houston
Ripped Bodybuilder
- Lid sinds
- 24 jun 2005
- Berichten
- 3.657
- Waardering
- 23
- Lengte
- Massa
- 44kg
- Vetpercentage
- 28%
BuilderD Ik heb geen zin en energie om hier wat te typen maar ik heb wat info voor je waar ik heen wil.
http://www.youtube.com/watch?v=jvWqB3F5RCA
http://www.youtube.com/watch?v=4mU9AkXu3KA
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005; 30: 163-184
Evolutionaire geneeskunde
U bent wat u eet, maar u moet weer worden wat u at1
.
http://www.youtube.com/watch?v=jvWqB3F5RCA
http://www.youtube.com/watch?v=4mU9AkXu3KA
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005; 30: 163-184
Evolutionaire geneeskunde
U bent wat u eet, maar u moet weer worden wat u at1
Darwin beschouwde de leefomstandigheden als de
belangrijkste drijvende kracht achter de evolutie.
Organismen voorzien de natuur van een grote genetische
diversiteit en de natuur maakt hieruit een keuze.
Ons genoom is gedurende de evolutie dus bij uitstek
aangepast aan de omgeving, waaronder klimaat, voeding
en pathogenen. Homo sapiens is ongeveer
160.000 jaar oud en ons genoom muteert met een
snelheid van ongeveer 0,5% per miljoen jaar. Door de
snelle verandering van onze omgeving in de afgelopen
100 jaar hebben we een conflict veroorzaakt tussen
ons nog in het paleolithisch tijdperk (2,5*106 tot 104
jaar geleden) verkerend genoom en deze omgeving.
Dit conflict, en niet ons genoom per se, is de belangrijkste
oorzaak van de huidige chronische (degeneratieve)
ziekten, waaronder diabetes mellitus, hart en
vaatziekten, bepaalde vormen van kanker en enkele
psychiatrische ziekten. Inzake de voeding begon dit
conflict ongeveer 10.000 jaar geleden bij de overgang
van ons bestaan als jager-verzamelaars naar een agrarische
samenleving die gepaard ging met een hoge
consumptie van koolhydraten. Het conflict is geëscaleerd
vanaf de industriële revolutie, en in een stroomversnelling
geraakt vanaf het begin van de vorige
eeuw, onder andere door een hoge inname van verzadigd
vet en van mono- en disacchariden, een lage inname
van vis en een ongunstige balans tussen energie
inname en fysieke activiteit. We realiseren ons onvoldoende
dat we een product zijn van de natuur. Nabootsing
van de paleolithische leefomstandigheden
naar moderne inzichten is van belang voor zowel primaire
als secundaire preventie. Educatie vanaf de
schoolleeftijd, (meer) aandacht voor voeding/leefsT
in de studies geneeskunde en farmacie, en een verplichte
productinformatie die (veel) verder gaat dan
de huidige summiere aanduidingen kunnen een gunstige
rol spelen bij de beslechting van het conflict.
Trefwoorden: evolutie; genetische ziekten; natuurlijke
selectie; omgevingsfactoren; voeding; preventie; harten
vaatziekten; essentiële vetzuren; vitaminen
“Nothing in biology makes sense without evolution”
is een uitspraak die in 1973 werd gedaan door Theodosius
Dobzhansky, één van de grondleggers van de
neo-Darwinistische evolutietheorie (i.e. de samengevoegde
theorieën van Darwin en Mendel). Daaraan
kan worden toegevoegd dat ‘nothing in medicine
makes sense without biology’. Toch speelt de evolutietheorie
slechts een bescheiden rol in de geneeskunde.
Dat is met name te betreuren in dit tijdperk
van ‘het genoom’, waarbij de snel toenemende kennis
van de genetica de indruk kan wekken dat alle medische
ellende voortkomt uit ons erfelijk materiaal.
‘Evolutionaire geneeskunde’ (1), ook wel ‘(neo)-Darwinistische
geneeskunde’, leert ons daarentegen dat
ons genoom nagenoeg perfect is, maar dat we ons in
zowel de gezondheidszorg als de volksgezondheid de
lessen van Darwin onvoldoende ter harte nemen. Op
zoek naar de oorsprong van de soorten had Herbert
Spencer het in 1851 over de ‘survival of the fittest’
(waarmee hij bedoelde ‘evolutionary fittest’) en lanceerde
Charles Darwin in 1859 de door de biologen
geprefereerde term ‘natural selection’. Met ‘natuurlijke
selectie’ verwees Darwin met name naar de
invloed van ‘de leefomstandigheden’ (‘conditions of
existence’). Deze leefomstandigheden beschouwde
hij als de belangrijkste drijvende kracht in de evolutie:
het zijn vooral de factoren uit onze directe omgeving
die (passief) selecteren uit de aangeboden genetische
diversiteit, en in mindere mate de (actieve)
‘coïtusuele (partner)selectie’, de competitie binnen de
soort, en de competitie met andere diersoorten. De
achtergrond van de genetische diversiteit stamt uit het
werk van Gregor Mendel van rond 1865. De genetische
diversiteit die aan de omgeving wordt aangeboden
bleek voort te komen uit de ‘gene-shuffling’ en
de ‘cross-overs’ die optreden in de meiose, waardoor
elk mens het product is van de tenminste 8x1012 opties
die mogelijk zijn bij een enkele bevruchting.
Deze recombinaties introduceren echter geen veranderingen
in de totale genen pool. Daarvoor dienen
aan deze pool, door middel van spontane mutaties,
nieuwe genen te worden toegevoegd. Of deze bestaansrecht
hebben wordt vervolgens door de natuur
beoordeeld.
In dit artikel wordt onderbouwd dat de verreweg belangrijkste
oorzaken van de huidige typisch westerse
ziekten niet in ons genoom moeten worden gezocht
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 163
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005; 30: 163-184
Evolutionaire geneeskunde
U bent wat u eet, maar u moet weer worden wat u at1
F.A.J. MUSKIET
Pathologie en Laboratoriumgeneeskunde, Universitair
Medisch Centrum Groningen
Correspondentie: Prof. dr. Frits A.J. Muskiet, Pathologie en
Laboratoriumgeneeskunde, CMC-V, Kamer Y1.147, Universitair
Medisch Centrum Groningen, Postbus 30.001, 9700 RB
Groningen
E-mail: f.a.j.muskiet@lc.umcg.nl
1 Samengesteld ter gelegenheid van de ‘Prof. Dr. J.S. Faber
Lezing’ op 14 oktober 2004 in het Universitair Centrum voor
Farmacie, Rijksuniversiteit Groningen, ten behoeve van een
breder publiek.
(2), maar in een conflict met de door onszelf veranderde
omgeving (1-16); hier vooral toegespitst op een
conflict met onze voeding. Vanuit de klassieke ‘nature
or nurture’-discussie en de tekortkomingen van
de genetica om onze huidige ‘grote’ ziekten te verklaren
wordt teruggaan naar onze oorsprong als soort
om hieruit ons onvermogen te verklaren om de steeds
snellere culturele veranderingen te kunnen volgen.
‘Nature or nurture’?
In deze tijd van het ‘human genome project’, ‘genomics’,
‘transcriptomics’, ‘proteomics’ en andere
‘-omics’, is het voor het bewaren van het noodzakelijke
evenwicht van belang om wat terrein terug te
winnen voor de invloed van omgevingsfactoren op de
fenotypische expressie van een organisme en daaraan
toe te voegen de langetermijninvloed van omgevingsfactoren
op de soort. Het wordt steeds duidelijker dat
onze genen niet een starre ‘blauwdruk’ zijn van ons
leven, maar dat we ons genoom (‘genotype’) beter
kunnen beschouwen als een soort globaal recept,
waaruit aan de hand van de ingrediënten uit de omgeving,
maaltijden van uiteenlopende kwaliteit (‘fenotypen’)
kunnen worden samengesteld; een fenomeen
dat we goed kennen uit de ontwikkelingsbiologie, alwaar
het wordt aangeduid met ‘ontwikkelingsplasticiteit’
(‘developmental plasticity’). De aloude ‘nature
or nurture’-controverse is mogelijk toe aan vervanging
door ‘nature via nurture’ waaruit, afhankelijk
van de aard van de interactie tussen omgeving en genoom,
de uitkomst op korte termijn kan variëren van
gezondheid tot ziekte, en op de lange termijn (i.e. in
evolutionaire terminologie) van succesvolle vermenigvuldiging
tot uitsterven. Langetermijninvloeden van
omgevingsfactoren op onze soort zijn niet met harde
bewijzen te onderbouwen, want de evolutie werkt
slechts langzaam, maar er zijn inmiddels vele aanwijzingen
die consistent in dezelfde richting wijzen.
Een voorbeeld kan worden ontleend aan familiaire
hypercholesterolemie (FH; een overerfbaar LDL-receptordefect),
hetgeen een conditie is die in de geneeskunde
doorgaans wordt beschouwd als een ‘puur
genetische ziekte’. FH is een autosomaal-dominante
aandoening, die wordt gekarakteriseerd door een
sterk verhoogd serumcholesterol en een meer dan
50% cumulatief risico op fataal of niet-fataal verlopende
atherosclerotische ziekte in aangedane mannen
tot de leeftijd van 50 jaar, en een cumulatief risico
van 30% in aangedane vrouwen tot de leeftijd van 60
jaar (17). Logischerwijs wordt FH, met een heterozygotiefrequentie
van 1/500 in de blanke bevolking,
momenteel dan ook in kaart gebracht, hetgeen in Nederland
gebeurt via indexpatiënten en daaropvolgend
familieonderzoek (18). Merkwaardigerwijs bood FH
vóór 1900 echter een overlevingsvoordeel, maar dat
sloeg na 1900 om naar het bovengenoemde overlevingsnadeel
(19). Hierbij is de gedachte dat een hoog
serumcholesterol een voordeel met zich meebracht in
de tijd dat infectieziekten nog wijdverspreid voorkwamen.
Deze hypothese wordt ondersteund door de
waarneming dat LDL-receptor-deficiënte muizen beschermd
zijn tegen letale endotoxemie en ernstige
Gram-negatieve infecties doordat endotoxine bindt
aan het overvloedig aanwezige LDL. Vanaf omstreeks
1900 zijn de veranderingen in onze voeding
en leefsT in een stroomversnelling geraakt en is de
hiermee gepaard gaande stijging van het risico van
hart- en vaatziekten (CAD) mogelijk als eerst tot
uiting gekomen in personen met FH. Zoals treffend
verwoordt door Bray (3) “laadt de genetische achtergrond
het pistool, maar haalt de omgeving de trekker
over”. In dit geval heeft echter niet een natuurlijke
verandering van onze omgeving, maar hebben wijzelf
de trekker overgehaald, met als gevolg ziekte op
korte termijn en het verdwijnen van de onderliggende
allelen op lange termijn. Analoog hieraan kunnen we
ons afvragen waarom genen voor cystische fibrose,
hemochromatose (HFE) en methyleen-tetrahydrofolaatreductase(
MTHFR)polymorfisme zich zo wijd
konden verspreiden als ze slechts nadelen met zich
meebrengen. En waarom vinden we deze allelen
vooral in de blanke bevolking? Om wijdverspreide
ziekten met een genetische basis te doorgronden lijkt
het dan ook van belang om de evolutionaire achtergrond
van hun conservering te begrijpen. Conform de
wetten van de evolutie is deze bedoeling veelal gelegen
in een genetische aanpassing aan de leefomstandigheden,
want het zijn immers vooral de leefomstandigheden
die beslissen of het nieuwe allel
bestaansrecht heeft.
Een genetische basis voor ziekten die in korte tijd
epidemische vormen aannemen is dan ook zeer onwaarschijnlijk,
tenzij de stelling is dat ons genoom
ons tegen alles dient te beschermen. Onder het motto
‘voorkómen is beter dan genezen’ is hierbij de enige
vraag met welke omgevingsfactor(en) we te doen
hebben en daar de juiste conclusies uit te trekken.
Bijvoorbeeld, epidemiologische gegevens (20) laten
zien dat de (sterke) toename van astma gerelateerd is
aan specifieke omgevings- en infectiefactoren, zoals
het leven in steden, hogere blootstelling aan huisstofmijt,
atmosferische verontreiniging, verandering van
leefsT, roken van de moeder, dieselgassen en gebrek
aan blootstelling aan infecties op de kinderleeftijd (de
z.g. hygiënehypothese). We kunnen hierbij dus lang
en breed praten over diversiteit in de vatbaarheid
voor astma, maar vanuit de volksgezondheid gezien
is de enige conclusie dat we zelf de bijl aan de wortel
hebben gezet van de genen die ons tegen astma beschermen
of dat we de genen die ons gevoeliger maken
voor astma hebben geactiveerd. Blijkbaar vallen
hierbij de eerste slachtoffers in de meest gevoelige
genotypes, waarnaar we refereren als ‘genetische vatbaarheid
voor astma’. Vanuit de gezondheidszorg gezien,
en met name ten behoeve van de ontwikkeling
van geneesmiddelen, is het voor het verkrijgen van
pathofysiologisch inzicht uiteraard wel van belang
om te weten met welke genen we het conflict hebben
veroorzaakt, maar dat maakt astma nog geen ‘genetische
ziekte’.
Genetische ziekte
Wat is eigenlijk de definitie van een ‘puur genetische
ziekte’ als met een fenylalaninearme voeding kan
worden voorkómen dat fenylketonurie (PKU) ontspoort,
en waarom lopen er in Saudi-Arabië mensen
164 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
rond die homozygoot zijn voor sikkelhemoglobine
maar nagenoeg geen symptomen van de sikkelziekte
vertonen (21)? Blijkbaar spelen de leefomstandigheden
eveneens een rol bij ziekten die we momenteel
louter op het conto van de genetica schrijven en
speelt ook de genetische omgeving van het ‘ziekteveroorzakende
gen’ een modulerende rol via z.g.
‘modifier genes’ (22, 23). Mogelijk is de rol van deze
factoren in sommige gevallen zelfs belangrijker dan
de aanwezigheid van het ziekte-veroorzakende gen
per se.
Vanuit de epidemiologie wordt een genetische invloed
veelal ontleend aan de mate van concordantie
in monozygote tweelingen, maar dat levert een gevaar
op als niet gecorrigeerd wordt voor concordantie
in dizygote tweelingen. Een eeneiige tweeling heeft
weliswaar een (grotendeels; 24) gelijke genetische
constitutie, maar heeft, evenals een twee-eiige tweeling,
ook op hetzelfde moment in dezelfde baarmoeder
(i.e. omgeving) gezeten. Bekend is dat de groei
van zowel monozygote als dizygote tweelingen afneemt
vanaf de 30ste zwangerschapsweek (24). De
Barker-hypothese (25-27), ook wel genaamd de
‘hypothese van het zuinige fenotype’ (‘thrifty phenotype’),
leert ons dat de kwaliteit van deze baarmoederomgeving,
zoals ontleend aan het geboortegewicht,
van grote invloed is op het ontstaan van enkele chronische
ziekten op latere leeftijd, waaronder CAD,
type-2-diabetes-mellitus en zelfs een ziekte als schizofrenie
(28). Inzake het risico van CAD geeft deze
hypothese aan dat de omgeving ons, ongeacht het genotype,
kan programmeren voor een ‘zuinig bestaan’,
en dat er met name een conflict ontstaat indien deze
intra-uteriene programmering voor ‘zuinigheid’ wordt
gevolgd door extra-uteriene ‘overvloed’. Populair gezegd:
als je voor een dubbeltje geboren bent moet je
je niet gedragen als een kwartje.
Het is dus niet eenvoudig een definitie te geven van
een ‘genetische ziekte’ omdat elk fenotype per definitie
een combinatie is van genotype en omgevingsfactoren.
‘Genetische vatbaarheid voor een ziekte’ en
‘hoge penetrantie’ zijn arbitraire kwalificaties op de
vloeiende schaal van de invloeden van genotype en
omgeving op een individu. De genetische variëteit in
de ‘germline’ waar we momenteel in de geneeskunde
tegenaan kijken is een momentopname die vooral te
begrijpen is vanuit de evolutie en met name voortkomt
uit de selectiedruk die wordt uitgeoefend door
onze leefomstandigheden.
Selectiedruk
De evolutie is nog niet ‘af’ en de omgeving oefent
nog steeds een grote selectiedruk uit. Uiteraard ook
op ons, maar evenals andere soorten hebben we ons
als soort via genetische diversiteit zo goed mogelijk
ingedekt tegen toekomstige veranderingen van de
leefomstandigheden. De erbarmelijke omstandigheden
bij het vervoer van slaven over de Atlantische
Oceaan in de 16e tot 19e eeuw, met 30% mortaliteit
door ernstige stoornissen in de elektrolythuishouding
(transpiratie, diarree, overgeven, o.a. door dysenterie),
hebben mogelijk een selectie teweeggebracht
van diegenen die er een efficiënte water- en zouthuishouding
op na hielden (29). Deze z.g. ‘Middle passage
hypothese’ is (heftig) omstreden, maar zou,
naast een laag geboortegewicht (30), de huidige hoge
prevalentie van zoutgevoeligheid, hypertensie, beroerte
en eindstadium van nierziekten in de Amerikaanse
en Caraïbische negroïden kunnen verklaren.
In Afrika wonen prostituees die al meerdere malen
besmet zijn met HIV maar nooit AIDS zullen ontwikkelen
(31) en in Europa wonen individuen die vanwege
een 32 kb-deletie in het CCR5-gen (CCR5Δ32)
beschermd zijn tegen HIV-infectie (32). Dit gen codeert
voor de chemokinereceptor CCR5 en wordt
door HIV als cofactor gebruikt om T-cellen te infiltreren.
Deze mutatie is reeds enkele honderden jaren
aanwezig als bescherming tegen een onbekend organisme.
Het tot voor kort latente overlevingsvoordeel
van CCR5Δ32-homozygoten voor AIDS is sinds de
intrede van HIV in stelling gebracht en zal dit allel op
indirecte wijze in frequentie doen toenemen. Zoals
vele handelingen in de geneeskunde, kan succesvolle
behandeling van patiënten met HIV dus worden opgevat
als het succesvol tegenwerken van de evolutie.
Een voorbeeld van merkbare evolutionaire druk kan
worden ontleend aan sikkelcelanemie, die beschouwd
wordt als het prototype van een monogene ziekte. Het
sikkelgen is echter een evolutionair succes: het gen is
tussen de 70.000 en 150.000 jaar geleden op onafhankelijke
wijze op tenminste 4 verschillende locaties in
Afrika en 1 locatie in Saudie-Arabië/Centraal India
ontstaan en verspreidt zich in sommige delen van
Afrika nog steeds vanwege de selectiedruk van de
malariaparasiet (33, 34). Hierbij wordt het kind dat
homozygoot (HbSS) is voor sikkelhemoglobine aan
de natuur opgeofferd, ten gunste van betere overlevingskansen
van heterozygote broertjes/zusjes
(HbAS), vergeleken met broertjes/zusjes met het
wildtype (HbAA). In Nigeria is malaria de voornaamste
doodsoorzaak in de eerste 5 levensjaren; bij
de geboorte bedraagt de HbAS-prevalentie 24% en
op de leeftijd van 5 jaar en ouder is deze gestegen tot
29% (34). Ook in Kenia hebben pasgeborenen met
HbAS in de eerste 5 levensjaren een betere overleving
dan kinderen met HbAA en HbSS (33). Een
‘steady state’ van het percentage HbS-dragers is in
deze malariagebieden blijkbaar nog steeds niet bereikt.
Kennelijk kunnen we het spontaan niet winnen
van de malariaparasiet en is tot nader order sprake
van een status-quo. Deze situatie zal naar alle waarschijnlijkheid
worden verbroken door de opwarming
van de aarde, waardoor het leefgebied van de malariamuskiet
wordt verruimd en deze vanuit Afrika kan
optrekken naar de huidige ‘gematigde klimaten’. In
het verlengde hiervan beschikken de microbiologen
over angstaanjagende scenario’s die de gevolgen beschrijven
van de aanpassing van het West-Nijlvirus
aan nieuwe vectoren en de verdere verspreiding naar
Z-Amerika, of het ontstaan van nieuwe micro-organismen,
zoals een aan de mens geadapteerde vogelgriep.
Naar analogie van de Spaanse griep uit 1918
laat het zich raden hoe een eventuele pandemie zal
uitpakken in de overleving van diegenen die hiervoor
zeer gevoelig zijn of juist (passieve) resistentie bezitten.
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 165
De invloed van de omgeving op het fenotype wordt
mogelijk nog te weinig gebruikt om daarmee ons
voordeel te doen in de geneeskunde en daarbij niet
direct naar een geneesmiddel te grijpen. Naar analogie
van een fenylalanine-arm dieet voor de patiënt
met PKU, zoutbeperking (en een diureticum) als eerste
keuze bij hypertensie van de negroïd, of het
voorkómen dat patiëntjes met ‘severe combined immunodeficiency’
(SCID; een adenosinedeaminasedefect)
in contact komen met pathogenen, is er bijvoorbeeld
geen a-priori-reden om aan te nemen dat
we door de aanpassing van zijn/haar omgeving de
symptomatologie van de patiënt met HbSS niet
(deels) zouden kunnen onderdrukken. Met het terugdraaien
van de perinatale switch van de hemoglobinegamma-
keten naar de beta-keten (en daarmee dus de
vervanging van het HbS door HbF) zou de ziekte in
principe volledig kunnen worden genezen. Zoals we
verderop zullen zien is dit, in het licht van de snel
toenemende kennis van de invloed van voedingsstoffen
op de expressie van ons genoom, bepaald
geen illusie.
Vanuit de evolutie gezien spelen de leefomstandigheden
dus de belangrijkste rol in de selectie uit de
aangeboden genetische diversiteit. De invloed van de
leefomstandigheden op een individu begint reeds in
de baarmoeder, en zoals we zullen zien reeds vóór de
conceptie. De eicel waaruit elk van ons (deels) is opgebouwd,
werd immers reeds aangelegd in de baarmoeder
van onze grootmoeder en werd daarmee dus
blootgesteld aan de leefsomstandigheden van twee
generaties. Om te begrijpen aan welke leefomstandigheden
we ons als soort hebben aangepast moeten we
echter nog verder teruggaan in de tijd.
De evolutie van ons genoom
In onze veilige omgeving, ingeënt tegen veel voorkomende
infectieziekten en niet beslopen door een roofdier
dat ons in gedachte heeft als maaltijd, zijn we
ons er nauwelijks van bewust dat we een deel zijn
van de natuur, dat het de natuur is die ons aanstuurt,
dat ons genoom strikt bestemd is voor deze natuur en
wel dié natuur waarop ons huidige genoom is geëvolueerd.
Dat is voor een inheemse bevolking deels de
direct omringende natuur, maar voor ons allen de
Oost-Afrikaanse bakermat van hominiden2 (35-37).
