad tot een koortsreactie? In vrijwel iedere taal heeft hot, heet, heiß ook een seksuele betekenis, maar moeten we dat overdrachtelijk opvatten of letterlijk?

De mens is een warmbloedig zoogdier dat zijn normale lichaamstemperatuur op een constante waarde tussen de 35,8 en 37,2° C houdt. ’s Nachts om 3 uur is de temperatuur het laagst, ’s avonds om 6 uur het hoogst. Iedereen die wel eens een kat of een hond op schoot heeft gehad, weet dat de lichaamstemperatuur van deze dieren hoger is dan die van de mens. Katten zijn met 39° C nog net iets warmer dan honden (38,5° C). Het zoogdier met de laagste lichaamstemperatuur is de luiaard (32° C).
Een aantal zoogdieren gaat in winterslaap, een periode waarin de lichaamstemperatuur sterk daalt en alle stofwisselingsprocessen (letterlijk) op een laag pitje worden gezet. Wereldkampioenen in het reguleren van hun lichaamstemperatuur zijn vleermuizen, geen vogels maar ook zoogdieren. Tijdens de winterslaap van vleermuizen daalt hun lichaamstemperatuur tot ongeveer 6° C. Wanneer ze van daaruit plotseling in een warme omgeving worden geplaatst, dan stijgt die met meer dan 20° C binnen de 15 minuten. Hoewel de vleermuis onbeweeglijk blijft hangen, gaan de pootspieren trillen. Deze trillingen worden door soortgenoten in de omgeving waargenomen en dat dient als sein om ook zelf in temperatuur te gaan stijgen.

Tot verdriet van sommigen kent de mens geen winterslaap en hypothermie (onderkoeling) kan slechts kort worden volgehouden. Maar onder bijzondere omstandigheden kan de lichaamstemperatuur toenemen: bij zware lichamelijke inspanning, bij externe oververhitting (zonnesteek), bij een koortsreactie tijdens een infectie, na de eisprong bij vrouwen en mogelijk dus bij seksuele opwinding.
Bij een zware lichamelijke inspanning, bijvoorbeeld deelname aan de Zevenheuvelenloop, kan de kerntemperatuur van het lichaam oplopen tot wel 40° C. Dat noemen we geen koorts omdat snel na afloop van de inspanning de temperatuur weer normaliseert.

Verhoging van de lichaamstemperatuur kost energie. Koorts die optreedt tijdens een infectie, de immuunrespons dus, kost energie. Het zoeken van een partner, territoriumgedrag en de voortplanting zelf, dat kost ook allemaal energie. Ieder levend wezen moet bewust met zijn energie omgaan. Je kunt een kilocalorie maar 1 keer uitgeven, dus moeten er keuzes worden gemaakt.
Of dat wel kan, het maken van die keuzes en hoe dan, is onderzocht. Niet bij de mens maar bij een Noordamerikaanse zangvogel, Melospiza melodia. Deze vogel, de zanggors, komt voor in de westelijke staten California (met een broedseizoen van 150 dagen) en in het noordelijkere Washington (daar duurt het broedseizoen 100 dagen). Deze vogels werden ingespoten met lipopolysaccharide (LPS) uit bacteriën. LPS wekt een krachtige ontstekingsreactie op en die houdt ongeveer 1 dag aan. Tijdens die ontstekingsreactie worden er verschillende ontstekingsmoleculen aangemaakt en 1 daarvan is het interleukine 1 (IL-1). IL-1 zet in het lichaam de ontstekingsreactie aan inclusief de verhoging van de lichaamstemperatuur. IL-1 heeft de mogelijkheid de ‘thermostaat’ in de hersenen enkele graden hoger in te stellen. Mede hierdoor gaat bloed sneller stromen, komen cellen van het immuunsysteem sneller in actie en wordt de infectie sneller opgeruimd. Maar, zoals hierboven gezegd, dat kost allemaal energie.
Wat bleek? De zanggorsen uit California ontwikkelden nadat ze met LPS waren ingespoten een fraaie koortsreactie. Dat wil zeggen, gedurende de nacht, overdag gebeurde er niets. De zanggorsen uit Washington reageerden helemaal niet. Die investeerden al hun energie aan het zoeken van een partner en het bouwen van nesten en niet aan de immuunrespons. Uitzieken of achter de meiden aan, dat lijkt de keuze. Of dat nou wel echt de keuzes zijn die de zanggors maakt of de vooropgezette ideeën van de onderzoekers, dat weten we niet.

Tenslotte, wordt de mens echt hot bij seksuele opwinding? Ja en nee. De temperatuur van bepaalde onderdelen stijgt wel, maar de kerntemperatuur blijft gelijk.