De evolutie van de mens begon 5-6 miljoen jaar geleden
toen we een gemeenschappelijke voorvader
hadden met de huidige chimpansees en bonobo’s. Via
intermediairen, zoals de Australopitheci, Homo habilis
(‘werkmens’) en Homo erectus (‘rechtopstaande
mens’), en onze gemeenschappelijke voorouders (de
eerste Homo sapiens, ‘wijze mens’; zo'n 160.000 jaar
geleden) duurt deze voort tot aan de huidige dag (38,
39). Ons genoom verandert slechts langzaam. De
moleculaire-klokhypothese postuleert een verandering
van ongeveer 0,5% per miljoen jaar (40). Ons genoom
verschilt bijvoorbeeld voor slechts 1,24% met
dat van de chimpansee (41) en wij mensen zijn in
deze voor meer dan 99,9% aan elkaar gelijk. Het aantal
‘single nucleotide polymorphisms’ (SNPs; de verreweg
meest voorkomende mutaties) wordt geschat
op 2,1*106, i.e. 1 per 1.250 bp, en minder dan 1%
hiervan leidt tot een veranderd eiwit (42, 43). Kleine
verschillen in ons genoom kunnen blijkbaar de oorzaak
zijn van grote fenotypische verschillen, maar
toch verkeert het overgrote deel van ons genoom nog
in de paleolithische tijd (‘stenen tijdperk’) van de
Oost-Afrikaanse omgeving. Dit stenen tijdperk strekt
zich uit van 2,5 miljoen- tot ongeveer 10.000 jaar geleden,
en op deze tijdschaal is de 160.000-jarige leeftijd
van Homo sapiens niet erg indrukwekkend.
Vergeleken met de aanpassingssnelheid van ons genoom
zijn onze huidige culturele veranderingen snel,
en lopen de hiermee gepaard gaande veranderingen
van onze omgeving in toenemende mate vóór de genetische
muziek uit. Wij zijn ons vaak te weinig bewust
van de consequenties van deze veranderingen
(1-16). Om conflicten tussen omgeving en ons genoom
te voorkómen hebben we, in het algemeen gesproken,
onvoldoende inzicht in onze fysiologie. Zo
is het bijvoorbeeld onwaarschijnlijk dat we op korte
termijn Mars zullen koloniseren. Zelfs niet op middenlange
termijn. Als onze aardappelen al op Mars
willen groeien dan is het de vraag of ze, vanwege de
lokale bodemsamenstelling, niet toxisch voor ons zullen
zijn, dan wel deficiënties zullen veroorzaken.
Want ook de aardappel is wat-ie eet. Voor de zekerheid
zullen we dus onze eigen aardappelen moeten
meenemen. Dit is niet louter theoretisch, want op de
aarde zijn hiervan sprekende voorbeelden. Zo is het
seleniumgehalte in onze voeding bijvoorbeeld afhankelijk
van het seleniumgehalte van de bodem waarop
de planten groeien en ons vee graast. In overeenstemming
hiermee zijn er in China gebieden waar de bevolking
lijdt aan seleniumintoxicatie terwijl in andere
gebieden van de wereld (waaronder eveneens China)
seleniumdeficiëntie voorkomt (44). Ondanks een inname
boven de ‘aanbevolen dagelijkse hoeveelheid’
(ADH), worden (o.a. in Iran) mensen zinkdeficiënt
vanwege de hoge fytaatgehaltes van het lokale brood.
Ons genoom is dus bestemd voor een bepaalde omgeving
(waaruit we onze voeding betrekken), want het
is immers het product van die omgeving, en aanpassingen
van ons genoom verlopen in het algemeen
slechts langzaam. Ons genoom beschermt uitsluitend
tegen omgevingsfactoren die in de evolutie bedreigend
waren voor succesvolle overleving en reproductie.
Dit ligt nogal genuanceerd, want die omgeving
was niet voor ons allen gelijk. Hoe zag die omgeving
er dan wel uit?
De consequenties van ‘Out of Africa’
Zoals gezegd zijn alle huidige mensen genetisch verwant
aan gemeenschappelijke stamvaders en stammoeders
van zo’n 160.000 jaar geleden. Op grond
van de huidige interindividuele genetische verschillen
wordt geschat dat deze ‘founder’-populatie, in de terminologie
van de populatiegenetica ook wel een
‘flessehals’ genoemd, bestond uit zo'n 10.000 personen,
hoewel recentere analyses spreken over 700 (45).
166 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
2 Onder hominiden worden hier (klassiek) verstaan Homo sapiens
en al zijn uitgestorven voorlopers en verwanten die
rechtop stonden, en kleine hoektanden en een vergrote herseninhoud
hadden, inclusief de Australopitheci.
In de 3e grote ‘Out of Africa’-golf (figuur 1; 35-37)
heeft een sub-Saharapopulatie van onze vroege voorouders
zich vervolgens verspreid over de wereld.
Analyses van mitochondriaal DNA laten zien dat er
geen vermenging is opgetreden met de toen eveneens
in Europa aanwezige Neanderthalers (46). ‘Natural
selection’ sluit niet uit dat de toenmalige Homo sapiens
deze tak heeft uitgemoord (47). Vanwege het
ontbreken van voldoende fossielen is het tot nu toe
nagenoeg onmogelijk gebleken om een betrouwbaar
chronologisch beeld te construeren van de verspreidingsroute
van Homo sapiens over de wereld. Deze
begon zo’n 100.000 jaar geleden en vond waarschijnlijk
plaats vanuit Oost-Afrika naar de rest van Afrika
en het Midden-Oosten, en vanuit het Midden-Oosten
naar Europa, Noord-Azië/Noord-Amerika/Zuid-Amerika
en Zuid-Oost-Azië/Australië). Anatomisch moderne
mensen waren 115, 62, 45 en 35 duizend jaar
geleden reeds aanwezig in respectievelijk Israël, Australië,
West-Azië en Europa (35). Zonder voortdurende
‘mixing’ konden populaties die gescheiden
werden door grote afstand (‘gene flow’), hoge bergruggen
of brede rivieren min of meer afzonderlijk
evolueren in de tijd. Mogelijk veroorzaakte de vulkanische
winter die 70.000 jaar geleden volgde op de
uitbraak van de Indonesische Toba-vulkaan een
tweede (wereldwijde) ‘flessehals’ en een daarmee samenhangend
verlies van allelen door ‘genetic drift’
(het door toeval verliezen van allelen in kleine populaties).
Zo ontstonden, verspreid over de wereld, en
verder geselecteerd door de lokale omgeving, uiteindelijk
de 5 rassen die in de biologie worden
onderscheiden: i.e. negroïd, Kaukasisch, Aziatisch,
inheemse Alaska/-Amerikaanse indiaan, en inheems-
Hawaï/andere Pacifische eilanden. Hierbij wordt
slechts onderscheid gemaakt op grond van een handjevol
genen die tot expressie komen in de vorm van
uiterlijke kenmerken (48). Overeenkomend met deze
5 rassen en de veronderstelde verspreidingsroute van
Homo sapiens over de wereld geeft multivariate analyse
van microsatellietmarkers in 52 populaties een
clustering te zien in 5 regio’s, met een afnemende genetische
variatie in de volgorde: sub-Sahara-Afrika>
Eurazië>Oost-Azië>Oceanië>Amerika (45).
De genetische variatie die tot stand kwam via mutatie,
natuurlijke selectie, ‘gene flow’ en ‘genetic drift’,
volgend op de ‘Out of Africa’-migratie, kunnen we
echter slechts zeer ten dele afleiden uit de genen die
voor onze uiterlijke kenmerken coderen. Indien we
de totale genetische variatie van de huidige mens op
100% stellen, dan blijkt dat er een grotere variëteit
bestaat tussen individuen binnen een bepaalde populatie
(93-95%), dan tussen de populaties binnen een
enkel ras (2%), of tussen de rassen onderling (3-5%)
(49, 50). De overgangen tussen de rassen/regio’s zijn
vloeiend en de geschiedenis van Homo sapiens is
simpelweg te jong voor een zinvol biologisch onderscheid
op basis van ras. Overeenkomend met het ontstaan
van Homo sapiens in Afrika hebben Afrikanen
de grootste genetische diversiteit en staan niet-Afrikanen
in deze dichter bij elkaar. Met andere woorden:
willekeurige donkere Afrikanen (extrema: b.v. de
Zuid-Afrikaanse San vs. de Keniaanse Mkamba) verschillen
sterker van elkaar dan sommige donkere
Afrikanen (b.v. de Keniaanse Mkamba) verschillen
van blonde blauwogige Kaukasische individuen met
een blanke huidskleur. Australische aboriginals staan
genetisch ook dichter bij andere niet-Afrikanen dan
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 167
Figuur 1. Twee verschillende visies op de verspreiding van hominiden over de wereld volgens de ‘Out of Africa’-theorie. H geeft op
deze tijdsas aan de datering van de oudste Homo sapiens die tot nu toe is gevonden (zie ook figuur 2). Bron: Stringer (35), en White
en medewerkers (53).
bij de Afrikanen (40). Wel is het uiteraard zo dat we
momenteel geen sikkelziekte hoeven te vermoeden
bij een blanke Kaukasiër, maar evenzo heeft ook de
inheemse donkere Zuid-Afrikaan een kans op de
sikkelziekte gelijk aan nul.
Vanwege de migratie waren aanpassingen nodig, zoals
de reeds genoemde kleur van de huid. Het blijkt
dat de huidskleur van een inheemse bevolking sterk
gecorreleerd is met de blootstelling van hun woongebied
aan UV-straling (51, 52). De eerste Homo sapiens
(figuur 2; 53, 54) was zwart om zich te beschermen
tegen UV-geïnduceerde beschadiging van de
zweetkliertjes en de fotolyse van circulerend folaat
tijdens passage in de oppervlakkige bloedvaten van
de huid (51). Bij de migratie naar de ‘gematigde klimaten’
werd een donkere huid een nadeel voor de
synthese van vitamine D. Een vitamine-D-tekort veroorzaakt
rachitis in kinderen, osteomalacie in volwassenen
en is betrokken bij de pathogenese van osteoporose.
Een langdurig vitamine-D-tekort in een
populatie heeft een uitgesproken negatieve invloed
op het verkrijgen van nageslacht, want hiermee gaat
gepaard een bekkenvernauwing die een normale bevalling
niet meer mogelijk maakt (55). Een efficiëntere
vitamine-D-synthese werd bevorderd door het
verlies van pigment, maar waarschijnlijk was deze
aanpassing niet afdoende voor het behoud van een
adequate calcium- en bothomeostase. Naast actieve
opname van calcium via het door vitamine D geïnduceerde
transporteiwit in de darm, moest door middel
van passieve diffusie het deficit worden opgevuld. De
gedachte is dat de nu blanke Kaukasiërs verder geselecteerd
werden op het behoud van intestinale lactaseactiviteit
na de zuigelingenleeftijd; een voorbeeld van
een aanpassing die uiteraard niet is af te lezen uit
onze uiterlijke kenmerken. Deze nieuwe eigenschap
maakte het drinken van (calciumrijke) melk door de
meeste volwassen Kaukasiërs mogelijk; een conditie
van lactosetolerantie die we eveneens aantreffen bij
een aantal (andere) herdersvolken en enigszins ironisch
aanduiden met ‘lactasedeficiëntie’ in de rest
van de wereldbevolking (55).
De melaninepigmentatie van de huid blijkt een snel
adaptief optimum tussen fotoprotectie en vitamine-Dsynthese
en heeft zich in de korte evolutie van de huidige
mens meerdere keren aangepast. Huidskleur is
derhalve van geen waarde voor de fylogenetische
classificatie (51). Het enige dat donkere Afrikanen in
deze gemeen hebben is dat ze geadapteerd zijn aan
een hoge UV-bestraling en dat ze dus, t.o.v. de inheemse
bevolking, een nóg grotere kans lopen om vitamine-
D-marginaal te worden bij emigratie naar landen
op hogere breedtegraden. Geschat wordt dat een
persoon met een donkere huid in de UK per week 3
zonnebadsessies van elk 2 uur moet ondergaan om
een optimale vitamine-D-status te verkrijgen (56).
Een compensatie van hun calciumhuishouding door
eveneens melk te gaan drinken is geen goed idee, met
uitzondering van de eveneens aan lactose geadapteerde
populaties. Omgekeerd is een blanke huid niet
geadapteerd aan de Australische zon, met als gevolg
een epidemie aan huidkanker onder de blanke immigranten.
Ten opzichte van de snelheid waarmee de derde ‘Out
of Africa’-golf zich over de wereld heeft voortbewogen
vinden de recente migraties te snel plaats. De klinische
les hieruit is dat genetische adaptatie aan lokale
omstandigheden veel tijd kost en dat dit voor
migranten kan resulteren in een conflict tussen hun
genoom en de nieuwe leefomstandigheden. Voor vitamine
D wordt deze les tegenwoordig vertaald in een
hogere ADH ten behoeve van personen met een donkere
huidskleur, ongeacht of ze een gebruikelijke
blootstelling hebben aan zonlicht. Hun ADH voor vitamine
D is hoger dan voor personen met een lichte
huidskleur en een gebruikelijke blootstelling aan zonlicht
(57). Een ander advies dat uit deze les voortvloeit
is om de huid, en vooral een huid die gemakkelijk
verbrandt, slechts met mate aan de zon bloot te
stellen (58). Adviezen die beogen om aan de ene kant
huidkanker en aan de andere kant een lage vitamine-
D-status te voorkómen staan dus lijnrecht tegenover
elkaar (56), hetgeen om een consensus vraagt in de
vorm van een individu-afhankelijke balans die gebaseerd
is op de aanpassingen van dat individu aan
zijn/haar inheemse omgeving.
Conflict tussen omgeving en genoom
Veranderingen van leefomstandigheden door migratie
kunnen de huidige ‘grote’ ziekten uiteraard niet verklaren.
De huidige explosie van CAD in de ontwikkelingslanden,
zoals India, toont ons dat men voor het
verkrijgen van CAD niet hoeft te migreren. De oorzaak
hiervan moet worden gevonden in de verandering
van onze omgeving naar onze genoegens. Het
hieruit voortkomende conflict met ons genoom vormt
de belangrijkste oorzaak van de huidige chronische
degeneratieve ziekten, waaronder CAD, type-2-diabetes-
mellitus en enkele vormen van kanker, waaronder
met name kanker van de prostaat en de borst (2,
59, 60). Naar huidige inzichten heeft minder dan 5%
van de belangrijkste maligniteiten en CAD een ‘louter’
overerfbare genetische basis, i.e. wordt veroorzaakt
door hoogpenetrante mutaties in de ‘germline’
zoals de LDL-receptor voor het ontstaan van FH (2),
en BRCA1 en -2 voor het ontstaan van borstkanker
(61). Inzake het ontstaan van CAD ontstond het conflict
tussen omgeving en genoom ongeveer 10.000
168 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
Figuur 2. Schedel en reconstructie van Homo sapiens idaltu
zoals gevonden in de Middle Awash (Ethiopië) in 1997 en gedateerd
op 160.000 jaar BC. Dit is de oudste Homo sapiens die
tot nu toe is gevonden. Mogelijk staat u momenteel dus oog in
oog met Adam. Bron: White en medewerkers (53), en Gibbons
(54).
jaar geleden, toen we ons van jager-verzamelaars
hebben omgeschoold naar een grotendeels agrarische
gemeenschap. Dat is niet meer dan 400-500 generaties
geleden. Het conflict is geëscaleerd vanaf de industriële
revolutie en met name het begin van de vorige
eeuw, onder andere door een hoge inname van
verzadigd vet en van mono- en disacchariden, een
lage inname van vis, en een ongunstige balans tussen
energie-inname en fysieke activiteit. Een samenvatting
van de sterkte van het bewijs voor de invloed
van voedingsmiddelen, voedingsstoffen en andere
factoren op het risico van obesitas, type-2-diabetesmellitus,
CAD, kanker, ziekten van het gebit en
osteoporose is weergegeven in tabel 1 (62). Opmerkelijk
is dat er geen tegenstellingen bestaan in deze
factoren voor wat betreft hun invloed op de afzonderlijke
ziekten: factoren die betrokken zijn bij het ontstaan
van CAD zijn bijvoorbeeld eveneens betrokken
bij het ontstaan van kanker.
Sinds de landbouwrevolutie zijn we meer koolhydraten
uit granen gaan eten en is het aandeel van groente
en fruit in onze voeding gedaald. Deze verandering
kent zijn weerga niet: geen enkele andere in de vrije
natuur levende primaat eet routinematig granen (5).
Momenteel leveren acht graansoorten 56% van de
wereldvoedselenergie en 50% van alle in de wereld
geconsumeerde eiwitten (63). Zonder granen zou de
mensheid niet de progressie hebben kunnen doormaken
zoals die zich heeft voltrokken sinds de landbouwrevolutie
en zouden we de wereldbevolking bij
lange na niet kunnen voeden. Dat (ongekookte) granen
desalniettemin niet tot de optimale voeding van
mensen behoren kan o.a. afgeleid worden uit de toxiciteit
van hun antinutriënten (i.e. stoffen die interfereren
met de absorptie van vitamines, mineralen en
andere nutriënten, zoals lectines, fytaat, protease-inhibitors)
en eveneens uit de epidemiologie van coeliakie,
i.e. overgevoeligheid voor gluten (graaneiwitten,
waaronder gliadine). De granen hebben er geen
enkel evolutionair voordeel bij om door ons gegeten
te worden en als ze tot ons normale voedsel behoorden
hadden we wel een evolutionair antwoord verworven
om hun antinutriënten te kunnen doorstaan.
Op grond van serologische gegevens wordt geschat
dat de prevalentie van glutenovergevoeligheid maar
liefst 1/150 bedraagt (64). Moleculaire nabootsing
van lichaamseigen structuren door peptiden die ontstaan
bij de vertering van gluten ligt ten grondslag
aan het ontstaan van coeliakie in daarvoor gevoelige
mensen. Dat zijn vooral diegenen met HLA-DQ2
(95% der patiënten) en het daaraan via ‘linkage disequilibrium’
gekoppelde HLA-B8. Het eten van gluten
heeft op deze types mogelijk een selectiedruk uitgeoefend,
want binnen Europa neemt de frequentie van
HLA-B8 af in de richting van het nabije Oosten
(tweestromenland; Mesopotamië). Dit is de regio
waar granen zo'n 10.000 jaar geleden als eerste werden
verbouwd en geconsumeerd (63). Ter vergelijking:
in Nederland wordt de landbouw pas vanaf
5.000 jaar voor Christus bedreven. Vóór de landbouwrevolutie
waren onze voorvaders jager-verzamelaars
en deze zijn doorgaans slank, fit en grotendeels
vrij van de kenmerken en symptomen van chronische
ziekten. Overschakeling naar een voeding die gebaseerd
is op granen ging aanvankelijk ten koste van
zowel de kwantiteit als de kwaliteit van hun leven,
zoals ontleend aan de reductie van lichaamslengte,
kortere levensduur, verhoogde kindersterfte, verhoogde
incidentie van infectieziekten, osteoporose,
osteomalacie, rachitis en tandbederf, en ook van (andere)
ziekten die berusten op deficiënties van vitaminen
en mineralen, waaronder ijzerdeficiëntie. Met het
aannemen van een westerse leefsT kregen ze te maken
met obesitas, type-2-diabetes, CAD en andere
westerse ziekten (9, 63). Cordain (63) spreekt derhalve
over granen als een ‘zwaard met twee scherpe
kanten’. Als ruggengraat van de landbouwrevolutie
zijn granen debet aan de culturele progressie van de
mensheid en daarmee o.a. de enorme toename van de
wereldbevolking. Aan de andere kant zijn hieruit
grootschalige oorlogen, hongersnoden, epidemieën,
sociale klassen en eveneens enkele westerse ziekten
voortgekomen.
Een hogere koolhydraatinname om daarmee de vetinname,
en met name de consumptie van verzadigd
vet, te reduceren, is één van de speerpunten van gerenommeerde
organisaties als het ‘National Cholesterol
Education Program’, ‘National Institute of
Health’, en de ‘American Heart Association (AHA)’
(65, 66). We moeten onze calorieën immers ergens
vandaan halen en de redenering is derhalve simpel.
Van eiwit moeten we niet al teveel hebben want dat
geeft een belasting van de lever (ammoniakdetoxificatie),
hart, botten en de nieren (67). Bovendien komt
eiwit tegenwoordig vaak samen met vet, en vet veroorzaakt
CAD en enkele veel voorkomende vormen
van kanker (68). Alcohol is geen optie, dus dan maar
koolhydraat want meer macronutriënten kennen we
niet. Het bereik van de huidige aanbevelingen van
vier toonaangevende organisaties bedraagt: vet 20-30
energieprocent (en%), verzadigd vet 6 tot <10 en%,
eiwit 12-22 en% en koolhydraat 55+ tot 60 en% (65).
Deze aanbevelingen hadden succes. Van 1960 tot
1995 daalde de vetinname in de VS van 40 naar 33
en% en steeg de koolhydraatinname van 45 naar 52
en% (66). Er was echter een tot nu toe weinig geapprecieerde
keerzijde. Vervanging van verzadigd vet
door koolhydraat doet weliswaar het cholesterol en
LDL-cholesterol dalen, maar ook de triglyceriden
stijgen en daarmee het HDL-cholesterol dalen, met
een minimaal effect op de cholesterol/HDL-ratio (66,
69). Dit gebeurt met name bij hypercalorische voeding.
Bovendien is aan de literatuur geen wetenschappelijk
bewijs te ontlenen dat een hoge vetinname
CAD veroorzaakt en onze ureumcyclus loopt
pas vol bij een eiwitinname boven de 35 en% (70).
Jager-verzamelaars als de Groenland-eskimo’s kregen
bijvoorbeeld 96% van hun voeding uit dierlijke materialen
en dat aandeel bedroeg 77% voor de aboriginals
in Australië (71). CAD kwam in deze gemeenschappen
nagenoeg niet voor. Sterker nog, dat
voeding uit de zee CAD voorkòmt, eveneens een
AHA-aanbeveling (72), vindt zijn oorsprong in de
waarneming dat traditioneel etende Groenland-eskimo’s
een opvallend lage mortaliteit aan CAD hebben
(73, 74). Er is dus geen bewijs dat we minder eiwit,
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 169
170 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
Tabel 1. Samenvatting van de sterkte van het bewijs voor de invloed van voedingsmiddelen en voedingsstoffen op het risico van obesitas,
type-2-diabetes-mellitus, hart- en vaatziekten (CAD), ziekten van het gebit en osteoporose
Obesitas Diabetes CAD Kanker Ziekten Osteoporose1
type 2 v.h. gebit
Energie en vetten
Hoge inname van energie-compacte voedingsmiddelen O
Verzadigde vetzuren W O
Trans-vetzuren O
Voedingscholesterol W
Myristinezuur (14:0) en palmitinezuur (16:0) O
Linolzuur O
Vis en visolie (EPA en DHA) O
Plantensterolen en -stanolen W
Alpha-linoleenzuur W
Oliezuur W
Stearinezuur W-GR
Noten (ongezouten) W
Koolhydraten
Hoge inname van niet-zetmeelpolysacchariden (i.e. vezels) O W W
Vrije suikers (frequentie en hoeveelheid) O
Suikervrije kauwgum W
Zetmeel O-GR
Volkorengranen W
Vitaminen
Vitamine-C-deficientie O
Vitamine D O O
Vitamine-E-supplementen O-GR
Folaat W
Mineralen
Hoge natriuminname O
Zout en zout-geconserveerde voeding W
Kalium O
Calcium O
Fluoride, lokaal O
Fluoride, systemisch O W-GR
Fluoride, overmaat O
Hypocalciëmie W
Vlees en vis
Geconserveerd vlees W
Chinese sT gezouten vis O
Fruit (inclusief bessen) en groente
Fruit (inclusief bessen) en groente O W O W
Gehele stuks vers fruit W-GR
Dranken, niet-alcoholisch
Met suiker gezoete frisdranken en vruchtendranken W W
Zeer hete (thermische) dranken (en voeding) W
Ongefiltreerde gekookte koffie W
Dranken, alcoholisch
Hoge inname van alcohol O O O
Lage tot matige alcoholinname O
Andere, afkomstig uit voeding
Aflatoxinen O
Gewicht en fysieke activiteit
Abdominale obesitas O
Overgewicht en obesitas O O O
Vrijwillg gewichtverlies in personen met overgewicht/obesitas O
Laag lichaamsgewicht O
Fysieke activiteit, normaal O O O O, W O
Fysieke inactiviteit/inactieve leefsT O O
Andere factoren
Exclusieve borstvoeding W
Maternale diabetes O
Intra-uteriene groeiretardatie W
Goede mondhygiene/afwezigheid van plaques O
Harde kaas W
Milieuvariabelen
Huis- en schoolmilieus die de keuze van gezonde voeding stimuleren W
Sterke marketing van energie-compacte voeding en fast-food restaurants W
Ongunstige socio-economische omstandigheden W
O: Overtuigend verhoogd risico; O: Overtuigend verlaagd risico; O-GR: Overtuigend geen relatie; W: Waarschijnlijk verhoogd
risico. W: Waarschijnlijk verlaagd risico; W-GR: Waarschijnlijk geen relatie; EPA: eicosapentaeenzuur; DHA: docosahexaeenzuur
1 alleen overtuigende (O) en waarschijnlijke (W) bewijzen zijn hierin opgenomen. Raadpleeg het WHO-rapport voor de definties van
de sterkte van het bewijs en voor details (62).
vet of vlees zouden moeten eten omdat dit atherosclerose
veroorzaakt (71, 75-77). Integendeel, er zijn
sterke aanwijzingen dat we gedurende de evolutie
zijn geadapteerd aan het eten van vlees en dat deze
adaptatie onze levensverwachting zelfs heeft verlengd
(77). Wel is er sterk bewijs dat verzadigd vet
ons geen goed doet, maar dat hebben onze vroege
voorvaders dan ook weinig gegeten. Strikt genomen
bestaan er overigens geen ‘goede’ en ‘slechte’ natuurlijke
vetten, want het gaat in voeding om de (evolutionair
vastgelegde) balans (4). Zo gesteld werd deze
balans verstoord toen we vee gingen houden, dit vee
gingen vetmesten met granen (i.e. het bevorderen van
de synthese van verzadigd vet), en deze obese beesten
met afwijkende vetzuursamenstelling gingen consumeren
(78). Vlees van wilde dieren bevat 2-4% vet
met relatief hoge gehaltes aan mono-onverzadigde
en ω3-vetzuren, terwijl gedomesticeerd, op graan levend,
vee 20-25% vet bevat dat voornamelijk bestaat
uit verzadigd vet (9). Ook een koe is wat ze eet (en
hoeveel ze beweegt), maar wij vinden dat taaie vlees
en die ‘wild’ smaak van hun tegenhangers in de natuur
gewoon niet aangenaam. Overigens wordt deze
wildsmaak o.a. veroorzaakt door ω3-vetzuren en aromatische
oliën afkomstig uit planten. Laatstgenoemden
hebben antimicrobiële, antibiotische en antioxidant
eigenschappen; blijkbaar is ‘onaangenaam’ niet
noodzakelijkerwijs ongezond, maar dat weten we al
sinds we als kind dat bord spinazie volledig moesten
leegeten.
Analyse van de voeding van 229 gemeenschappen
van jager-verzamelaars (tabel 2) suggereert dat we tot
10.000 jaar geleden veel meer eiwit en vet hebben
gegeten en veel minder koolhydraat (9, 70). Als Australopithecus
waren we nog (grotendeels) vegetariërs,
maar dat zijn we nu niet meer en we zijn al helemaal
geen veganisten. Daarvoor zijn talrijke aanwijzingen
uit de vergelijkende anatomie van de huidige mens,
de Australopitheci (b.v. met de 2,6-3,2 miljoen jaar
oude ‘Lucy’ uit Ethiopië; 46) en de vegetarische primaten,
maar eveneens uit de kennis van de micronutriënten
die voor de huidige mens (conditioneel)
essentieel zijn. Ten opzichte van de vegetarische primaten,
zoals de gorilla, hebben we b.v. kleinere
(hoek)tanden, een minder krachtige kaak en, in relatieve
zin, een meer dan 2 maal langere dunne darm,
en een meer dan 2 maal kortere dikke darm (76).
Zonder dierlijke voeding hebben we problemen met
vitamine B12, vitamine D en docosahexaeenzuur
(DHA, 22:6ω3; een ω3LCP) (79). De adaptatie van
vegetariër naar omnivoor begon ongeveer 2,5 miljoen
jaar geleden en omstreeks 100.000 jaar geleden beschikte
de anatomisch moderne mens over vernuftige
gereedschappen om te jagen en voor de slacht (77).
De ‘paleovoeding’ was echter ook geen Atkins-dieet.
Het laagkoolhydraat-hoogvleesdieet van Atkins levert
een hoge inname van eiwit, totaal en verzadigd vet en
zout, en een lage inname van koolhydraten, ω3-vetzuren,
groente, fruit en vezels. De hiermee gepaard
gaande excessieve vetverbranding veroorzaakt een
milde ketose. De uitscheiding van zuur en van calcium
in de urine zijn sterk aan elkaar gerelateerd (6)
en derhalve werkt dit dieet, althans theoretisch, bevorderend
op het ontstaan van osteoporose. Andere
potentiële gevaren zijn CAD, lever en nierziekten, en
enkele langetermijngezondheidsproblemen die verband
houden met de introductie van micronutriëntdeficiënties
(9, 65, 67). De grootste overeenkomst heeft
de jager-verzamelaarvoeding met de traditionele mediterrane
voeding (tabel 2), waarvan het CAD-verlagende
effect is aangetoond in zowel epidemiologische
als interventiestudies (80, 81).
We hebben in een te korte tijd onze voedingssamenstelling
aangepast aan hetgeen we gemakkelijk op
grote schaal kunnen produceren en wat we lekker
vinden en dat is niet noodzakelijkerwijs een synoniem
van onze oervoeding. Het is belangrijk om te
begrijpen waarop ons genoom is geëvolueerd, want
ook hier geldt dat we het verleden moeten kennen om
het heden te kunnen begrijpen. Misschien kunnen we
gegevens ontlenen aan de vergelijking met onze
naaste verwanten en aan onze fysiologie.
Wij mensen hebben wat met vet
Eén van de opvallendste verschillen met onze naaste
verwanten is onze grote hersenomvang. Hersenomvang
kan worden uitgedrukt in het zogenaamde ‘encefalisatiequotiënt’
(EQ), zijnde de ratio van hersen-
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 171
Tabel 2. Vergelijking van enkele voedingen en diëten (9).
Jager-verzamelaar Laagkoolhydraat- Traditioneel laagvet- Traditioneel
Atkins-dieet Ornish-dieet mediteraan
Eiwit (en%) hoog (19-35) matig (18-23) laag (<15) matig (16-23)
Koolhydraat (en%) matig (22-40) laag (4-26) hoog (80) matig (50)
Totaal vet (en%) matig (28-47) hoog (51-78) laag (<10) matig (30)
Verzadigd vet matig hoog laag laag
Mono-onverzadigd vet hoog matig laag hoog
Meervoudig onverzadigd vet matig matig laag matig
Omega-3-vet hoog laag laag hoog
Totaal vezels hoog laag hoog hoog
Fruit en groente hoog laag hoog hoog
Noten en zaden matig laag laag matig
Zout laag hoog laag matig
Geraffineerde suikers laag laag laag laag
Glykemische lading laag laag hoog laag
gewicht en lichaamsgewicht (of lichaamsoppervlak),
voor de moderne mens gesteld op 100. De volwassen
chimpansee heeft bijvoorbeeld een hersenmassa van
*400 g (EQ 42) tegen zo’n 1.400 g (EQ 100) van de
huidige mens (82). Ons brein bestaat voor zo’n 60%
uit vet, en dit vet bestaat voor een groot deel uit langeketen-
meervoudig-onverzadigde vetzuren (LCP; ≥20
koolstofatomen, 3 of meer dubbele bindingen in de
methyleen-onderbroken cis-configuratie), maar evenzo
uit cholesterol en verzadigde en mono-onverzadigde
vetzuren. De LCP DHA (22:6ω3) en arachidonzuur
(AA; 20:4ω6) maken elk ongeveer 8% uit van
het drooggewicht van onze hersenen (47). Een minder
opvallend verschil t.o.v de chimpansee is ons
omvangrijk vetweefselcompartiment. Het vormt de
ronde contouren van onze buik, billen, dijen en de
vrouwelijke borsten (47). Deze contouren zijn betrokken
bij de partnerselectie; wij hebben wat met vet!
Een à terme geboren baby van 3.500 g bevat ongeveer
1.000 g vetweefsel dat voor meer dan 90% is gelegen
onder de huid en ongeveer 500 g vet (i.e. triglyceriden)
bevat. Onder de landdieren, waaronder de
chimpansee, is deze omvangrijke afzetting van vet in
de menselijke foetus uniek. Het overlevingsvoordeel
lijkt duidelijk: triglyceriden zijn hoogenergetisch, nemen
t.o.v. glycogeen weinig volume in, isoleren ons
tegen de kou en doen dienst als schokbrekers. Bovendien
vormt de lever, in sterk negatieve energiebalans,
uit vet ketonlichamen, die (deels) de rol van glucose
kunnen overnemen om onze hersenen van energie te
voorzien, met name in pasgeborenen. Behalve voor
energie worden de ketonlichamen in de groeiende
hersenen eveneens gebruikt voor de synthese van
structurele elementen, i.c. cholesterol en verzadigde
en mono-onverzadigde vetzuren. Vanwege de evolutionaire
sturing door de omgeving is het aannemelijk
dat de complexe genetische aanpassingen die nodig
waren voor het opslaan van vet zich hebben kunnen
voltrekken in een periode van overvloed. De onderliggende
genen maken deel uit van wat genoemd
wordt het ‘zuinige genotype’ (‘thrifty genotype’) omdat
deze genen ons beschermen tegen de legendarische
‘7 magere jaren’.
De toename van onze hersenomvang begon ongeveer
2 miljoen jaar geleden ten tijde van de intrede van
Homo habilis, de vroegste mens met een volwassen
hersengewicht van ongeveer 590 g (83). Tijdens de
ontwikkeling van de huidige mens vindt het overgrote
deel van de hersengroei plaats in zowel de foetale
als postnatale periode tot de leeftijd van ongeveer
2 jaar (84). De hersenen verbruiken in een pasgeborene
zo’n 74% van de basale energiebehoefte tegen
nog altijd zo’n 23% in een volwassene (85) en slechts
8-9% in andere volwassen primaten (83). Deze aanvoer
van energie moet constant zijn, want in tegenstelling
tot andere organen kan het metabolisme van
de hersenen niet worden down-gereguleerd (85). Op
deze wijze beschermt het vetweefsel de pasgeborene
onder andere tegen de noodzaak van het vasten direct
na de geboorte, want de moedermelkproductie komt
immers niet direct op gang. De groei van de hersenen
van *400 g bij de geboorte naar ongeveer 1.100 g op
2 jarige leeftijd heeft samen met het hoge energieverbruik
o.a. tot gevolg dat mensenkinderen t.o.v andere
diersoorten voor een opvallend lange periode fysiek
afhankelijk zijn van hun moeder. Er bestaat namelijk
een ‘budget’ voor het basaalmetabolisme in zoogdieren,
waardoor de hoge energiebehoefte van onze hersenen
gecompenseerd moest worden door een lagere
spiermassa (85): het is òf hersenen òf spieren. ‘Als je
niet sterk bent moet je slim zijn’ is dus evolutionaire
geschiedvervalsing, want we waren sterk (maar dom)
en hebben gekozen voor slim (en dus zwak). De 1 ton
zware, louter vegetarische, rinoceros met een hersengewicht
van 350 g (<0,1%) heeft bijvoorbeeld duidelijk
voor het behoud van spieren gekozen en haar
kind loopt en rent korte tijd na de geboorte. Onze
hersenen lijken derhalve een evolutionaire en metabole
luxe, want het aanvankelijke overlevingsvoordeel
hiervan is niet direct evident en al zeker niet in
ons vroege leven. Andere diersoorten hadden een dergelijk
brein niet nodig voor hun overleving, en het
uiteindelijke voordeel van onze grote hersenen moet
dan ook geleidelijk tot stand zijn gekomen d.m.v. natuurlijke
selectie. Ook is het de vraag waarom onder
de landdieren deze hersengroei alleen optrad in mensen
en niet (eveneens) in andere diersoorten. Het is
ondenkbaar dat deze ‘verkwisting’ van energie kon
plaatsvinden door vegetariër te blijven. De voedingswaarde
van de toenmalige plantaardige voeding is
daarvoor te laag (83) en we moesten derhalve een
bron met kwalitatief hoogwaardige voeding hebben
aangeboord. Samengevat komt de gedachte op dat de
toename van ons hersengewicht aanvankelijk optioneel
was en uitsluitend kon optreden onder de condities
van de constante beschikking over een kwalitatief
hoogwaardige voeding, die op zijn beurt het podium
verschafte voor een zich hierop geleidelijk aanpassend
genoom (82). Deze genetische aanpassingen, die
nodig waren voor zowel de groei van ons vetweefsel
als de groei van onze hersenen, moeten vooral gezocht
worden in de eiwitten die zorgdragen voor het
afzetten van vet in weefsels, zoals transporteiwitten
(albumine, alfa-foetoproteïne, apolipoproteïnen, vetzuurbindende
eiwitten) en enzymen (lipoproteïnelipase,
acyltransferases) (47). Overigens dient hierbij
vermeld dat een grote hersenomvang niet noodzakelijkerwijs
iets zegt over intelligentie en creativiteit.
De op mysterieuze wijze verdwenen Neanderthalers
hadden bijvoorbeeld een grotere hersenomvang dan
die van de huidige mens, maar niets van wat de
Neanderthalers hebben achtergelaten doet vermoeden
dat ze ook maar in de buurt kwamen van de intelligentie
en creativiteit van Homo sapiens. Intelligentie
en creativiteit zijn gerelateerd aan het aantal connecties
tussen neuronen; een eigenschap die zijn intrede
maakte tussen 50.000 en 200.000 jaar geleden. Deze
mutaties moeten iets te maken hebben met het metabolisme
van de fosfolipiden die deze connecties vormen,
en liggen in hoge mate ten grondslag aan datgene
dat ons mens maakt (47).
Het is dus voorstelbaar dat overschakeling naar een
kwalitatief hoogwaardige en overvloedige voeding
allereerst aanpassingen veroorzaakte voor de groei
van ons vetweefsel (dat ons beschermde gedurende
slechtere tijden, de ‘thrifty genes’) en dat deze voe-
172 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
ding vervolgens een groei veroorzaakte van de hersenen,
die aanvankelijk optioneel was maar in de daaropvolgende
processen van natuurlijke selectie een
voordeel opleverde, bijvoorbeeld om te kunnen jagen
en voor de daarbij noodzakelijke competitie met roofdieren.
Het omvangrijke en unieke vetweefseldepot
van de pasgeborene vormde een garantie voor de benodigde
constante energietoevoer naar de hersenen in
de vorm van ketonlichamen maar ook voor de synthese
van structurele elementen (i.e. cholesterol en
vetzuren). Tenslotte fungeert het vetweefsel als bron
van het (conditioneel) essentiële DHA, hetgeen eveneens
een belangrijk structureel element is van de hersenen.
Ons vetweefsel bekleedt in deze visie dus een
centrale rol in de evolutie van de mens, hetgeen
Cunanne en medewerkers (82) doet spreken over de
‘survival of the fattest’. De vraag is echter waar we
die constante bron van kwalitatief hoogwaardige voeding
vandaan kregen, welke ‘ecologische niche’ onze
vroege voorouders hadden gevonden en wat de samenstelling
van hun voeding dan wel niet is geweest.
De ‘paleovoeding’ in het perspectief van de voedselketen
en onze fysiologie
De populaire gedachte is dat de vroege mensen stoere
jagers waren op de open savanne, maar dat is een
wijdverspreide misvatting. Volgens Crawford (86)
brengt de machogedachte, dat vroege mensen zich op
de savanne al dodend en copulerend een weg baanden
naar een grotere hersenomvang, een hoog gehalte
aan Lamarckiaans gevoel teweeg (dit verwijst naar de
achterhaalde theorie dat verworven karakteristieken
kunnen worden doorgegeven aan het nageslacht en
dat ervaring, en niet de biologie alleen, de genetische
overerfbaarheid kan veranderen en daarmee beïnvloeden).
Het is namelijk niet eenvoudig om uit de savanne
een constante en overvloedige voedselbron te
betrekken: de dieren lopen er wijd verspreid rond en
zijn zeer behoedzaam. Ze zien de jager reeds van
verre aankomen en het is ondenkbaar dat op twee benen
lopen daarbij een voordeel zou kunnen zijn. Een
ieder die een cheeta op de savanne heeft zien jagen
kan bevestigen dat je je hoofd omlaag moet houden.
De jacht in groepsverband vereist bovendien gecoördineerde
activiteiten met een complexiteit die
met het brein van zo’n 2 miljoen jaar geleden nauwelijks
voorstelbaar is. Het zal ook niet eenvoudig zijn
geweest om eenmaal gevangen wild succesvol te verdedigen
tegen ongenode mee-eters, zoals leeuwen,
hyena's en aasgieren. Zelfs met voertuigen en moderne
wapens is het vandaag de dag niet eenvoudig
om succesvol te jagen op de (niet-reservaat) open savanne
in Afrika en daaruit een constante bron van
voeding te halen (47). Als we al vlees wisten te bemachtigen
dan was dat in die tijd waarschijnlijk
vooral in onze rol als aaseters. Dit was overigens dat
magere vlees, met een gunstiger vetzuursamenstelling
dan dat van onze huidige vetgemeste koeien en
varkens.
Bovendien vergden de groeiende hersenen diverse
aanpassingen van onze fysiologie en onze lichaamssamenstelling.
Eén daarvan was de reeds genoemde
beperking van de spiermassa, maar een ander kwam
voort uit de behoefte aan een efficiënte warmteregulatie.
Ons brein is namelijk zeer gevoelig voor
warmte. Om ons hoofd koel te houden was het gunstig
om de lichaamsbeharing op te geven, meer
zweetkliertjes aan te leggen en warmte te verliezen
via de verdamping van water op onze huid (51). In de
hete zon verliezen we dus veel water en daarenboven
zijn onze nieren vanwege de relatief korte lissen van
Henle geen kampioenen in het concentreren van onze
primaire urine. We moesten derhalve een constante
bron van (zoet) water in onze nabijheid hebben. Om
ons te beschermen tegen een deficiëntie van het uitermate
fotogevoelige folaat moest de nu naakte huid
zwart worden, want een folaatdeficiëntie heeft een
uitgesproken negatieve invloed op de fertiliteit en de
gezondheid van ons nageslacht in de vorm van o.a.
neurale buis defecten.
De archeologie toont ons dat hominiden, inclusief de
vroege Homo sapiens, leefden in de nabijheid van
zoet water, waaronder de Oost- en Zuid-Afrikaanse
rivieren, meren, estuaria, rivierdelta’s, moerassen en
kust. Het is op deze overgangen van land naar water
dat hun overblijfselen en gereedschappen voornamelijk
worden gevonden. Zulke plaatsen bevatten van
oudsher de rijkste voedselbronnen die op deze planeet
te vinden zijn (82, 87, 88, 89) en het zijn waarschijnlijk
vooral deze ecosystemen die hebben bijgedragen
aan hetgeen we nu zijn. Deze gebieden
bevatten bijvoorbeeld omvangrijke bronnen van LCP,
waaronder de bekende visolievetzuren eicosapentaeenzuur
(EPA) en DHA, maar eveneens van AA.
Deze LCP, en in het bijzonder DHA, kunnen we zelf
maar mondjesmaat aanmaken uit de precursor-essentiële-
vetzuren linolzuur en alfa-linoleenzuur, en het is
derhalve aannemelijk dat we voor de groei van onze
hersenen de voorgevormde LCP vooral uit de voeding
verkregen (82, 90). Zoals beeldend door Gibbons
(89) beschreven, moeten we dat stereotype
beeld van die gespierde jagers die gnoevlees mee
naar huis nemen, slachten met stenen gereedschappen
en karkassen op de savanne als aas benutten, inruilen
tegen dat van een vissersman en een visservrouw die
al wadend door de ondiepe meren op rustige wijze de
oevers afkammen op zoek naar vis, vogeleieren,
schaaldieren en ander voedsel uit zoetwater of uit de
zee.
We aten alles wat in en in de nabijheid van dat water
te vinden, vangen en verzamelen was. Hierbij moet
worden gedacht aan weekdieren, schaaldieren, (kuitschietende)
vissen, slakken, larven, vogeleieren, kikkers,
schildpadden en uiteraard planten en vruchten.
Het vergaren hiervan was in deze voedselrijke gebieden
nu niet direct een grote klus (87), waardoor ook
kinderen, pubers, zwangere en lacterende vrouwen,
en bejaarden hieraan konden meedoen. Het betreft
een voeding die niet alleen rijk is aan LCP, maar ook
aan jodium, vitamine A en vitamine D. Vitamine D en
de LCP (met name EPA en DHA) vinden hun oorsprong
in het fyto- en zoöplankton dat wordt aangetroffen
in zowel zout als zoet water (86, 91-95). Vanwege
het vermogen om UV-B te absorberen vervullen
vitamine D en zijn voorlopers hierin reeds meer dan
750 miljoen jaar een functie als een soort zonne-
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 173
scherm voor hoogenergetische UV-straling, of als
intermediairen voor het verzorgen van fotochemische
signalen (92).
EPA en DHA komen vooral voor in de chloroplasten
van het fytoplankton, waarbij de diatomeeën vooral
EPA bevatten en de (dino)flagellaten vooral DHA.
Het zoöplankton verkrijgt EPA en DHA via de consumptie
van fytoplankton en zo verzamelen deze
stoffen zich via de voedselketen uiteindelijk in hogere
diersoorten, waaronder vissen, vogels en uiteindelijk
de mens. In tegenstelling tot zoutwatervissen
kunnen zoetwatervissen (waaronder de zalm, forel, tilapia,
karpers en meervallen) zelf LCP maken uit de
stam essentiële vetzuren linolzuur en alpha-linoleenzuur
(96). Ze bevatten naast EPA en DHA ook hoge
gehaltes AA, hetgeen niet het geval is in zoutwatervissen
zoals de magere en vette vissen in de gematigde
klimaten, maar ook niet in hun magere soortgenoten
in de tropische wateren (88, 97, 98).
DHA (22:6ω3) is een soort oermolecuul, dat zijn oorsprong
vindt in het water. De ω6-vetzuren, zoals linolzuur
(18:2ω6), kwamen pas later voort uit de oliezaad-
dragende planten, en de daarop volgende
zoogdieren gingen deze ω6-vetzuren, in de vorm van
AA (20:4ω6), gebruiken voor hun reproductie en signaaltransductie.
De structuur van DHA (een vetzuur
met 6 cis-dubbele bindingen) in membraanfosfolipiden
levert nog onbegrepen unieke eigenschappen die
benodigd zijn bij de extreem snelle processen die
plaatsvinden bij het invangen van een lichtkwantum
tijdens de fotosynthese. Niet toevallig wordt DHA in
ons lichaam in hoge gehaltes aangetroffen in de retina,
alwaar het proces van omzetting van licht naar
een elektrisch signaal via de fotoreceptor niet anders
is dan een modificatie van het fotosyntheseproces zoals
dat 2 miljard jaar geleden reeds voorkwam in de
eerste zuurstofproducenten: de blauwwieren. Een andere
plaats waar we hoge gehaltes DHA, maar ook
AA, aantreffen is in de fosfolipiden van de synaptische
membranen, alwaar een elektrisch signaal via
een chemisch signaal (i.e. neurotransmitter) weer omgezet
wordt in een elektrisch signaal. (93). AA en zijn
eicosanoïdmetabolieten hebben hierbij een rol als signaaltransductors
en DHA levert de fluïde omgeving
die nodig is voor de neurotransmitter-receptor-interactie.
Waarschijnlijk is de functie van DHA in flagellaten
naast de fotosynthese eveneens gerelateerd aan
fototaxis (zoeken naar licht). Het verschaft de fluïditeit
aan membranen die onderdeel zijn van hun voortbewegingsapparaat
en naar analogie hiervan treffen
we hoge DHA-gehaltes aan in de staarten van spermatozoën
(99, 100).
Vitamine A komt de voedselketen eveneens binnen
via plankton in de vorm van beta-caroteen, dat een
functie heeft in de fotosynthese en de fotoprotectie.
In de vorm van retinal, gebruiken wij vitamine A samen
met het eiwit opsine als onderdeel van de rhodopsine
fotoreceptor. Vanwege de eigenschap om een
ongepaard elektron langer vast te kunnen houden benutten
we beta-caroteen als onderdeel van onze antioxidantsystemen.
Bij het Turkana Meer (Kenia) is
het skelet van de ‘Turkana-woman’ gevonden, een
Homo erectus (* 1,7 miljoen jaar geleden). Haar botten
laten abnormale verdikkingen zien die uniek zijn
voor een vitamine-A-intoxicatie. Op zijn minst suggereren
deze skeletafwijkingen een voeding die bestond
uit grote hoeveelheden lever afkomstig van
dieren in de top van de voedselketen rondom de overgang
van het water naar het land, het vlees van carnivoren,
larven (termieten), of combinaties hiervan (47).
Er zijn dus aanwijzingen uit de voedselketen, de archeologie
en onze fysiologie dat de evolutie van de
mens zich in hoge mate heeft afgespeeld in de nabijheid
van zoet water en dat we ons voedsel voornamelijk
haalden uit deze ecosystemen. Wat heeft dit voor
consequenties voor de manier waarop we functioneren
en voor het begrip van onze huidige pathologie?
U bent wat u at
LCP (met name de ω3LCP, zoals EPA en DHA), jodium
en de vitamines A en D zijn precies dié voor de
mens essentiële voedingsstoffen waarvan wereldwijd
de meeste deficiënties voorkomen. Niet toevallig treffen
we deze deficiënties vooral aan in populaties die
ver van het water wonen en/of weinig/geen vis eten.
Tropische zoetwatervissen en schelpdieren bevatten
een LCP-samenstelling (met name een DHA/AA-ratio)
die vergelijkbaar is met die van onze hersenen
(87). De DHA/AA-ratio in deze dieren vertaalt zich
eveneens naar de DHA/AA-ratio in de melk van
moeders die het vlees van deze dieren consumeren
als enige bron van dierlijk vet (98). Tekorten aan
LCP, met name tekorten aan ω3LCP, worden epidemiologisch
in verband gebracht met CAD (73, 74) en
met psychiatrische ziekten, zoals postnatale depressie
(101). Deze ziekten hebben een hoge prevalentie in
Westerse culturen, maar zijn minder prevalent in
Oosterse landen zoals China en Japan, waar meer
voedselproducten worden gegeten die afkomstig zijn
uit zoetwater of uit de zee.
Ongeveer 1,6 miljard mensen in de wereld lopen risico
op een jodiumtekort (95). Niet voor niets wordt
in vele landen kaliumjodide toegevoegd aan het zout.
Jodiumtekorten veroorzaken o.a. spontane abortus,
perinatale sterfte, mentale retardatie en groeivertraging
in kinderen, en struma en infertiliteit in volwassenen;
stuk voor stuk evolutionaire nadelen. Deze tekorten
komen bijna uitsluitend voor in inlandse
populaties en hebben mogelijk bijgedragen aan de
verdwijning van de Neanderthalers (82).
Wereldwijd is vitamine-A-deficiëntie de meest voorkomende
oorzaak van blindheid. Twintig tot veertig
miljoen kinderen in de wereld hebben een lage vitamine-
A-status. Een vitamine-A-tekort verzwakt het
immuunsysteem en is daarmee mede verantwoordelijk
voor de hoge sterfte aan infectieziekten in de
derde wereld (63). Op de hogere breedtegraden zijn
de meeste mensen gedurende tenminste een deel van
het jaar vitamine-D-marginaal/deficiënt. Rachitis was
een wijdverspreide ziekte in verscheidene westerse
landen totdat rond 1930 de relatie met vitamine D
werd gelegd. Vitamine D vervult een belangrijke, en
nog steeds sterk onderschatte, rol in de pathogenese
van osteoporose maar ook bij andere ziekten, waaronder
verschillende types kanker, CAD en type-1-
diabetes (55, 56, 91, 92, 102-104). Osteoporose heeft
174 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
in westerse landen intussen een epidemische omvang
gekregen: vanaf de menopauze gerekend hebben
vrouwen in Nederland ongeveer 25% kans om tijdens
hun resterende leven met ernstige osteoporotische
klachten geconfronteerd te worden, zoals heupfracturen
en ingezakte wervels.
Vitamine A en D spelen niet alleen een rol in de visus
en de botten; hun metabolieten zijn eveneens betrokken
bij de regulatie van de expressie van een groot
aantal genen (105-110). Hun interactie met het genoom
geschiedt via nucleaire receptoren die wijdverspreid
in ons lichaam voorkomen, zoals de retinoïdreceptoren
(RXR, RAR) en de vitamine-D-receptor
(VDR). Daarbij is niet alleen hun loutere aanwezigheid
van belang, maar ook hun onderlinge verhouding,
en hun verhouding met andere liganden van nucleaire
transcriptiefactoren, zoals vetzuren. Verwacht
mag worden dat deze ratio’s (‘balans’) verband houden
met hun onderlinge verhoudingen in onze oervoeding,
want voeding is een verzameling van stoffen
die in ons lichaam een hoge mate van interactie en
synergie met elkaar onderhouden.
Analoog aan vitamine A en D strekt de invloed van
de voedingsvetzuren zich verder uit dan hun traditionele
rol als energiebron of als structureel onderdeel
van fosfolipiden, en daarmee modulatoren van membraanfluïditeit,
producent van eicosanoïden en modulatoren
van de werkzaamheid van membraangebonden
eiwitten (zoals receptoren, transportsystemen en
enzymen). In de laatste jaren is duidelijk geworden
dat ons lichaam tal van ‘vetzuur-sensorproteïnen’ bevat
(111, 112). Via deze transcriptiefactoren, zoals
‘peroxisome proliferator activated receptors’ (PPARs)
en ‘sterol regulatory element binding proteins’
(SREBPs), oefenen voedingsvetzuren zowel een directe
als indirecte invloed uit op de expressie van ons
genoom (113-115). Dit is onderdeel van de tegenwoordig
intensief bestuurde ‘nutriënt-gen’-interactie
(116-118). Het is bijvoorbeeld reeds lang bekend dat
visolievetzuren de serumtriglyceriden verlagen, maar
het onderliggende mechanisme bleef lang onderwerp
van de meest uiteenlopende theorieën. In hun rol als
‘energieverdelers’ blijkt het triglycerideverlagende
effect onderdeel te zijn van de gecoördineerde inductie
van tal van enzymen en transportsystemen die
betrokken zijn bij het intermediair metabolisme.
Hierdoor wordt o.a. de hepatische lipogenese sterk
onderdrukt, wordt voorkómen dat vetzuren worden
opgeslagen en worden ze juist verbrand (113). Op
soortgelijke wijze onderdrukken visolievetzuren op
indirecte wijze de transcriptie van genen die betrokken
zijn bij ontstekingsprocessen, door te interfereren
in de activering van deze genen door de nucleaire
factor kappa B (NFkB) (119).
De directe interactie van vetzuren met het genoom
wordt momenteel door de farmaceutische industrie
benut ten behoeve van de behandeling van type-2-
diabeten. Het betreft hier de agonisten van PPARgamma.
Deze geneesmiddelen behoren tot de z.g.
‘thiazolidinedionen’ (TZDs), ook wel genoemd ‘glitazonen’.
PPAR-gamma is een transcriptiefactor die
voornamelijk wordt aangetroffen in ons vetweefsel,
maar ook in de prostaat en de borstklier, en die betrokken
is bij celdifferentiatie, glucose- en lipidenopslag,
en ontstekingsreacties. Glitazonen verbeteren
de metabole controle in hun capaciteit als ‘insulinesensitizers’.
Ze verlagen de insulineresistentie in
vetweefsel, spieren en lever, en hebben ook andere
gunstige effecten in het metabole/insulineresistentiesyndroom
(120). PPAR-gamma-agonisten hebben
waarschijnlijk pleiotrope effecten en worden momenteel
eveneens op hun werkzaamheid onderzocht in de
behandeling van prostaat- en mammacarcinoom, tumoren
die beiden gerelateerd zijn aan leefsT, waaronder
een hoge inname van dierlijk vet (59). Ook begrijpen
we sinds kort dat de, reeds lang gebruikte,
fibraten de serumtriglyceriden verlagen door interactie
met PPAR-alfa; een transcriptiefactor die vooral
aangetroffen wordt in organen die vetzuren kataboliseren,
zoals de lever, nieren en het hart. PPAR-alfageactiveerde
targetgenen coördineren samen de complexe
metabole veranderingen die plaatsvinden in de
voeding-vastencyclus, o.a. door de modulatie van genen
die betrokken zijn bij het triglyceriden/HDLmetabolisme.
Ligand-geactiveerde PPARs heterodimeriseren
met de retinoïd-geactiveerde RXRs en dit
dimeer geeft vervolgens het signaal voor de transcriptie
van genen die een zogenaamd ‘PPAR response
element (PPRE)’ bevatten. De natuurlijke liganden
van de PPARs zijn echter geen geneesmiddelen zoals
glitazonen en fibraten, maar voedingsvetzuren en met
name de LCP en hun eicosanoïdmetabolieten (111-
115). Kortom: er is sprake van onvoldoende inductie
van sleutelenzymen en transportsystemen in onze
energiehuishouding bij suboptimale LCP- of vitamine-
A-status, of bij een abnormale ratio tussen LCP
en vitamine A, met als gevolg een verstoord intermediair
metabolisme en het ontstaan van ziekte.
Recente studies tonen aan dat de nutriënt-gen-interacties
verder gaan dan de bovenstaande kortstondige
beïnvloeding van de expressie of suppressie van genen,
maar dat deze interacties eveneens kunnen leiden
tot overerfbare veranderingen in de genexpressie
die niet tot stand komen door veranderingen in de
basevolgorde (121, 122). Deze nieuwe loot aan de
nutriënt-gen-interacties wordt ook wel ‘voedinggemedieerde
epigenetica’ genoemd. De epigenetica
(123) bestudeert de modificaties in genexpressie die
worden veroorzaakt door overerfbare, maar potentieel
reversibele, veranderingen in DNA-methylering
en/of chromatinestructuur. Epigenetische disregulatie
van genen zou wel eens belangrijker kunnen zijn bij
het ontstaan van complexe ziekten (i.e. ziekten die
zich niet conformeren aan het overervingpatroon volgens
Mendel) dan genmutaties en polymorfismen. De
epigenetica zou met name de disconcordantie van
complexe ziekten in monozygote tweelingen kunnen
verklaren, zoals de 50% disconcordantie van schizofrenie
in eeneiige tweelingen (124). Suppletie van
vrouwelijke muizen met vitamine B12, foliumzuur,
choline en betaïne (i.e. micronutriënten die betrokken
zijn bij de overdracht van methylgroepen via de
methylfolaten of S-adenosylmethionine) vanaf 2 weken
vóór de conceptie tot en met de lactatie, bevorderde
in hun nageslacht een verhoogde methyleringsgraad
van het ‘agouti-gen’ dat normaliter de gele
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 175
kleur van hun vacht veroorzaakt. Door deze supplementen
werd in het nageslacht de expressie van het
agouti-gen onderdrukt en veranderde de kleur van de
vacht permanent van geel (feomelanine) naar overwegend
bruin (feomelanine plus eumelanine).
Ongetwijfeld worden ook andere genen op een dergelijke,
voedingafhankelijke, wijze gemethyleerd en
met name dié genen die, evenals het agouti-gen, z.g.
transposabele elementen bevatten. Dit zijn parasitaire
elementen die over het gehele genoom verspreid
voorkomen en maar liefst 45% van ons totale genoom
uitmaken. Op deze wijze zouden voeding-gemedieerde
epigenetische fenomenen in de gameten of
gedurende de prenatale en vroege postnatale periodes
wel eens grote, zowel positieve als negatieve, invloeden
kunnen uitoefenen op de vatbaarheid voor ziekte
(121, 122). Tekorten aan bovengenoemde micronutriënten
die betrokken zijn bij het 1-koolstofmetabolisme
veroorzaken DNA-hypomethylering (activering),
terwijl een overmaat aan deze micronutriënten
hypermethylering (deactivering) veroorzaakt. Theoretisch
kan dus van zowel een tekort als een overmaat
van deze micronutriënten een carcinogene werking
uitgaan, indien deze respectievelijk leiden tot hypomethylering
van oncogenen of hypermethylering van
tumorsuppressorgenen. We zijn blijkbaar veel minder
strikt gereguleerd dan we plegen te denken en in ons
functioneren afhankelijk van een macro- en micronutriëntenbalans.
Een balans die tenminste deels zijn
oorsprong vindt in onze oervoeding en die zonder
abrupte verstoring (i.e. verandering van voedingsgewoonten)
ook geen aanpassing van ons genoom heeft
gevergd. Aanhoudende verstoring van deze balans
kan dan ook niet op een adequate response van ons
genoom rekenen.
Samenvattend, de (patho)fysiologie geeft ons aan wat
er van onze omgeving qua aansturing wordt verwacht
en vormt daarmee als het ware een ‘geheugen’ van
hetgeen we vroeger hebben gegeten en hoe we hebben
geleefd. We zijn ons simpelweg onvoldoende bewust
van de korte- en langetermijninvloed van de omgeving
op ons genoom, en ons hieruit voortkomende
(dis)functioneren. Het wordt steeds duidelijker dat we
een conflict hebben veroorzaakt tussen ons paleolithisch
genoom en onze huidige omgeving; in dit artikel
vooral geïllustreerd aan de hand van onze voeding.
Een voeding die sinds de industriële revolutie, zo'n
200 jaar geleden, in steeds sneller tempo van samenstelling
is veranderd. We weten reeds lang dat overgewicht
de belangrijkste risicofactor is van type-2-diabetes-
mellitius en het zoeken naar de genetische basis
van deze ziekte kan dan ook niets anders opleveren
dan de identificatie van volstrekt normale (‘thrifty’)
genen, waaronder de bovengenoemde PPARs. Een
eventueel streven naar hun ‘correctie’ door middel van
gentherapie lijkt verrassend veel op het tegemoet
komen aan onze wens om in fastfoodrestaurants te
blijven eten, en het ‘hardhandig tot de orde’ roepen
van deze genen met geneesmiddelen is eigenlijk gespeend
van een holistische visie op de biologie. Het
gaat om de genen die ons als soort hebben doen overleven
en die zich momenteel met hand en tand verzetten
tegen hun abnormale aansturing.
U bent wat u eet
De LCP-, en met name de ω3LCP-consumptie, gaat
in de westerse wereld steeds verder uit de pas lopen
t.o.v. van wat onze voorvaders hiervan innamen. Eens
was zalm uit de Rijn in Nederland ‘volksvoedsel’ en
de ouderen onder ons hebben in hun kinderjaren dagelijks
van de (ω3LCP-, vitamine-A- en -D-rijke) levertraan
mogen snoepen. Als zodanig heeft de angst
voor rachitis onze huidige subklinische ω3-vetzuurdeficiëntie
nog wat uitgesteld. Linolzuur was ‘goed
voor hart en bloedvaten’ en de consumptie van linolzuurrijke,
alfa-linoleenzuurarme, plantaardige oliën
steeg tot evolutionair ongekende hoogten. Geschat
wordt dat de verhouding tussen de ω6- en ω3-vetzuren
in onze oervoeding 1/1 tot 2/1 was, maar door
de stijgende inname van ω6-vetzuren (i.e. linolzuur)
en de dalende inname van ω3-vetzuren (i.e. alfa-linoleenzuur
en visolievetten) is de huidige verhouding in
westerse landen in de orde van 20/1 en hoger (7, 125-
127). Zowel epidemiologische studies als de tot nu
toe spaarzame ‘randomized controlled trials’ (RCTs)
geven aan dat de visolievetten van belang zijn in de
secundaire preventie van CAD (128-129) en bij de
behandeling van psychiatrische ziekten, zoals schizofrenie
(130, 131). In zijn boek ‘The madness of Adam
and Eve’ ontwikkelt Horrobin de hypothese die stelt
dat schizofrenie, autisme, bipolaire gedragsstoornissen
en dyslexie variaties zijn op een thema van een
beperkt aantal genpolymorfismen die programmeren
voor superintelligentie. Deze allelen waren reeds aanwezig
ten tijde van Adam en Eva, en verandering van
voeding, met name lagere LCP-inname, laat deze
conditie ontaarden in een nadeel. In lijn met deze hypothese
komt schizofrenie met ongeveer gelijke prevalentie
(1%) voor in alle culturen en onderzochte
geografische locaties en is de expressie van deze
ziekte in ontwikkelingslanden onbegrepen mild (47).
Misschien moeten we één van de belangrijkste LCP,
i.e. DHA, maar de status van een voor de mens essentieel
voedingsbestanddeel geven (90). Wereldwijd lijden
450 miljoen mensen aan mentale, neurologische
en gedragsproblemen en verwacht wordt dat neuropsychiatrische
ziekten in westerse landen tot de top-3
van belangrijkste chronische ziekten zullen gaan behoren
(132). Intussen tonen recente ‘nutrigenomics’-
studies in ratten aan dat deze ω3LCP de locale modulatie
verzorgen van een omvangrijk aantal genen die
betrokken zijn bij de hersenstructuur, energiemetabolisme,
neurotransmissie, signaaltransductie en regulatie
(133, 134).
Tot voor kort voedden we pasgeborenen met flesvoeding
waarin, in tegenstelling tot borstvoeding, geen
LCP aanwezig waren. We wisten uiteraard reeds lang
van de aanwezigheid van LCP in moedermelk, maar
de gehaltes waren erg laag en ‘zonder die LCP werden
die baby’s ook wel groot’. De kortetermijneffecten
liggen, naar we nu weten, in een suboptimale ontwikkeling
van de hersenen (135-138), waaronder de
retina; de langetermijneffecten zijn (nog) niet bekend.
Ook introduceerden we de z.g. ‘trans-vetzuren’, die
normaliter slechts in sporenhoeveelheden voorkomen
in het vet van herkauwers, maar door ons eigen toedoen
in 1987 ongeveer 4,3% van onze dagelijkse
176 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
energie-inname gingen uitmaken. Trans-vetzuren ontstaan
vooral bij de katalytische hydrogenering van
onverzadigde oliën. Evenals verzadigd vet verhogen
ze het LDL-cholesterol, maar verlagen daarenboven
ook nog eens het HDL-cholesterol (9). Ze verhogen
het risico op CAD en kanker, en hun gehaltes in
navelstrengvaten zijn omgekeerd gerelateerd aan die
van de LCP (139). De huidige aanbeveling is om de
consumptie van trans-vetzuren terug te brengen tot
beneden de 1 en%. Gelukkig bevatten de momenteel
verkrijgbare margarines nagenoeg geen trans-vetzuren
waardoor de inname in 1998 reeds was gedaald
naar 1,7 en%. Frituurvet in de meeste cafetaria’s bevat
echter nog >30% trans-vetzuren en een enkel ‘patatje’
levert u ook vandaag nog steeds 7-8 g trans-vetzuren
(140). Zonder wetgeving zullen we er dan ook niet komen,
want de klanten van cafetaria’s vinden die patat
gebakken in plantaardige oliën gewoon niet lekker.
De gemiddelde Nederlander consumeert momenteel
125 g mono- en disacchariden per dag (141). De hoge
glykemische index van onze frisdranken (112 g suiker/
L = 480 kcal/L) en onze hooggeraffineerde koolhydraten
jagen, als een soort vrijwillige glucosetolerantietest,
ons seruminsuline meerdere malen per dag
door het plafond. Vanwege hun snelle klaring veroorzaken
ze geen verzadigingsgevoel en derhalve de neiging
om te blijven dooreten. Met uitzondering van
vlees en zo nu en dan wat honing waren ‘energiecompacte’
voedingsmiddelen en dranken bij onze
voorvaders onbekend. We weten intussen dat veel
van deze ‘energie-compacte’ voedingsmiddelen niet
door ons eetlustcontrolesysteem worden herkend en
daardoor sluipenderwijs leiden tot passieve overconsumptie
en daarmee gewichtstoename (142). Het
officiële standpunt van de AHA is dat suiker geen
voedingswaarde heeft anders dan het verschaffen van
calorieën en dat voorkómen moet worden dat voedingsmiddelen
met hoge suikergehaltes de plaats
gaan innemen van voedingsmiddelen met essentiële
nutriënten (143). Koolhydraten met een hoge glykemische
index (144) geven, met name onder hypercalorische
condities, aanleiding tot het ontstaan van
insulineresistentie en een compensatoire toestand van
belangrijkste drijvende kracht achter de evolutie.
Organismen voorzien de natuur van een grote genetische
diversiteit en de natuur maakt hieruit een keuze.
Ons genoom is gedurende de evolutie dus bij uitstek
aangepast aan de omgeving, waaronder klimaat, voeding
en pathogenen. Homo sapiens is ongeveer
160.000 jaar oud en ons genoom muteert met een
snelheid van ongeveer 0,5% per miljoen jaar. Door de
snelle verandering van onze omgeving in de afgelopen
100 jaar hebben we een conflict veroorzaakt tussen
ons nog in het paleolithisch tijdperk (2,5*106 tot 104
jaar geleden) verkerend genoom en deze omgeving.
Dit conflict, en niet ons genoom per se, is de belangrijkste
oorzaak van de huidige chronische (degeneratieve)
ziekten, waaronder diabetes mellitus, hart en
vaatziekten, bepaalde vormen van kanker en enkele
psychiatrische ziekten. Inzake de voeding begon dit
conflict ongeveer 10.000 jaar geleden bij de overgang
van ons bestaan als jager-verzamelaars naar een agrarische
samenleving die gepaard ging met een hoge
consumptie van koolhydraten. Het conflict is geëscaleerd
vanaf de industriële revolutie, en in een stroomversnelling
geraakt vanaf het begin van de vorige
eeuw, onder andere door een hoge inname van verzadigd
vet en van mono- en disacchariden, een lage inname
van vis en een ongunstige balans tussen energie
inname en fysieke activiteit. We realiseren ons onvoldoende
dat we een product zijn van de natuur. Nabootsing
van de paleolithische leefomstandigheden
naar moderne inzichten is van belang voor zowel primaire
als secundaire preventie. Educatie vanaf de
schoolleeftijd, (meer) aandacht voor voeding/leefsT
in de studies geneeskunde en farmacie, en een verplichte
productinformatie die (veel) verder gaat dan
de huidige summiere aanduidingen kunnen een gunstige
rol spelen bij de beslechting van het conflict.
Trefwoorden: evolutie; genetische ziekten; natuurlijke
selectie; omgevingsfactoren; voeding; preventie; harten
vaatziekten; essentiële vetzuren; vitaminen
“Nothing in biology makes sense without evolution”
is een uitspraak die in 1973 werd gedaan door Theodosius
Dobzhansky, één van de grondleggers van de
neo-Darwinistische evolutietheorie (i.e. de samengevoegde
theorieën van Darwin en Mendel). Daaraan
kan worden toegevoegd dat ‘nothing in medicine
makes sense without biology’. Toch speelt de evolutietheorie
slechts een bescheiden rol in de geneeskunde.
Dat is met name te betreuren in dit tijdperk
van ‘het genoom’, waarbij de snel toenemende kennis
van de genetica de indruk kan wekken dat alle medische
ellende voortkomt uit ons erfelijk materiaal.
‘Evolutionaire geneeskunde’ (1), ook wel ‘(neo)-Darwinistische
geneeskunde’, leert ons daarentegen dat
ons genoom nagenoeg perfect is, maar dat we ons in
zowel de gezondheidszorg als de volksgezondheid de
lessen van Darwin onvoldoende ter harte nemen. Op
zoek naar de oorsprong van de soorten had Herbert
Spencer het in 1851 over de ‘survival of the fittest’
(waarmee hij bedoelde ‘evolutionary fittest’) en lanceerde
Charles Darwin in 1859 de door de biologen
geprefereerde term ‘natural selection’. Met ‘natuurlijke
selectie’ verwees Darwin met name naar de
invloed van ‘de leefomstandigheden’ (‘conditions of
existence’). Deze leefomstandigheden beschouwde
hij als de belangrijkste drijvende kracht in de evolutie:
het zijn vooral de factoren uit onze directe omgeving
die (passief) selecteren uit de aangeboden genetische
diversiteit, en in mindere mate de (actieve)
‘coïtusuele (partner)selectie’, de competitie binnen de
soort, en de competitie met andere diersoorten. De
achtergrond van de genetische diversiteit stamt uit het
werk van Gregor Mendel van rond 1865. De genetische
diversiteit die aan de omgeving wordt aangeboden
bleek voort te komen uit de ‘gene-shuffling’ en
de ‘cross-overs’ die optreden in de meiose, waardoor
elk mens het product is van de tenminste 8x1012 opties
die mogelijk zijn bij een enkele bevruchting.
Deze recombinaties introduceren echter geen veranderingen
in de totale genen pool. Daarvoor dienen
aan deze pool, door middel van spontane mutaties,
nieuwe genen te worden toegevoegd. Of deze bestaansrecht
hebben wordt vervolgens door de natuur
beoordeeld.
In dit artikel wordt onderbouwd dat de verreweg belangrijkste
oorzaken van de huidige typisch westerse
ziekten niet in ons genoom moeten worden gezocht
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 163
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005; 30: 163-184
Evolutionaire geneeskunde
U bent wat u eet, maar u moet weer worden wat u at1
F.A.J. MUSKIET
Pathologie en Laboratoriumgeneeskunde, Universitair
Medisch Centrum Groningen
Correspondentie: Prof. dr. Frits A.J. Muskiet, Pathologie en
Laboratoriumgeneeskunde, CMC-V, Kamer Y1.147, Universitair
Medisch Centrum Groningen, Postbus 30.001, 9700 RB
Groningen
E-mail: f.a.j.muskiet@lc.umcg.nl
1 Samengesteld ter gelegenheid van de ‘Prof. Dr. J.S. Faber
Lezing’ op 14 oktober 2004 in het Universitair Centrum voor
Farmacie, Rijksuniversiteit Groningen, ten behoeve van een
breder publiek.
(2), maar in een conflict met de door onszelf veranderde
omgeving (1-16); hier vooral toegespitst op een
conflict met onze voeding. Vanuit de klassieke ‘nature
or nurture’-discussie en de tekortkomingen van
de genetica om onze huidige ‘grote’ ziekten te verklaren
wordt teruggaan naar onze oorsprong als soort
om hieruit ons onvermogen te verklaren om de steeds
snellere culturele veranderingen te kunnen volgen.
‘Nature or nurture’?
In deze tijd van het ‘human genome project’, ‘genomics’,
‘transcriptomics’, ‘proteomics’ en andere
‘-omics’, is het voor het bewaren van het noodzakelijke
evenwicht van belang om wat terrein terug te
winnen voor de invloed van omgevingsfactoren op de
fenotypische expressie van een organisme en daaraan
toe te voegen de langetermijninvloed van omgevingsfactoren
op de soort. Het wordt steeds duidelijker dat
onze genen niet een starre ‘blauwdruk’ zijn van ons
leven, maar dat we ons genoom (‘genotype’) beter
kunnen beschouwen als een soort globaal recept,
waaruit aan de hand van de ingrediënten uit de omgeving,
maaltijden van uiteenlopende kwaliteit (‘fenotypen’)
kunnen worden samengesteld; een fenomeen
dat we goed kennen uit de ontwikkelingsbiologie, alwaar
het wordt aangeduid met ‘ontwikkelingsplasticiteit’
(‘developmental plasticity’). De aloude ‘nature
or nurture’-controverse is mogelijk toe aan vervanging
door ‘nature via nurture’ waaruit, afhankelijk
van de aard van de interactie tussen omgeving en genoom,
de uitkomst op korte termijn kan variëren van
gezondheid tot ziekte, en op de lange termijn (i.e. in
evolutionaire terminologie) van succesvolle vermenigvuldiging
tot uitsterven. Langetermijninvloeden van
omgevingsfactoren op onze soort zijn niet met harde
bewijzen te onderbouwen, want de evolutie werkt
slechts langzaam, maar er zijn inmiddels vele aanwijzingen
die consistent in dezelfde richting wijzen.
Een voorbeeld kan worden ontleend aan familiaire
hypercholesterolemie (FH; een overerfbaar LDL-receptordefect),
hetgeen een conditie is die in de geneeskunde
doorgaans wordt beschouwd als een ‘puur
genetische ziekte’. FH is een autosomaal-dominante
aandoening, die wordt gekarakteriseerd door een
sterk verhoogd serumcholesterol en een meer dan
50% cumulatief risico op fataal of niet-fataal verlopende
atherosclerotische ziekte in aangedane mannen
tot de leeftijd van 50 jaar, en een cumulatief risico
van 30% in aangedane vrouwen tot de leeftijd van 60
jaar (17). Logischerwijs wordt FH, met een heterozygotiefrequentie
van 1/500 in de blanke bevolking,
momenteel dan ook in kaart gebracht, hetgeen in Nederland
gebeurt via indexpatiënten en daaropvolgend
familieonderzoek (18). Merkwaardigerwijs bood FH
vóór 1900 echter een overlevingsvoordeel, maar dat
sloeg na 1900 om naar het bovengenoemde overlevingsnadeel
(19). Hierbij is de gedachte dat een hoog
serumcholesterol een voordeel met zich meebracht in
de tijd dat infectieziekten nog wijdverspreid voorkwamen.
Deze hypothese wordt ondersteund door de
waarneming dat LDL-receptor-deficiënte muizen beschermd
zijn tegen letale endotoxemie en ernstige
Gram-negatieve infecties doordat endotoxine bindt
aan het overvloedig aanwezige LDL. Vanaf omstreeks
1900 zijn de veranderingen in onze voeding
en leefsT in een stroomversnelling geraakt en is de
hiermee gepaard gaande stijging van het risico van
hart- en vaatziekten (CAD) mogelijk als eerst tot
uiting gekomen in personen met FH. Zoals treffend
verwoordt door Bray (3) “laadt de genetische achtergrond
het pistool, maar haalt de omgeving de trekker
over”. In dit geval heeft echter niet een natuurlijke
verandering van onze omgeving, maar hebben wijzelf
de trekker overgehaald, met als gevolg ziekte op
korte termijn en het verdwijnen van de onderliggende
allelen op lange termijn. Analoog hieraan kunnen we
ons afvragen waarom genen voor cystische fibrose,
hemochromatose (HFE) en methyleen-tetrahydrofolaatreductase(
MTHFR)polymorfisme zich zo wijd
konden verspreiden als ze slechts nadelen met zich
meebrengen. En waarom vinden we deze allelen
vooral in de blanke bevolking? Om wijdverspreide
ziekten met een genetische basis te doorgronden lijkt
het dan ook van belang om de evolutionaire achtergrond
van hun conservering te begrijpen. Conform de
wetten van de evolutie is deze bedoeling veelal gelegen
in een genetische aanpassing aan de leefomstandigheden,
want het zijn immers vooral de leefomstandigheden
die beslissen of het nieuwe allel
bestaansrecht heeft.
Een genetische basis voor ziekten die in korte tijd
epidemische vormen aannemen is dan ook zeer onwaarschijnlijk,
tenzij de stelling is dat ons genoom
ons tegen alles dient te beschermen. Onder het motto
‘voorkómen is beter dan genezen’ is hierbij de enige
vraag met welke omgevingsfactor(en) we te doen
hebben en daar de juiste conclusies uit te trekken.
Bijvoorbeeld, epidemiologische gegevens (20) laten
zien dat de (sterke) toename van astma gerelateerd is
aan specifieke omgevings- en infectiefactoren, zoals
het leven in steden, hogere blootstelling aan huisstofmijt,
atmosferische verontreiniging, verandering van
leefsT, roken van de moeder, dieselgassen en gebrek
aan blootstelling aan infecties op de kinderleeftijd (de
z.g. hygiënehypothese). We kunnen hierbij dus lang
en breed praten over diversiteit in de vatbaarheid
voor astma, maar vanuit de volksgezondheid gezien
is de enige conclusie dat we zelf de bijl aan de wortel
hebben gezet van de genen die ons tegen astma beschermen
of dat we de genen die ons gevoeliger maken
voor astma hebben geactiveerd. Blijkbaar vallen
hierbij de eerste slachtoffers in de meest gevoelige
genotypes, waarnaar we refereren als ‘genetische vatbaarheid
voor astma’. Vanuit de gezondheidszorg gezien,
en met name ten behoeve van de ontwikkeling
van geneesmiddelen, is het voor het verkrijgen van
pathofysiologisch inzicht uiteraard wel van belang
om te weten met welke genen we het conflict hebben
veroorzaakt, maar dat maakt astma nog geen ‘genetische
ziekte’.
Genetische ziekte
Wat is eigenlijk de definitie van een ‘puur genetische
ziekte’ als met een fenylalaninearme voeding kan
worden voorkómen dat fenylketonurie (PKU) ontspoort,
en waarom lopen er in Saudi-Arabië mensen
164 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
rond die homozygoot zijn voor sikkelhemoglobine
maar nagenoeg geen symptomen van de sikkelziekte
vertonen (21)? Blijkbaar spelen de leefomstandigheden
eveneens een rol bij ziekten die we momenteel
louter op het conto van de genetica schrijven en
speelt ook de genetische omgeving van het ‘ziekteveroorzakende
gen’ een modulerende rol via z.g.
‘modifier genes’ (22, 23). Mogelijk is de rol van deze
factoren in sommige gevallen zelfs belangrijker dan
de aanwezigheid van het ziekte-veroorzakende gen
per se.
Vanuit de epidemiologie wordt een genetische invloed
veelal ontleend aan de mate van concordantie
in monozygote tweelingen, maar dat levert een gevaar
op als niet gecorrigeerd wordt voor concordantie
in dizygote tweelingen. Een eeneiige tweeling heeft
weliswaar een (grotendeels; 24) gelijke genetische
constitutie, maar heeft, evenals een twee-eiige tweeling,
ook op hetzelfde moment in dezelfde baarmoeder
(i.e. omgeving) gezeten. Bekend is dat de groei
van zowel monozygote als dizygote tweelingen afneemt
vanaf de 30ste zwangerschapsweek (24). De
Barker-hypothese (25-27), ook wel genaamd de
‘hypothese van het zuinige fenotype’ (‘thrifty phenotype’),
leert ons dat de kwaliteit van deze baarmoederomgeving,
zoals ontleend aan het geboortegewicht,
van grote invloed is op het ontstaan van enkele chronische
ziekten op latere leeftijd, waaronder CAD,
type-2-diabetes-mellitus en zelfs een ziekte als schizofrenie
(28). Inzake het risico van CAD geeft deze
hypothese aan dat de omgeving ons, ongeacht het genotype,
kan programmeren voor een ‘zuinig bestaan’,
en dat er met name een conflict ontstaat indien deze
intra-uteriene programmering voor ‘zuinigheid’ wordt
gevolgd door extra-uteriene ‘overvloed’. Populair gezegd:
als je voor een dubbeltje geboren bent moet je
je niet gedragen als een kwartje.
Het is dus niet eenvoudig een definitie te geven van
een ‘genetische ziekte’ omdat elk fenotype per definitie
een combinatie is van genotype en omgevingsfactoren.
‘Genetische vatbaarheid voor een ziekte’ en
‘hoge penetrantie’ zijn arbitraire kwalificaties op de
vloeiende schaal van de invloeden van genotype en
omgeving op een individu. De genetische variëteit in
de ‘germline’ waar we momenteel in de geneeskunde
tegenaan kijken is een momentopname die vooral te
begrijpen is vanuit de evolutie en met name voortkomt
uit de selectiedruk die wordt uitgeoefend door
onze leefomstandigheden.
Selectiedruk
De evolutie is nog niet ‘af’ en de omgeving oefent
nog steeds een grote selectiedruk uit. Uiteraard ook
op ons, maar evenals andere soorten hebben we ons
als soort via genetische diversiteit zo goed mogelijk
ingedekt tegen toekomstige veranderingen van de
leefomstandigheden. De erbarmelijke omstandigheden
bij het vervoer van slaven over de Atlantische
Oceaan in de 16e tot 19e eeuw, met 30% mortaliteit
door ernstige stoornissen in de elektrolythuishouding
(transpiratie, diarree, overgeven, o.a. door dysenterie),
hebben mogelijk een selectie teweeggebracht
van diegenen die er een efficiënte water- en zouthuishouding
op na hielden (29). Deze z.g. ‘Middle passage
hypothese’ is (heftig) omstreden, maar zou,
naast een laag geboortegewicht (30), de huidige hoge
prevalentie van zoutgevoeligheid, hypertensie, beroerte
en eindstadium van nierziekten in de Amerikaanse
en Caraïbische negroïden kunnen verklaren.
In Afrika wonen prostituees die al meerdere malen
besmet zijn met HIV maar nooit AIDS zullen ontwikkelen
(31) en in Europa wonen individuen die vanwege
een 32 kb-deletie in het CCR5-gen (CCR5Δ32)
beschermd zijn tegen HIV-infectie (32). Dit gen codeert
voor de chemokinereceptor CCR5 en wordt
door HIV als cofactor gebruikt om T-cellen te infiltreren.
Deze mutatie is reeds enkele honderden jaren
aanwezig als bescherming tegen een onbekend organisme.
Het tot voor kort latente overlevingsvoordeel
van CCR5Δ32-homozygoten voor AIDS is sinds de
intrede van HIV in stelling gebracht en zal dit allel op
indirecte wijze in frequentie doen toenemen. Zoals
vele handelingen in de geneeskunde, kan succesvolle
behandeling van patiënten met HIV dus worden opgevat
als het succesvol tegenwerken van de evolutie.
Een voorbeeld van merkbare evolutionaire druk kan
worden ontleend aan sikkelcelanemie, die beschouwd
wordt als het prototype van een monogene ziekte. Het
sikkelgen is echter een evolutionair succes: het gen is
tussen de 70.000 en 150.000 jaar geleden op onafhankelijke
wijze op tenminste 4 verschillende locaties in
Afrika en 1 locatie in Saudie-Arabië/Centraal India
ontstaan en verspreidt zich in sommige delen van
Afrika nog steeds vanwege de selectiedruk van de
malariaparasiet (33, 34). Hierbij wordt het kind dat
homozygoot (HbSS) is voor sikkelhemoglobine aan
de natuur opgeofferd, ten gunste van betere overlevingskansen
van heterozygote broertjes/zusjes
(HbAS), vergeleken met broertjes/zusjes met het
wildtype (HbAA). In Nigeria is malaria de voornaamste
doodsoorzaak in de eerste 5 levensjaren; bij
de geboorte bedraagt de HbAS-prevalentie 24% en
op de leeftijd van 5 jaar en ouder is deze gestegen tot
29% (34). Ook in Kenia hebben pasgeborenen met
HbAS in de eerste 5 levensjaren een betere overleving
dan kinderen met HbAA en HbSS (33). Een
‘steady state’ van het percentage HbS-dragers is in
deze malariagebieden blijkbaar nog steeds niet bereikt.
Kennelijk kunnen we het spontaan niet winnen
van de malariaparasiet en is tot nader order sprake
van een status-quo. Deze situatie zal naar alle waarschijnlijkheid
worden verbroken door de opwarming
van de aarde, waardoor het leefgebied van de malariamuskiet
wordt verruimd en deze vanuit Afrika kan
optrekken naar de huidige ‘gematigde klimaten’. In
het verlengde hiervan beschikken de microbiologen
over angstaanjagende scenario’s die de gevolgen beschrijven
van de aanpassing van het West-Nijlvirus
aan nieuwe vectoren en de verdere verspreiding naar
Z-Amerika, of het ontstaan van nieuwe micro-organismen,
zoals een aan de mens geadapteerde vogelgriep.
Naar analogie van de Spaanse griep uit 1918
laat het zich raden hoe een eventuele pandemie zal
uitpakken in de overleving van diegenen die hiervoor
zeer gevoelig zijn of juist (passieve) resistentie bezitten.
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 165
De invloed van de omgeving op het fenotype wordt
mogelijk nog te weinig gebruikt om daarmee ons
voordeel te doen in de geneeskunde en daarbij niet
direct naar een geneesmiddel te grijpen. Naar analogie
van een fenylalanine-arm dieet voor de patiënt
met PKU, zoutbeperking (en een diureticum) als eerste
keuze bij hypertensie van de negroïd, of het
voorkómen dat patiëntjes met ‘severe combined immunodeficiency’
(SCID; een adenosinedeaminasedefect)
in contact komen met pathogenen, is er bijvoorbeeld
geen a-priori-reden om aan te nemen dat
we door de aanpassing van zijn/haar omgeving de
symptomatologie van de patiënt met HbSS niet
(deels) zouden kunnen onderdrukken. Met het terugdraaien
van de perinatale switch van de hemoglobinegamma-
keten naar de beta-keten (en daarmee dus de
vervanging van het HbS door HbF) zou de ziekte in
principe volledig kunnen worden genezen. Zoals we
verderop zullen zien is dit, in het licht van de snel
toenemende kennis van de invloed van voedingsstoffen
op de expressie van ons genoom, bepaald
geen illusie.
Vanuit de evolutie gezien spelen de leefomstandigheden
dus de belangrijkste rol in de selectie uit de
aangeboden genetische diversiteit. De invloed van de
leefomstandigheden op een individu begint reeds in
de baarmoeder, en zoals we zullen zien reeds vóór de
conceptie. De eicel waaruit elk van ons (deels) is opgebouwd,
werd immers reeds aangelegd in de baarmoeder
van onze grootmoeder en werd daarmee dus
blootgesteld aan de leefsomstandigheden van twee
generaties. Om te begrijpen aan welke leefomstandigheden
we ons als soort hebben aangepast moeten we
echter nog verder teruggaan in de tijd.
De evolutie van ons genoom
In onze veilige omgeving, ingeënt tegen veel voorkomende
infectieziekten en niet beslopen door een roofdier
dat ons in gedachte heeft als maaltijd, zijn we
ons er nauwelijks van bewust dat we een deel zijn
van de natuur, dat het de natuur is die ons aanstuurt,
dat ons genoom strikt bestemd is voor deze natuur en
wel dié natuur waarop ons huidige genoom is geëvolueerd.
Dat is voor een inheemse bevolking deels de
direct omringende natuur, maar voor ons allen de
Oost-Afrikaanse bakermat van hominiden2 (35-37).
De evolutie van de mens begon 5-6 miljoen jaar geleden
toen we een gemeenschappelijke voorvader
hadden met de huidige chimpansees en bonobo’s. Via
intermediairen, zoals de Australopitheci, Homo habilis
(‘werkmens’) en Homo erectus (‘rechtopstaande
mens’), en onze gemeenschappelijke voorouders (de
eerste Homo sapiens, ‘wijze mens’; zo'n 160.000 jaar
geleden) duurt deze voort tot aan de huidige dag (38,
39). Ons genoom verandert slechts langzaam. De
moleculaire-klokhypothese postuleert een verandering
van ongeveer 0,5% per miljoen jaar (40). Ons genoom
verschilt bijvoorbeeld voor slechts 1,24% met
dat van de chimpansee (41) en wij mensen zijn in
deze voor meer dan 99,9% aan elkaar gelijk. Het aantal
‘single nucleotide polymorphisms’ (SNPs; de verreweg
meest voorkomende mutaties) wordt geschat
op 2,1*106, i.e. 1 per 1.250 bp, en minder dan 1%
hiervan leidt tot een veranderd eiwit (42, 43). Kleine
verschillen in ons genoom kunnen blijkbaar de oorzaak
zijn van grote fenotypische verschillen, maar
toch verkeert het overgrote deel van ons genoom nog
in de paleolithische tijd (‘stenen tijdperk’) van de
Oost-Afrikaanse omgeving. Dit stenen tijdperk strekt
zich uit van 2,5 miljoen- tot ongeveer 10.000 jaar geleden,
en op deze tijdschaal is de 160.000-jarige leeftijd
van Homo sapiens niet erg indrukwekkend.
Vergeleken met de aanpassingssnelheid van ons genoom
zijn onze huidige culturele veranderingen snel,
en lopen de hiermee gepaard gaande veranderingen
van onze omgeving in toenemende mate vóór de genetische
muziek uit. Wij zijn ons vaak te weinig bewust
van de consequenties van deze veranderingen
(1-16). Om conflicten tussen omgeving en ons genoom
te voorkómen hebben we, in het algemeen gesproken,
onvoldoende inzicht in onze fysiologie. Zo
is het bijvoorbeeld onwaarschijnlijk dat we op korte
termijn Mars zullen koloniseren. Zelfs niet op middenlange
termijn. Als onze aardappelen al op Mars
willen groeien dan is het de vraag of ze, vanwege de
lokale bodemsamenstelling, niet toxisch voor ons zullen
zijn, dan wel deficiënties zullen veroorzaken.
Want ook de aardappel is wat-ie eet. Voor de zekerheid
zullen we dus onze eigen aardappelen moeten
meenemen. Dit is niet louter theoretisch, want op de
aarde zijn hiervan sprekende voorbeelden. Zo is het
seleniumgehalte in onze voeding bijvoorbeeld afhankelijk
van het seleniumgehalte van de bodem waarop
de planten groeien en ons vee graast. In overeenstemming
hiermee zijn er in China gebieden waar de bevolking
lijdt aan seleniumintoxicatie terwijl in andere
gebieden van de wereld (waaronder eveneens China)
seleniumdeficiëntie voorkomt (44). Ondanks een inname
boven de ‘aanbevolen dagelijkse hoeveelheid’
(ADH), worden (o.a. in Iran) mensen zinkdeficiënt
vanwege de hoge fytaatgehaltes van het lokale brood.
Ons genoom is dus bestemd voor een bepaalde omgeving
(waaruit we onze voeding betrekken), want het
is immers het product van die omgeving, en aanpassingen
van ons genoom verlopen in het algemeen
slechts langzaam. Ons genoom beschermt uitsluitend
tegen omgevingsfactoren die in de evolutie bedreigend
waren voor succesvolle overleving en reproductie.
Dit ligt nogal genuanceerd, want die omgeving
was niet voor ons allen gelijk. Hoe zag die omgeving
er dan wel uit?
De consequenties van ‘Out of Africa’
Zoals gezegd zijn alle huidige mensen genetisch verwant
aan gemeenschappelijke stamvaders en stammoeders
van zo’n 160.000 jaar geleden. Op grond
van de huidige interindividuele genetische verschillen
wordt geschat dat deze ‘founder’-populatie, in de terminologie
van de populatiegenetica ook wel een
‘flessehals’ genoemd, bestond uit zo'n 10.000 personen,
hoewel recentere analyses spreken over 700 (45).
166 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
2 Onder hominiden worden hier (klassiek) verstaan Homo sapiens
en al zijn uitgestorven voorlopers en verwanten die
rechtop stonden, en kleine hoektanden en een vergrote herseninhoud
hadden, inclusief de Australopitheci.
In de 3e grote ‘Out of Africa’-golf (figuur 1; 35-37)
heeft een sub-Saharapopulatie van onze vroege voorouders
zich vervolgens verspreid over de wereld.
Analyses van mitochondriaal DNA laten zien dat er
geen vermenging is opgetreden met de toen eveneens
in Europa aanwezige Neanderthalers (46). ‘Natural
selection’ sluit niet uit dat de toenmalige Homo sapiens
deze tak heeft uitgemoord (47). Vanwege het
ontbreken van voldoende fossielen is het tot nu toe
nagenoeg onmogelijk gebleken om een betrouwbaar
chronologisch beeld te construeren van de verspreidingsroute
van Homo sapiens over de wereld. Deze
begon zo’n 100.000 jaar geleden en vond waarschijnlijk
plaats vanuit Oost-Afrika naar de rest van Afrika
en het Midden-Oosten, en vanuit het Midden-Oosten
naar Europa, Noord-Azië/Noord-Amerika/Zuid-Amerika
en Zuid-Oost-Azië/Australië). Anatomisch moderne
mensen waren 115, 62, 45 en 35 duizend jaar
geleden reeds aanwezig in respectievelijk Israël, Australië,
West-Azië en Europa (35). Zonder voortdurende
‘mixing’ konden populaties die gescheiden
werden door grote afstand (‘gene flow’), hoge bergruggen
of brede rivieren min of meer afzonderlijk
evolueren in de tijd. Mogelijk veroorzaakte de vulkanische
winter die 70.000 jaar geleden volgde op de
uitbraak van de Indonesische Toba-vulkaan een
tweede (wereldwijde) ‘flessehals’ en een daarmee samenhangend
verlies van allelen door ‘genetic drift’
(het door toeval verliezen van allelen in kleine populaties).
Zo ontstonden, verspreid over de wereld, en
verder geselecteerd door de lokale omgeving, uiteindelijk
de 5 rassen die in de biologie worden
onderscheiden: i.e. negroïd, Kaukasisch, Aziatisch,
inheemse Alaska/-Amerikaanse indiaan, en inheems-
Hawaï/andere Pacifische eilanden. Hierbij wordt
slechts onderscheid gemaakt op grond van een handjevol
genen die tot expressie komen in de vorm van
uiterlijke kenmerken (48). Overeenkomend met deze
5 rassen en de veronderstelde verspreidingsroute van
Homo sapiens over de wereld geeft multivariate analyse
van microsatellietmarkers in 52 populaties een
clustering te zien in 5 regio’s, met een afnemende genetische
variatie in de volgorde: sub-Sahara-Afrika>
Eurazië>Oost-Azië>Oceanië>Amerika (45).
De genetische variatie die tot stand kwam via mutatie,
natuurlijke selectie, ‘gene flow’ en ‘genetic drift’,
volgend op de ‘Out of Africa’-migratie, kunnen we
echter slechts zeer ten dele afleiden uit de genen die
voor onze uiterlijke kenmerken coderen. Indien we
de totale genetische variatie van de huidige mens op
100% stellen, dan blijkt dat er een grotere variëteit
bestaat tussen individuen binnen een bepaalde populatie
(93-95%), dan tussen de populaties binnen een
enkel ras (2%), of tussen de rassen onderling (3-5%)
(49, 50). De overgangen tussen de rassen/regio’s zijn
vloeiend en de geschiedenis van Homo sapiens is
simpelweg te jong voor een zinvol biologisch onderscheid
op basis van ras. Overeenkomend met het ontstaan
van Homo sapiens in Afrika hebben Afrikanen
de grootste genetische diversiteit en staan niet-Afrikanen
in deze dichter bij elkaar. Met andere woorden:
willekeurige donkere Afrikanen (extrema: b.v. de
Zuid-Afrikaanse San vs. de Keniaanse Mkamba) verschillen
sterker van elkaar dan sommige donkere
Afrikanen (b.v. de Keniaanse Mkamba) verschillen
van blonde blauwogige Kaukasische individuen met
een blanke huidskleur. Australische aboriginals staan
genetisch ook dichter bij andere niet-Afrikanen dan
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 167
Figuur 1. Twee verschillende visies op de verspreiding van hominiden over de wereld volgens de ‘Out of Africa’-theorie. H geeft op
deze tijdsas aan de datering van de oudste Homo sapiens die tot nu toe is gevonden (zie ook figuur 2). Bron: Stringer (35), en White
en medewerkers (53).
bij de Afrikanen (40). Wel is het uiteraard zo dat we
momenteel geen sikkelziekte hoeven te vermoeden
bij een blanke Kaukasiër, maar evenzo heeft ook de
inheemse donkere Zuid-Afrikaan een kans op de
sikkelziekte gelijk aan nul.
Vanwege de migratie waren aanpassingen nodig, zoals
de reeds genoemde kleur van de huid. Het blijkt
dat de huidskleur van een inheemse bevolking sterk
gecorreleerd is met de blootstelling van hun woongebied
aan UV-straling (51, 52). De eerste Homo sapiens
(figuur 2; 53, 54) was zwart om zich te beschermen
tegen UV-geïnduceerde beschadiging van de
zweetkliertjes en de fotolyse van circulerend folaat
tijdens passage in de oppervlakkige bloedvaten van
de huid (51). Bij de migratie naar de ‘gematigde klimaten’
werd een donkere huid een nadeel voor de
synthese van vitamine D. Een vitamine-D-tekort veroorzaakt
rachitis in kinderen, osteomalacie in volwassenen
en is betrokken bij de pathogenese van osteoporose.
Een langdurig vitamine-D-tekort in een
populatie heeft een uitgesproken negatieve invloed
op het verkrijgen van nageslacht, want hiermee gaat
gepaard een bekkenvernauwing die een normale bevalling
niet meer mogelijk maakt (55). Een efficiëntere
vitamine-D-synthese werd bevorderd door het
verlies van pigment, maar waarschijnlijk was deze
aanpassing niet afdoende voor het behoud van een
adequate calcium- en bothomeostase. Naast actieve
opname van calcium via het door vitamine D geïnduceerde
transporteiwit in de darm, moest door middel
van passieve diffusie het deficit worden opgevuld. De
gedachte is dat de nu blanke Kaukasiërs verder geselecteerd
werden op het behoud van intestinale lactaseactiviteit
na de zuigelingenleeftijd; een voorbeeld van
een aanpassing die uiteraard niet is af te lezen uit
onze uiterlijke kenmerken. Deze nieuwe eigenschap
maakte het drinken van (calciumrijke) melk door de
meeste volwassen Kaukasiërs mogelijk; een conditie
van lactosetolerantie die we eveneens aantreffen bij
een aantal (andere) herdersvolken en enigszins ironisch
aanduiden met ‘lactasedeficiëntie’ in de rest
van de wereldbevolking (55).
De melaninepigmentatie van de huid blijkt een snel
adaptief optimum tussen fotoprotectie en vitamine-Dsynthese
en heeft zich in de korte evolutie van de huidige
mens meerdere keren aangepast. Huidskleur is
derhalve van geen waarde voor de fylogenetische
classificatie (51). Het enige dat donkere Afrikanen in
deze gemeen hebben is dat ze geadapteerd zijn aan
een hoge UV-bestraling en dat ze dus, t.o.v. de inheemse
bevolking, een nóg grotere kans lopen om vitamine-
D-marginaal te worden bij emigratie naar landen
op hogere breedtegraden. Geschat wordt dat een
persoon met een donkere huid in de UK per week 3
zonnebadsessies van elk 2 uur moet ondergaan om
een optimale vitamine-D-status te verkrijgen (56).
Een compensatie van hun calciumhuishouding door
eveneens melk te gaan drinken is geen goed idee, met
uitzondering van de eveneens aan lactose geadapteerde
populaties. Omgekeerd is een blanke huid niet
geadapteerd aan de Australische zon, met als gevolg
een epidemie aan huidkanker onder de blanke immigranten.
Ten opzichte van de snelheid waarmee de derde ‘Out
of Africa’-golf zich over de wereld heeft voortbewogen
vinden de recente migraties te snel plaats. De klinische
les hieruit is dat genetische adaptatie aan lokale
omstandigheden veel tijd kost en dat dit voor
migranten kan resulteren in een conflict tussen hun
genoom en de nieuwe leefomstandigheden. Voor vitamine
D wordt deze les tegenwoordig vertaald in een
hogere ADH ten behoeve van personen met een donkere
huidskleur, ongeacht of ze een gebruikelijke
blootstelling hebben aan zonlicht. Hun ADH voor vitamine
D is hoger dan voor personen met een lichte
huidskleur en een gebruikelijke blootstelling aan zonlicht
(57). Een ander advies dat uit deze les voortvloeit
is om de huid, en vooral een huid die gemakkelijk
verbrandt, slechts met mate aan de zon bloot te
stellen (58). Adviezen die beogen om aan de ene kant
huidkanker en aan de andere kant een lage vitamine-
D-status te voorkómen staan dus lijnrecht tegenover
elkaar (56), hetgeen om een consensus vraagt in de
vorm van een individu-afhankelijke balans die gebaseerd
is op de aanpassingen van dat individu aan
zijn/haar inheemse omgeving.
Conflict tussen omgeving en genoom
Veranderingen van leefomstandigheden door migratie
kunnen de huidige ‘grote’ ziekten uiteraard niet verklaren.
De huidige explosie van CAD in de ontwikkelingslanden,
zoals India, toont ons dat men voor het
verkrijgen van CAD niet hoeft te migreren. De oorzaak
hiervan moet worden gevonden in de verandering
van onze omgeving naar onze genoegens. Het
hieruit voortkomende conflict met ons genoom vormt
de belangrijkste oorzaak van de huidige chronische
degeneratieve ziekten, waaronder CAD, type-2-diabetes-
mellitus en enkele vormen van kanker, waaronder
met name kanker van de prostaat en de borst (2,
59, 60). Naar huidige inzichten heeft minder dan 5%
van de belangrijkste maligniteiten en CAD een ‘louter’
overerfbare genetische basis, i.e. wordt veroorzaakt
door hoogpenetrante mutaties in de ‘germline’
zoals de LDL-receptor voor het ontstaan van FH (2),
en BRCA1 en -2 voor het ontstaan van borstkanker
(61). Inzake het ontstaan van CAD ontstond het conflict
tussen omgeving en genoom ongeveer 10.000
168 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
Figuur 2. Schedel en reconstructie van Homo sapiens idaltu
zoals gevonden in de Middle Awash (Ethiopië) in 1997 en gedateerd
op 160.000 jaar BC. Dit is de oudste Homo sapiens die
tot nu toe is gevonden. Mogelijk staat u momenteel dus oog in
oog met Adam. Bron: White en medewerkers (53), en Gibbons
(54).
jaar geleden, toen we ons van jager-verzamelaars
hebben omgeschoold naar een grotendeels agrarische
gemeenschap. Dat is niet meer dan 400-500 generaties
geleden. Het conflict is geëscaleerd vanaf de industriële
revolutie en met name het begin van de vorige
eeuw, onder andere door een hoge inname van
verzadigd vet en van mono- en disacchariden, een
lage inname van vis, en een ongunstige balans tussen
energie-inname en fysieke activiteit. Een samenvatting
van de sterkte van het bewijs voor de invloed
van voedingsmiddelen, voedingsstoffen en andere
factoren op het risico van obesitas, type-2-diabetesmellitus,
CAD, kanker, ziekten van het gebit en
osteoporose is weergegeven in tabel 1 (62). Opmerkelijk
is dat er geen tegenstellingen bestaan in deze
factoren voor wat betreft hun invloed op de afzonderlijke
ziekten: factoren die betrokken zijn bij het ontstaan
van CAD zijn bijvoorbeeld eveneens betrokken
bij het ontstaan van kanker.
Sinds de landbouwrevolutie zijn we meer koolhydraten
uit granen gaan eten en is het aandeel van groente
en fruit in onze voeding gedaald. Deze verandering
kent zijn weerga niet: geen enkele andere in de vrije
natuur levende primaat eet routinematig granen (5).
Momenteel leveren acht graansoorten 56% van de
wereldvoedselenergie en 50% van alle in de wereld
geconsumeerde eiwitten (63). Zonder granen zou de
mensheid niet de progressie hebben kunnen doormaken
zoals die zich heeft voltrokken sinds de landbouwrevolutie
en zouden we de wereldbevolking bij
lange na niet kunnen voeden. Dat (ongekookte) granen
desalniettemin niet tot de optimale voeding van
mensen behoren kan o.a. afgeleid worden uit de toxiciteit
van hun antinutriënten (i.e. stoffen die interfereren
met de absorptie van vitamines, mineralen en
andere nutriënten, zoals lectines, fytaat, protease-inhibitors)
en eveneens uit de epidemiologie van coeliakie,
i.e. overgevoeligheid voor gluten (graaneiwitten,
waaronder gliadine). De granen hebben er geen
enkel evolutionair voordeel bij om door ons gegeten
te worden en als ze tot ons normale voedsel behoorden
hadden we wel een evolutionair antwoord verworven
om hun antinutriënten te kunnen doorstaan.
Op grond van serologische gegevens wordt geschat
dat de prevalentie van glutenovergevoeligheid maar
liefst 1/150 bedraagt (64). Moleculaire nabootsing
van lichaamseigen structuren door peptiden die ontstaan
bij de vertering van gluten ligt ten grondslag
aan het ontstaan van coeliakie in daarvoor gevoelige
mensen. Dat zijn vooral diegenen met HLA-DQ2
(95% der patiënten) en het daaraan via ‘linkage disequilibrium’
gekoppelde HLA-B8. Het eten van gluten
heeft op deze types mogelijk een selectiedruk uitgeoefend,
want binnen Europa neemt de frequentie van
HLA-B8 af in de richting van het nabije Oosten
(tweestromenland; Mesopotamië). Dit is de regio
waar granen zo'n 10.000 jaar geleden als eerste werden
verbouwd en geconsumeerd (63). Ter vergelijking:
in Nederland wordt de landbouw pas vanaf
5.000 jaar voor Christus bedreven. Vóór de landbouwrevolutie
waren onze voorvaders jager-verzamelaars
en deze zijn doorgaans slank, fit en grotendeels
vrij van de kenmerken en symptomen van chronische
ziekten. Overschakeling naar een voeding die gebaseerd
is op granen ging aanvankelijk ten koste van
zowel de kwantiteit als de kwaliteit van hun leven,
zoals ontleend aan de reductie van lichaamslengte,
kortere levensduur, verhoogde kindersterfte, verhoogde
incidentie van infectieziekten, osteoporose,
osteomalacie, rachitis en tandbederf, en ook van (andere)
ziekten die berusten op deficiënties van vitaminen
en mineralen, waaronder ijzerdeficiëntie. Met het
aannemen van een westerse leefsT kregen ze te maken
met obesitas, type-2-diabetes, CAD en andere
westerse ziekten (9, 63). Cordain (63) spreekt derhalve
over granen als een ‘zwaard met twee scherpe
kanten’. Als ruggengraat van de landbouwrevolutie
zijn granen debet aan de culturele progressie van de
mensheid en daarmee o.a. de enorme toename van de
wereldbevolking. Aan de andere kant zijn hieruit
grootschalige oorlogen, hongersnoden, epidemieën,
sociale klassen en eveneens enkele westerse ziekten
voortgekomen.
Een hogere koolhydraatinname om daarmee de vetinname,
en met name de consumptie van verzadigd
vet, te reduceren, is één van de speerpunten van gerenommeerde
organisaties als het ‘National Cholesterol
Education Program’, ‘National Institute of
Health’, en de ‘American Heart Association (AHA)’
(65, 66). We moeten onze calorieën immers ergens
vandaan halen en de redenering is derhalve simpel.
Van eiwit moeten we niet al teveel hebben want dat
geeft een belasting van de lever (ammoniakdetoxificatie),
hart, botten en de nieren (67). Bovendien komt
eiwit tegenwoordig vaak samen met vet, en vet veroorzaakt
CAD en enkele veel voorkomende vormen
van kanker (68). Alcohol is geen optie, dus dan maar
koolhydraat want meer macronutriënten kennen we
niet. Het bereik van de huidige aanbevelingen van
vier toonaangevende organisaties bedraagt: vet 20-30
energieprocent (en%), verzadigd vet 6 tot <10 en%,
eiwit 12-22 en% en koolhydraat 55+ tot 60 en% (65).
Deze aanbevelingen hadden succes. Van 1960 tot
1995 daalde de vetinname in de VS van 40 naar 33
en% en steeg de koolhydraatinname van 45 naar 52
en% (66). Er was echter een tot nu toe weinig geapprecieerde
keerzijde. Vervanging van verzadigd vet
door koolhydraat doet weliswaar het cholesterol en
LDL-cholesterol dalen, maar ook de triglyceriden
stijgen en daarmee het HDL-cholesterol dalen, met
een minimaal effect op de cholesterol/HDL-ratio (66,
69). Dit gebeurt met name bij hypercalorische voeding.
Bovendien is aan de literatuur geen wetenschappelijk
bewijs te ontlenen dat een hoge vetinname
CAD veroorzaakt en onze ureumcyclus loopt
pas vol bij een eiwitinname boven de 35 en% (70).
Jager-verzamelaars als de Groenland-eskimo’s kregen
bijvoorbeeld 96% van hun voeding uit dierlijke materialen
en dat aandeel bedroeg 77% voor de aboriginals
in Australië (71). CAD kwam in deze gemeenschappen
nagenoeg niet voor. Sterker nog, dat
voeding uit de zee CAD voorkòmt, eveneens een
AHA-aanbeveling (72), vindt zijn oorsprong in de
waarneming dat traditioneel etende Groenland-eskimo’s
een opvallend lage mortaliteit aan CAD hebben
(73, 74). Er is dus geen bewijs dat we minder eiwit,
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 169
170 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
Tabel 1. Samenvatting van de sterkte van het bewijs voor de invloed van voedingsmiddelen en voedingsstoffen op het risico van obesitas,
type-2-diabetes-mellitus, hart- en vaatziekten (CAD), ziekten van het gebit en osteoporose
Obesitas Diabetes CAD Kanker Ziekten Osteoporose1
type 2 v.h. gebit
Energie en vetten
Hoge inname van energie-compacte voedingsmiddelen O
Verzadigde vetzuren W O
Trans-vetzuren O
Voedingscholesterol W
Myristinezuur (14:0) en palmitinezuur (16:0) O
Linolzuur O
Vis en visolie (EPA en DHA) O
Plantensterolen en -stanolen W
Alpha-linoleenzuur W
Oliezuur W
Stearinezuur W-GR
Noten (ongezouten) W
Koolhydraten
Hoge inname van niet-zetmeelpolysacchariden (i.e. vezels) O W W
Vrije suikers (frequentie en hoeveelheid) O
Suikervrije kauwgum W
Zetmeel O-GR
Volkorengranen W
Vitaminen
Vitamine-C-deficientie O
Vitamine D O O
Vitamine-E-supplementen O-GR
Folaat W
Mineralen
Hoge natriuminname O
Zout en zout-geconserveerde voeding W
Kalium O
Calcium O
Fluoride, lokaal O
Fluoride, systemisch O W-GR
Fluoride, overmaat O
Hypocalciëmie W
Vlees en vis
Geconserveerd vlees W
Chinese sT gezouten vis O
Fruit (inclusief bessen) en groente
Fruit (inclusief bessen) en groente O W O W
Gehele stuks vers fruit W-GR
Dranken, niet-alcoholisch
Met suiker gezoete frisdranken en vruchtendranken W W
Zeer hete (thermische) dranken (en voeding) W
Ongefiltreerde gekookte koffie W
Dranken, alcoholisch
Hoge inname van alcohol O O O
Lage tot matige alcoholinname O
Andere, afkomstig uit voeding
Aflatoxinen O
Gewicht en fysieke activiteit
Abdominale obesitas O
Overgewicht en obesitas O O O
Vrijwillg gewichtverlies in personen met overgewicht/obesitas O
Laag lichaamsgewicht O
Fysieke activiteit, normaal O O O O, W O
Fysieke inactiviteit/inactieve leefsT O O
Andere factoren
Exclusieve borstvoeding W
Maternale diabetes O
Intra-uteriene groeiretardatie W
Goede mondhygiene/afwezigheid van plaques O
Harde kaas W
Milieuvariabelen
Huis- en schoolmilieus die de keuze van gezonde voeding stimuleren W
Sterke marketing van energie-compacte voeding en fast-food restaurants W
Ongunstige socio-economische omstandigheden W
O: Overtuigend verhoogd risico; O: Overtuigend verlaagd risico; O-GR: Overtuigend geen relatie; W: Waarschijnlijk verhoogd
risico. W: Waarschijnlijk verlaagd risico; W-GR: Waarschijnlijk geen relatie; EPA: eicosapentaeenzuur; DHA: docosahexaeenzuur
1 alleen overtuigende (O) en waarschijnlijke (W) bewijzen zijn hierin opgenomen. Raadpleeg het WHO-rapport voor de definties van
de sterkte van het bewijs en voor details (62).
vet of vlees zouden moeten eten omdat dit atherosclerose
veroorzaakt (71, 75-77). Integendeel, er zijn
sterke aanwijzingen dat we gedurende de evolutie
zijn geadapteerd aan het eten van vlees en dat deze
adaptatie onze levensverwachting zelfs heeft verlengd
(77). Wel is er sterk bewijs dat verzadigd vet
ons geen goed doet, maar dat hebben onze vroege
voorvaders dan ook weinig gegeten. Strikt genomen
bestaan er overigens geen ‘goede’ en ‘slechte’ natuurlijke
vetten, want het gaat in voeding om de (evolutionair
vastgelegde) balans (4). Zo gesteld werd deze
balans verstoord toen we vee gingen houden, dit vee
gingen vetmesten met granen (i.e. het bevorderen van
de synthese van verzadigd vet), en deze obese beesten
met afwijkende vetzuursamenstelling gingen consumeren
(78). Vlees van wilde dieren bevat 2-4% vet
met relatief hoge gehaltes aan mono-onverzadigde
en ω3-vetzuren, terwijl gedomesticeerd, op graan levend,
vee 20-25% vet bevat dat voornamelijk bestaat
uit verzadigd vet (9). Ook een koe is wat ze eet (en
hoeveel ze beweegt), maar wij vinden dat taaie vlees
en die ‘wild’ smaak van hun tegenhangers in de natuur
gewoon niet aangenaam. Overigens wordt deze
wildsmaak o.a. veroorzaakt door ω3-vetzuren en aromatische
oliën afkomstig uit planten. Laatstgenoemden
hebben antimicrobiële, antibiotische en antioxidant
eigenschappen; blijkbaar is ‘onaangenaam’ niet
noodzakelijkerwijs ongezond, maar dat weten we al
sinds we als kind dat bord spinazie volledig moesten
leegeten.
Analyse van de voeding van 229 gemeenschappen
van jager-verzamelaars (tabel 2) suggereert dat we tot
10.000 jaar geleden veel meer eiwit en vet hebben
gegeten en veel minder koolhydraat (9, 70). Als Australopithecus
waren we nog (grotendeels) vegetariërs,
maar dat zijn we nu niet meer en we zijn al helemaal
geen veganisten. Daarvoor zijn talrijke aanwijzingen
uit de vergelijkende anatomie van de huidige mens,
de Australopitheci (b.v. met de 2,6-3,2 miljoen jaar
oude ‘Lucy’ uit Ethiopië; 46) en de vegetarische primaten,
maar eveneens uit de kennis van de micronutriënten
die voor de huidige mens (conditioneel)
essentieel zijn. Ten opzichte van de vegetarische primaten,
zoals de gorilla, hebben we b.v. kleinere
(hoek)tanden, een minder krachtige kaak en, in relatieve
zin, een meer dan 2 maal langere dunne darm,
en een meer dan 2 maal kortere dikke darm (76).
Zonder dierlijke voeding hebben we problemen met
vitamine B12, vitamine D en docosahexaeenzuur
(DHA, 22:6ω3; een ω3LCP) (79). De adaptatie van
vegetariër naar omnivoor begon ongeveer 2,5 miljoen
jaar geleden en omstreeks 100.000 jaar geleden beschikte
de anatomisch moderne mens over vernuftige
gereedschappen om te jagen en voor de slacht (77).
De ‘paleovoeding’ was echter ook geen Atkins-dieet.
Het laagkoolhydraat-hoogvleesdieet van Atkins levert
een hoge inname van eiwit, totaal en verzadigd vet en
zout, en een lage inname van koolhydraten, ω3-vetzuren,
groente, fruit en vezels. De hiermee gepaard
gaande excessieve vetverbranding veroorzaakt een
milde ketose. De uitscheiding van zuur en van calcium
in de urine zijn sterk aan elkaar gerelateerd (6)
en derhalve werkt dit dieet, althans theoretisch, bevorderend
op het ontstaan van osteoporose. Andere
potentiële gevaren zijn CAD, lever en nierziekten, en
enkele langetermijngezondheidsproblemen die verband
houden met de introductie van micronutriëntdeficiënties
(9, 65, 67). De grootste overeenkomst heeft
de jager-verzamelaarvoeding met de traditionele mediterrane
voeding (tabel 2), waarvan het CAD-verlagende
effect is aangetoond in zowel epidemiologische
als interventiestudies (80, 81).
We hebben in een te korte tijd onze voedingssamenstelling
aangepast aan hetgeen we gemakkelijk op
grote schaal kunnen produceren en wat we lekker
vinden en dat is niet noodzakelijkerwijs een synoniem
van onze oervoeding. Het is belangrijk om te
begrijpen waarop ons genoom is geëvolueerd, want
ook hier geldt dat we het verleden moeten kennen om
het heden te kunnen begrijpen. Misschien kunnen we
gegevens ontlenen aan de vergelijking met onze
naaste verwanten en aan onze fysiologie.
Wij mensen hebben wat met vet
Eén van de opvallendste verschillen met onze naaste
verwanten is onze grote hersenomvang. Hersenomvang
kan worden uitgedrukt in het zogenaamde ‘encefalisatiequotiënt’
(EQ), zijnde de ratio van hersen-
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 171
Tabel 2. Vergelijking van enkele voedingen en diëten (9).
Jager-verzamelaar Laagkoolhydraat- Traditioneel laagvet- Traditioneel
Atkins-dieet Ornish-dieet mediteraan
Eiwit (en%) hoog (19-35) matig (18-23) laag (<15) matig (16-23)
Koolhydraat (en%) matig (22-40) laag (4-26) hoog (80) matig (50)
Totaal vet (en%) matig (28-47) hoog (51-78) laag (<10) matig (30)
Verzadigd vet matig hoog laag laag
Mono-onverzadigd vet hoog matig laag hoog
Meervoudig onverzadigd vet matig matig laag matig
Omega-3-vet hoog laag laag hoog
Totaal vezels hoog laag hoog hoog
Fruit en groente hoog laag hoog hoog
Noten en zaden matig laag laag matig
Zout laag hoog laag matig
Geraffineerde suikers laag laag laag laag
Glykemische lading laag laag hoog laag
gewicht en lichaamsgewicht (of lichaamsoppervlak),
voor de moderne mens gesteld op 100. De volwassen
chimpansee heeft bijvoorbeeld een hersenmassa van
*400 g (EQ 42) tegen zo’n 1.400 g (EQ 100) van de
huidige mens (82). Ons brein bestaat voor zo’n 60%
uit vet, en dit vet bestaat voor een groot deel uit langeketen-
meervoudig-onverzadigde vetzuren (LCP; ≥20
koolstofatomen, 3 of meer dubbele bindingen in de
methyleen-onderbroken cis-configuratie), maar evenzo
uit cholesterol en verzadigde en mono-onverzadigde
vetzuren. De LCP DHA (22:6ω3) en arachidonzuur
(AA; 20:4ω6) maken elk ongeveer 8% uit van
het drooggewicht van onze hersenen (47). Een minder
opvallend verschil t.o.v de chimpansee is ons
omvangrijk vetweefselcompartiment. Het vormt de
ronde contouren van onze buik, billen, dijen en de
vrouwelijke borsten (47). Deze contouren zijn betrokken
bij de partnerselectie; wij hebben wat met vet!
Een à terme geboren baby van 3.500 g bevat ongeveer
1.000 g vetweefsel dat voor meer dan 90% is gelegen
onder de huid en ongeveer 500 g vet (i.e. triglyceriden)
bevat. Onder de landdieren, waaronder de
chimpansee, is deze omvangrijke afzetting van vet in
de menselijke foetus uniek. Het overlevingsvoordeel
lijkt duidelijk: triglyceriden zijn hoogenergetisch, nemen
t.o.v. glycogeen weinig volume in, isoleren ons
tegen de kou en doen dienst als schokbrekers. Bovendien
vormt de lever, in sterk negatieve energiebalans,
uit vet ketonlichamen, die (deels) de rol van glucose
kunnen overnemen om onze hersenen van energie te
voorzien, met name in pasgeborenen. Behalve voor
energie worden de ketonlichamen in de groeiende
hersenen eveneens gebruikt voor de synthese van
structurele elementen, i.c. cholesterol en verzadigde
en mono-onverzadigde vetzuren. Vanwege de evolutionaire
sturing door de omgeving is het aannemelijk
dat de complexe genetische aanpassingen die nodig
waren voor het opslaan van vet zich hebben kunnen
voltrekken in een periode van overvloed. De onderliggende
genen maken deel uit van wat genoemd
wordt het ‘zuinige genotype’ (‘thrifty genotype’) omdat
deze genen ons beschermen tegen de legendarische
‘7 magere jaren’.
De toename van onze hersenomvang begon ongeveer
2 miljoen jaar geleden ten tijde van de intrede van
Homo habilis, de vroegste mens met een volwassen
hersengewicht van ongeveer 590 g (83). Tijdens de
ontwikkeling van de huidige mens vindt het overgrote
deel van de hersengroei plaats in zowel de foetale
als postnatale periode tot de leeftijd van ongeveer
2 jaar (84). De hersenen verbruiken in een pasgeborene
zo’n 74% van de basale energiebehoefte tegen
nog altijd zo’n 23% in een volwassene (85) en slechts
8-9% in andere volwassen primaten (83). Deze aanvoer
van energie moet constant zijn, want in tegenstelling
tot andere organen kan het metabolisme van
de hersenen niet worden down-gereguleerd (85). Op
deze wijze beschermt het vetweefsel de pasgeborene
onder andere tegen de noodzaak van het vasten direct
na de geboorte, want de moedermelkproductie komt
immers niet direct op gang. De groei van de hersenen
van *400 g bij de geboorte naar ongeveer 1.100 g op
2 jarige leeftijd heeft samen met het hoge energieverbruik
o.a. tot gevolg dat mensenkinderen t.o.v andere
diersoorten voor een opvallend lange periode fysiek
afhankelijk zijn van hun moeder. Er bestaat namelijk
een ‘budget’ voor het basaalmetabolisme in zoogdieren,
waardoor de hoge energiebehoefte van onze hersenen
gecompenseerd moest worden door een lagere
spiermassa (85): het is òf hersenen òf spieren. ‘Als je
niet sterk bent moet je slim zijn’ is dus evolutionaire
geschiedvervalsing, want we waren sterk (maar dom)
en hebben gekozen voor slim (en dus zwak). De 1 ton
zware, louter vegetarische, rinoceros met een hersengewicht
van 350 g (<0,1%) heeft bijvoorbeeld duidelijk
voor het behoud van spieren gekozen en haar
kind loopt en rent korte tijd na de geboorte. Onze
hersenen lijken derhalve een evolutionaire en metabole
luxe, want het aanvankelijke overlevingsvoordeel
hiervan is niet direct evident en al zeker niet in
ons vroege leven. Andere diersoorten hadden een dergelijk
brein niet nodig voor hun overleving, en het
uiteindelijke voordeel van onze grote hersenen moet
dan ook geleidelijk tot stand zijn gekomen d.m.v. natuurlijke
selectie. Ook is het de vraag waarom onder
de landdieren deze hersengroei alleen optrad in mensen
en niet (eveneens) in andere diersoorten. Het is
ondenkbaar dat deze ‘verkwisting’ van energie kon
plaatsvinden door vegetariër te blijven. De voedingswaarde
van de toenmalige plantaardige voeding is
daarvoor te laag (83) en we moesten derhalve een
bron met kwalitatief hoogwaardige voeding hebben
aangeboord. Samengevat komt de gedachte op dat de
toename van ons hersengewicht aanvankelijk optioneel
was en uitsluitend kon optreden onder de condities
van de constante beschikking over een kwalitatief
hoogwaardige voeding, die op zijn beurt het podium
verschafte voor een zich hierop geleidelijk aanpassend
genoom (82). Deze genetische aanpassingen, die
nodig waren voor zowel de groei van ons vetweefsel
als de groei van onze hersenen, moeten vooral gezocht
worden in de eiwitten die zorgdragen voor het
afzetten van vet in weefsels, zoals transporteiwitten
(albumine, alfa-foetoproteïne, apolipoproteïnen, vetzuurbindende
eiwitten) en enzymen (lipoproteïnelipase,
acyltransferases) (47). Overigens dient hierbij
vermeld dat een grote hersenomvang niet noodzakelijkerwijs
iets zegt over intelligentie en creativiteit.
De op mysterieuze wijze verdwenen Neanderthalers
hadden bijvoorbeeld een grotere hersenomvang dan
die van de huidige mens, maar niets van wat de
Neanderthalers hebben achtergelaten doet vermoeden
dat ze ook maar in de buurt kwamen van de intelligentie
en creativiteit van Homo sapiens. Intelligentie
en creativiteit zijn gerelateerd aan het aantal connecties
tussen neuronen; een eigenschap die zijn intrede
maakte tussen 50.000 en 200.000 jaar geleden. Deze
mutaties moeten iets te maken hebben met het metabolisme
van de fosfolipiden die deze connecties vormen,
en liggen in hoge mate ten grondslag aan datgene
dat ons mens maakt (47).
Het is dus voorstelbaar dat overschakeling naar een
kwalitatief hoogwaardige en overvloedige voeding
allereerst aanpassingen veroorzaakte voor de groei
van ons vetweefsel (dat ons beschermde gedurende
slechtere tijden, de ‘thrifty genes’) en dat deze voe-
172 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
ding vervolgens een groei veroorzaakte van de hersenen,
die aanvankelijk optioneel was maar in de daaropvolgende
processen van natuurlijke selectie een
voordeel opleverde, bijvoorbeeld om te kunnen jagen
en voor de daarbij noodzakelijke competitie met roofdieren.
Het omvangrijke en unieke vetweefseldepot
van de pasgeborene vormde een garantie voor de benodigde
constante energietoevoer naar de hersenen in
de vorm van ketonlichamen maar ook voor de synthese
van structurele elementen (i.e. cholesterol en
vetzuren). Tenslotte fungeert het vetweefsel als bron
van het (conditioneel) essentiële DHA, hetgeen eveneens
een belangrijk structureel element is van de hersenen.
Ons vetweefsel bekleedt in deze visie dus een
centrale rol in de evolutie van de mens, hetgeen
Cunanne en medewerkers (82) doet spreken over de
‘survival of the fattest’. De vraag is echter waar we
die constante bron van kwalitatief hoogwaardige voeding
vandaan kregen, welke ‘ecologische niche’ onze
vroege voorouders hadden gevonden en wat de samenstelling
van hun voeding dan wel niet is geweest.
De ‘paleovoeding’ in het perspectief van de voedselketen
en onze fysiologie
De populaire gedachte is dat de vroege mensen stoere
jagers waren op de open savanne, maar dat is een
wijdverspreide misvatting. Volgens Crawford (86)
brengt de machogedachte, dat vroege mensen zich op
de savanne al dodend en copulerend een weg baanden
naar een grotere hersenomvang, een hoog gehalte
aan Lamarckiaans gevoel teweeg (dit verwijst naar de
achterhaalde theorie dat verworven karakteristieken
kunnen worden doorgegeven aan het nageslacht en
dat ervaring, en niet de biologie alleen, de genetische
overerfbaarheid kan veranderen en daarmee beïnvloeden).
Het is namelijk niet eenvoudig om uit de savanne
een constante en overvloedige voedselbron te
betrekken: de dieren lopen er wijd verspreid rond en
zijn zeer behoedzaam. Ze zien de jager reeds van
verre aankomen en het is ondenkbaar dat op twee benen
lopen daarbij een voordeel zou kunnen zijn. Een
ieder die een cheeta op de savanne heeft zien jagen
kan bevestigen dat je je hoofd omlaag moet houden.
De jacht in groepsverband vereist bovendien gecoördineerde
activiteiten met een complexiteit die
met het brein van zo’n 2 miljoen jaar geleden nauwelijks
voorstelbaar is. Het zal ook niet eenvoudig zijn
geweest om eenmaal gevangen wild succesvol te verdedigen
tegen ongenode mee-eters, zoals leeuwen,
hyena's en aasgieren. Zelfs met voertuigen en moderne
wapens is het vandaag de dag niet eenvoudig
om succesvol te jagen op de (niet-reservaat) open savanne
in Afrika en daaruit een constante bron van
voeding te halen (47). Als we al vlees wisten te bemachtigen
dan was dat in die tijd waarschijnlijk
vooral in onze rol als aaseters. Dit was overigens dat
magere vlees, met een gunstiger vetzuursamenstelling
dan dat van onze huidige vetgemeste koeien en
varkens.
Bovendien vergden de groeiende hersenen diverse
aanpassingen van onze fysiologie en onze lichaamssamenstelling.
Eén daarvan was de reeds genoemde
beperking van de spiermassa, maar een ander kwam
voort uit de behoefte aan een efficiënte warmteregulatie.
Ons brein is namelijk zeer gevoelig voor
warmte. Om ons hoofd koel te houden was het gunstig
om de lichaamsbeharing op te geven, meer
zweetkliertjes aan te leggen en warmte te verliezen
via de verdamping van water op onze huid (51). In de
hete zon verliezen we dus veel water en daarenboven
zijn onze nieren vanwege de relatief korte lissen van
Henle geen kampioenen in het concentreren van onze
primaire urine. We moesten derhalve een constante
bron van (zoet) water in onze nabijheid hebben. Om
ons te beschermen tegen een deficiëntie van het uitermate
fotogevoelige folaat moest de nu naakte huid
zwart worden, want een folaatdeficiëntie heeft een
uitgesproken negatieve invloed op de fertiliteit en de
gezondheid van ons nageslacht in de vorm van o.a.
neurale buis defecten.
De archeologie toont ons dat hominiden, inclusief de
vroege Homo sapiens, leefden in de nabijheid van
zoet water, waaronder de Oost- en Zuid-Afrikaanse
rivieren, meren, estuaria, rivierdelta’s, moerassen en
kust. Het is op deze overgangen van land naar water
dat hun overblijfselen en gereedschappen voornamelijk
worden gevonden. Zulke plaatsen bevatten van
oudsher de rijkste voedselbronnen die op deze planeet
te vinden zijn (82, 87, 88, 89) en het zijn waarschijnlijk
vooral deze ecosystemen die hebben bijgedragen
aan hetgeen we nu zijn. Deze gebieden
bevatten bijvoorbeeld omvangrijke bronnen van LCP,
waaronder de bekende visolievetzuren eicosapentaeenzuur
(EPA) en DHA, maar eveneens van AA.
Deze LCP, en in het bijzonder DHA, kunnen we zelf
maar mondjesmaat aanmaken uit de precursor-essentiële-
vetzuren linolzuur en alfa-linoleenzuur, en het is
derhalve aannemelijk dat we voor de groei van onze
hersenen de voorgevormde LCP vooral uit de voeding
verkregen (82, 90). Zoals beeldend door Gibbons
(89) beschreven, moeten we dat stereotype
beeld van die gespierde jagers die gnoevlees mee
naar huis nemen, slachten met stenen gereedschappen
en karkassen op de savanne als aas benutten, inruilen
tegen dat van een vissersman en een visservrouw die
al wadend door de ondiepe meren op rustige wijze de
oevers afkammen op zoek naar vis, vogeleieren,
schaaldieren en ander voedsel uit zoetwater of uit de
zee.
We aten alles wat in en in de nabijheid van dat water
te vinden, vangen en verzamelen was. Hierbij moet
worden gedacht aan weekdieren, schaaldieren, (kuitschietende)
vissen, slakken, larven, vogeleieren, kikkers,
schildpadden en uiteraard planten en vruchten.
Het vergaren hiervan was in deze voedselrijke gebieden
nu niet direct een grote klus (87), waardoor ook
kinderen, pubers, zwangere en lacterende vrouwen,
en bejaarden hieraan konden meedoen. Het betreft
een voeding die niet alleen rijk is aan LCP, maar ook
aan jodium, vitamine A en vitamine D. Vitamine D en
de LCP (met name EPA en DHA) vinden hun oorsprong
in het fyto- en zoöplankton dat wordt aangetroffen
in zowel zout als zoet water (86, 91-95). Vanwege
het vermogen om UV-B te absorberen vervullen
vitamine D en zijn voorlopers hierin reeds meer dan
750 miljoen jaar een functie als een soort zonne-
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 173
scherm voor hoogenergetische UV-straling, of als
intermediairen voor het verzorgen van fotochemische
signalen (92).
EPA en DHA komen vooral voor in de chloroplasten
van het fytoplankton, waarbij de diatomeeën vooral
EPA bevatten en de (dino)flagellaten vooral DHA.
Het zoöplankton verkrijgt EPA en DHA via de consumptie
van fytoplankton en zo verzamelen deze
stoffen zich via de voedselketen uiteindelijk in hogere
diersoorten, waaronder vissen, vogels en uiteindelijk
de mens. In tegenstelling tot zoutwatervissen
kunnen zoetwatervissen (waaronder de zalm, forel, tilapia,
karpers en meervallen) zelf LCP maken uit de
stam essentiële vetzuren linolzuur en alpha-linoleenzuur
(96). Ze bevatten naast EPA en DHA ook hoge
gehaltes AA, hetgeen niet het geval is in zoutwatervissen
zoals de magere en vette vissen in de gematigde
klimaten, maar ook niet in hun magere soortgenoten
in de tropische wateren (88, 97, 98).
DHA (22:6ω3) is een soort oermolecuul, dat zijn oorsprong
vindt in het water. De ω6-vetzuren, zoals linolzuur
(18:2ω6), kwamen pas later voort uit de oliezaad-
dragende planten, en de daarop volgende
zoogdieren gingen deze ω6-vetzuren, in de vorm van
AA (20:4ω6), gebruiken voor hun reproductie en signaaltransductie.
De structuur van DHA (een vetzuur
met 6 cis-dubbele bindingen) in membraanfosfolipiden
levert nog onbegrepen unieke eigenschappen die
benodigd zijn bij de extreem snelle processen die
plaatsvinden bij het invangen van een lichtkwantum
tijdens de fotosynthese. Niet toevallig wordt DHA in
ons lichaam in hoge gehaltes aangetroffen in de retina,
alwaar het proces van omzetting van licht naar
een elektrisch signaal via de fotoreceptor niet anders
is dan een modificatie van het fotosyntheseproces zoals
dat 2 miljard jaar geleden reeds voorkwam in de
eerste zuurstofproducenten: de blauwwieren. Een andere
plaats waar we hoge gehaltes DHA, maar ook
AA, aantreffen is in de fosfolipiden van de synaptische
membranen, alwaar een elektrisch signaal via
een chemisch signaal (i.e. neurotransmitter) weer omgezet
wordt in een elektrisch signaal. (93). AA en zijn
eicosanoïdmetabolieten hebben hierbij een rol als signaaltransductors
en DHA levert de fluïde omgeving
die nodig is voor de neurotransmitter-receptor-interactie.
Waarschijnlijk is de functie van DHA in flagellaten
naast de fotosynthese eveneens gerelateerd aan
fototaxis (zoeken naar licht). Het verschaft de fluïditeit
aan membranen die onderdeel zijn van hun voortbewegingsapparaat
en naar analogie hiervan treffen
we hoge DHA-gehaltes aan in de staarten van spermatozoën
(99, 100).
Vitamine A komt de voedselketen eveneens binnen
via plankton in de vorm van beta-caroteen, dat een
functie heeft in de fotosynthese en de fotoprotectie.
In de vorm van retinal, gebruiken wij vitamine A samen
met het eiwit opsine als onderdeel van de rhodopsine
fotoreceptor. Vanwege de eigenschap om een
ongepaard elektron langer vast te kunnen houden benutten
we beta-caroteen als onderdeel van onze antioxidantsystemen.
Bij het Turkana Meer (Kenia) is
het skelet van de ‘Turkana-woman’ gevonden, een
Homo erectus (* 1,7 miljoen jaar geleden). Haar botten
laten abnormale verdikkingen zien die uniek zijn
voor een vitamine-A-intoxicatie. Op zijn minst suggereren
deze skeletafwijkingen een voeding die bestond
uit grote hoeveelheden lever afkomstig van
dieren in de top van de voedselketen rondom de overgang
van het water naar het land, het vlees van carnivoren,
larven (termieten), of combinaties hiervan (47).
Er zijn dus aanwijzingen uit de voedselketen, de archeologie
en onze fysiologie dat de evolutie van de
mens zich in hoge mate heeft afgespeeld in de nabijheid
van zoet water en dat we ons voedsel voornamelijk
haalden uit deze ecosystemen. Wat heeft dit voor
consequenties voor de manier waarop we functioneren
en voor het begrip van onze huidige pathologie?
U bent wat u at
LCP (met name de ω3LCP, zoals EPA en DHA), jodium
en de vitamines A en D zijn precies dié voor de
mens essentiële voedingsstoffen waarvan wereldwijd
de meeste deficiënties voorkomen. Niet toevallig treffen
we deze deficiënties vooral aan in populaties die
ver van het water wonen en/of weinig/geen vis eten.
Tropische zoetwatervissen en schelpdieren bevatten
een LCP-samenstelling (met name een DHA/AA-ratio)
die vergelijkbaar is met die van onze hersenen
(87). De DHA/AA-ratio in deze dieren vertaalt zich
eveneens naar de DHA/AA-ratio in de melk van
moeders die het vlees van deze dieren consumeren
als enige bron van dierlijk vet (98). Tekorten aan
LCP, met name tekorten aan ω3LCP, worden epidemiologisch
in verband gebracht met CAD (73, 74) en
met psychiatrische ziekten, zoals postnatale depressie
(101). Deze ziekten hebben een hoge prevalentie in
Westerse culturen, maar zijn minder prevalent in
Oosterse landen zoals China en Japan, waar meer
voedselproducten worden gegeten die afkomstig zijn
uit zoetwater of uit de zee.
Ongeveer 1,6 miljard mensen in de wereld lopen risico
op een jodiumtekort (95). Niet voor niets wordt
in vele landen kaliumjodide toegevoegd aan het zout.
Jodiumtekorten veroorzaken o.a. spontane abortus,
perinatale sterfte, mentale retardatie en groeivertraging
in kinderen, en struma en infertiliteit in volwassenen;
stuk voor stuk evolutionaire nadelen. Deze tekorten
komen bijna uitsluitend voor in inlandse
populaties en hebben mogelijk bijgedragen aan de
verdwijning van de Neanderthalers (82).
Wereldwijd is vitamine-A-deficiëntie de meest voorkomende
oorzaak van blindheid. Twintig tot veertig
miljoen kinderen in de wereld hebben een lage vitamine-
A-status. Een vitamine-A-tekort verzwakt het
immuunsysteem en is daarmee mede verantwoordelijk
voor de hoge sterfte aan infectieziekten in de
derde wereld (63). Op de hogere breedtegraden zijn
de meeste mensen gedurende tenminste een deel van
het jaar vitamine-D-marginaal/deficiënt. Rachitis was
een wijdverspreide ziekte in verscheidene westerse
landen totdat rond 1930 de relatie met vitamine D
werd gelegd. Vitamine D vervult een belangrijke, en
nog steeds sterk onderschatte, rol in de pathogenese
van osteoporose maar ook bij andere ziekten, waaronder
verschillende types kanker, CAD en type-1-
diabetes (55, 56, 91, 92, 102-104). Osteoporose heeft
174 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
in westerse landen intussen een epidemische omvang
gekregen: vanaf de menopauze gerekend hebben
vrouwen in Nederland ongeveer 25% kans om tijdens
hun resterende leven met ernstige osteoporotische
klachten geconfronteerd te worden, zoals heupfracturen
en ingezakte wervels.
Vitamine A en D spelen niet alleen een rol in de visus
en de botten; hun metabolieten zijn eveneens betrokken
bij de regulatie van de expressie van een groot
aantal genen (105-110). Hun interactie met het genoom
geschiedt via nucleaire receptoren die wijdverspreid
in ons lichaam voorkomen, zoals de retinoïdreceptoren
(RXR, RAR) en de vitamine-D-receptor
(VDR). Daarbij is niet alleen hun loutere aanwezigheid
van belang, maar ook hun onderlinge verhouding,
en hun verhouding met andere liganden van nucleaire
transcriptiefactoren, zoals vetzuren. Verwacht
mag worden dat deze ratio’s (‘balans’) verband houden
met hun onderlinge verhoudingen in onze oervoeding,
want voeding is een verzameling van stoffen
die in ons lichaam een hoge mate van interactie en
synergie met elkaar onderhouden.
Analoog aan vitamine A en D strekt de invloed van
de voedingsvetzuren zich verder uit dan hun traditionele
rol als energiebron of als structureel onderdeel
van fosfolipiden, en daarmee modulatoren van membraanfluïditeit,
producent van eicosanoïden en modulatoren
van de werkzaamheid van membraangebonden
eiwitten (zoals receptoren, transportsystemen en
enzymen). In de laatste jaren is duidelijk geworden
dat ons lichaam tal van ‘vetzuur-sensorproteïnen’ bevat
(111, 112). Via deze transcriptiefactoren, zoals
‘peroxisome proliferator activated receptors’ (PPARs)
en ‘sterol regulatory element binding proteins’
(SREBPs), oefenen voedingsvetzuren zowel een directe
als indirecte invloed uit op de expressie van ons
genoom (113-115). Dit is onderdeel van de tegenwoordig
intensief bestuurde ‘nutriënt-gen’-interactie
(116-118). Het is bijvoorbeeld reeds lang bekend dat
visolievetzuren de serumtriglyceriden verlagen, maar
het onderliggende mechanisme bleef lang onderwerp
van de meest uiteenlopende theorieën. In hun rol als
‘energieverdelers’ blijkt het triglycerideverlagende
effect onderdeel te zijn van de gecoördineerde inductie
van tal van enzymen en transportsystemen die
betrokken zijn bij het intermediair metabolisme.
Hierdoor wordt o.a. de hepatische lipogenese sterk
onderdrukt, wordt voorkómen dat vetzuren worden
opgeslagen en worden ze juist verbrand (113). Op
soortgelijke wijze onderdrukken visolievetzuren op
indirecte wijze de transcriptie van genen die betrokken
zijn bij ontstekingsprocessen, door te interfereren
in de activering van deze genen door de nucleaire
factor kappa B (NFkB) (119).
De directe interactie van vetzuren met het genoom
wordt momenteel door de farmaceutische industrie
benut ten behoeve van de behandeling van type-2-
diabeten. Het betreft hier de agonisten van PPARgamma.
Deze geneesmiddelen behoren tot de z.g.
‘thiazolidinedionen’ (TZDs), ook wel genoemd ‘glitazonen’.
PPAR-gamma is een transcriptiefactor die
voornamelijk wordt aangetroffen in ons vetweefsel,
maar ook in de prostaat en de borstklier, en die betrokken
is bij celdifferentiatie, glucose- en lipidenopslag,
en ontstekingsreacties. Glitazonen verbeteren
de metabole controle in hun capaciteit als ‘insulinesensitizers’.
Ze verlagen de insulineresistentie in
vetweefsel, spieren en lever, en hebben ook andere
gunstige effecten in het metabole/insulineresistentiesyndroom
(120). PPAR-gamma-agonisten hebben
waarschijnlijk pleiotrope effecten en worden momenteel
eveneens op hun werkzaamheid onderzocht in de
behandeling van prostaat- en mammacarcinoom, tumoren
die beiden gerelateerd zijn aan leefsT, waaronder
een hoge inname van dierlijk vet (59). Ook begrijpen
we sinds kort dat de, reeds lang gebruikte,
fibraten de serumtriglyceriden verlagen door interactie
met PPAR-alfa; een transcriptiefactor die vooral
aangetroffen wordt in organen die vetzuren kataboliseren,
zoals de lever, nieren en het hart. PPAR-alfageactiveerde
targetgenen coördineren samen de complexe
metabole veranderingen die plaatsvinden in de
voeding-vastencyclus, o.a. door de modulatie van genen
die betrokken zijn bij het triglyceriden/HDLmetabolisme.
Ligand-geactiveerde PPARs heterodimeriseren
met de retinoïd-geactiveerde RXRs en dit
dimeer geeft vervolgens het signaal voor de transcriptie
van genen die een zogenaamd ‘PPAR response
element (PPRE)’ bevatten. De natuurlijke liganden
van de PPARs zijn echter geen geneesmiddelen zoals
glitazonen en fibraten, maar voedingsvetzuren en met
name de LCP en hun eicosanoïdmetabolieten (111-
115). Kortom: er is sprake van onvoldoende inductie
van sleutelenzymen en transportsystemen in onze
energiehuishouding bij suboptimale LCP- of vitamine-
A-status, of bij een abnormale ratio tussen LCP
en vitamine A, met als gevolg een verstoord intermediair
metabolisme en het ontstaan van ziekte.
Recente studies tonen aan dat de nutriënt-gen-interacties
verder gaan dan de bovenstaande kortstondige
beïnvloeding van de expressie of suppressie van genen,
maar dat deze interacties eveneens kunnen leiden
tot overerfbare veranderingen in de genexpressie
die niet tot stand komen door veranderingen in de
basevolgorde (121, 122). Deze nieuwe loot aan de
nutriënt-gen-interacties wordt ook wel ‘voedinggemedieerde
epigenetica’ genoemd. De epigenetica
(123) bestudeert de modificaties in genexpressie die
worden veroorzaakt door overerfbare, maar potentieel
reversibele, veranderingen in DNA-methylering
en/of chromatinestructuur. Epigenetische disregulatie
van genen zou wel eens belangrijker kunnen zijn bij
het ontstaan van complexe ziekten (i.e. ziekten die
zich niet conformeren aan het overervingpatroon volgens
Mendel) dan genmutaties en polymorfismen. De
epigenetica zou met name de disconcordantie van
complexe ziekten in monozygote tweelingen kunnen
verklaren, zoals de 50% disconcordantie van schizofrenie
in eeneiige tweelingen (124). Suppletie van
vrouwelijke muizen met vitamine B12, foliumzuur,
choline en betaïne (i.e. micronutriënten die betrokken
zijn bij de overdracht van methylgroepen via de
methylfolaten of S-adenosylmethionine) vanaf 2 weken
vóór de conceptie tot en met de lactatie, bevorderde
in hun nageslacht een verhoogde methyleringsgraad
van het ‘agouti-gen’ dat normaliter de gele
Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3 175
kleur van hun vacht veroorzaakt. Door deze supplementen
werd in het nageslacht de expressie van het
agouti-gen onderdrukt en veranderde de kleur van de
vacht permanent van geel (feomelanine) naar overwegend
bruin (feomelanine plus eumelanine).
Ongetwijfeld worden ook andere genen op een dergelijke,
voedingafhankelijke, wijze gemethyleerd en
met name dié genen die, evenals het agouti-gen, z.g.
transposabele elementen bevatten. Dit zijn parasitaire
elementen die over het gehele genoom verspreid
voorkomen en maar liefst 45% van ons totale genoom
uitmaken. Op deze wijze zouden voeding-gemedieerde
epigenetische fenomenen in de gameten of
gedurende de prenatale en vroege postnatale periodes
wel eens grote, zowel positieve als negatieve, invloeden
kunnen uitoefenen op de vatbaarheid voor ziekte
(121, 122). Tekorten aan bovengenoemde micronutriënten
die betrokken zijn bij het 1-koolstofmetabolisme
veroorzaken DNA-hypomethylering (activering),
terwijl een overmaat aan deze micronutriënten
hypermethylering (deactivering) veroorzaakt. Theoretisch
kan dus van zowel een tekort als een overmaat
van deze micronutriënten een carcinogene werking
uitgaan, indien deze respectievelijk leiden tot hypomethylering
van oncogenen of hypermethylering van
tumorsuppressorgenen. We zijn blijkbaar veel minder
strikt gereguleerd dan we plegen te denken en in ons
functioneren afhankelijk van een macro- en micronutriëntenbalans.
Een balans die tenminste deels zijn
oorsprong vindt in onze oervoeding en die zonder
abrupte verstoring (i.e. verandering van voedingsgewoonten)
ook geen aanpassing van ons genoom heeft
gevergd. Aanhoudende verstoring van deze balans
kan dan ook niet op een adequate response van ons
genoom rekenen.
Samenvattend, de (patho)fysiologie geeft ons aan wat
er van onze omgeving qua aansturing wordt verwacht
en vormt daarmee als het ware een ‘geheugen’ van
hetgeen we vroeger hebben gegeten en hoe we hebben
geleefd. We zijn ons simpelweg onvoldoende bewust
van de korte- en langetermijninvloed van de omgeving
op ons genoom, en ons hieruit voortkomende
(dis)functioneren. Het wordt steeds duidelijker dat we
een conflict hebben veroorzaakt tussen ons paleolithisch
genoom en onze huidige omgeving; in dit artikel
vooral geïllustreerd aan de hand van onze voeding.
Een voeding die sinds de industriële revolutie, zo'n
200 jaar geleden, in steeds sneller tempo van samenstelling
is veranderd. We weten reeds lang dat overgewicht
de belangrijkste risicofactor is van type-2-diabetes-
mellitius en het zoeken naar de genetische basis
van deze ziekte kan dan ook niets anders opleveren
dan de identificatie van volstrekt normale (‘thrifty’)
genen, waaronder de bovengenoemde PPARs. Een
eventueel streven naar hun ‘correctie’ door middel van
gentherapie lijkt verrassend veel op het tegemoet
komen aan onze wens om in fastfoodrestaurants te
blijven eten, en het ‘hardhandig tot de orde’ roepen
van deze genen met geneesmiddelen is eigenlijk gespeend
van een holistische visie op de biologie. Het
gaat om de genen die ons als soort hebben doen overleven
en die zich momenteel met hand en tand verzetten
tegen hun abnormale aansturing.
U bent wat u eet
De LCP-, en met name de ω3LCP-consumptie, gaat
in de westerse wereld steeds verder uit de pas lopen
t.o.v. van wat onze voorvaders hiervan innamen. Eens
was zalm uit de Rijn in Nederland ‘volksvoedsel’ en
de ouderen onder ons hebben in hun kinderjaren dagelijks
van de (ω3LCP-, vitamine-A- en -D-rijke) levertraan
mogen snoepen. Als zodanig heeft de angst
voor rachitis onze huidige subklinische ω3-vetzuurdeficiëntie
nog wat uitgesteld. Linolzuur was ‘goed
voor hart en bloedvaten’ en de consumptie van linolzuurrijke,
alfa-linoleenzuurarme, plantaardige oliën
steeg tot evolutionair ongekende hoogten. Geschat
wordt dat de verhouding tussen de ω6- en ω3-vetzuren
in onze oervoeding 1/1 tot 2/1 was, maar door
de stijgende inname van ω6-vetzuren (i.e. linolzuur)
en de dalende inname van ω3-vetzuren (i.e. alfa-linoleenzuur
en visolievetten) is de huidige verhouding in
westerse landen in de orde van 20/1 en hoger (7, 125-
127). Zowel epidemiologische studies als de tot nu
toe spaarzame ‘randomized controlled trials’ (RCTs)
geven aan dat de visolievetten van belang zijn in de
secundaire preventie van CAD (128-129) en bij de
behandeling van psychiatrische ziekten, zoals schizofrenie
(130, 131). In zijn boek ‘The madness of Adam
and Eve’ ontwikkelt Horrobin de hypothese die stelt
dat schizofrenie, autisme, bipolaire gedragsstoornissen
en dyslexie variaties zijn op een thema van een
beperkt aantal genpolymorfismen die programmeren
voor superintelligentie. Deze allelen waren reeds aanwezig
ten tijde van Adam en Eva, en verandering van
voeding, met name lagere LCP-inname, laat deze
conditie ontaarden in een nadeel. In lijn met deze hypothese
komt schizofrenie met ongeveer gelijke prevalentie
(1%) voor in alle culturen en onderzochte
geografische locaties en is de expressie van deze
ziekte in ontwikkelingslanden onbegrepen mild (47).
Misschien moeten we één van de belangrijkste LCP,
i.e. DHA, maar de status van een voor de mens essentieel
voedingsbestanddeel geven (90). Wereldwijd lijden
450 miljoen mensen aan mentale, neurologische
en gedragsproblemen en verwacht wordt dat neuropsychiatrische
ziekten in westerse landen tot de top-3
van belangrijkste chronische ziekten zullen gaan behoren
(132). Intussen tonen recente ‘nutrigenomics’-
studies in ratten aan dat deze ω3LCP de locale modulatie
verzorgen van een omvangrijk aantal genen die
betrokken zijn bij de hersenstructuur, energiemetabolisme,
neurotransmissie, signaaltransductie en regulatie
(133, 134).
Tot voor kort voedden we pasgeborenen met flesvoeding
waarin, in tegenstelling tot borstvoeding, geen
LCP aanwezig waren. We wisten uiteraard reeds lang
van de aanwezigheid van LCP in moedermelk, maar
de gehaltes waren erg laag en ‘zonder die LCP werden
die baby’s ook wel groot’. De kortetermijneffecten
liggen, naar we nu weten, in een suboptimale ontwikkeling
van de hersenen (135-138), waaronder de
retina; de langetermijneffecten zijn (nog) niet bekend.
Ook introduceerden we de z.g. ‘trans-vetzuren’, die
normaliter slechts in sporenhoeveelheden voorkomen
in het vet van herkauwers, maar door ons eigen toedoen
in 1987 ongeveer 4,3% van onze dagelijkse
176 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2005, vol. 30, no. 3
energie-inname gingen uitmaken. Trans-vetzuren ontstaan
vooral bij de katalytische hydrogenering van
onverzadigde oliën. Evenals verzadigd vet verhogen
ze het LDL-cholesterol, maar verlagen daarenboven
ook nog eens het HDL-cholesterol (9). Ze verhogen
het risico op CAD en kanker, en hun gehaltes in
navelstrengvaten zijn omgekeerd gerelateerd aan die
van de LCP (139). De huidige aanbeveling is om de
consumptie van trans-vetzuren terug te brengen tot
beneden de 1 en%. Gelukkig bevatten de momenteel
verkrijgbare margarines nagenoeg geen trans-vetzuren
waardoor de inname in 1998 reeds was gedaald
naar 1,7 en%. Frituurvet in de meeste cafetaria’s bevat
echter nog >30% trans-vetzuren en een enkel ‘patatje’
levert u ook vandaag nog steeds 7-8 g trans-vetzuren
(140). Zonder wetgeving zullen we er dan ook niet komen,
want de klanten van cafetaria’s vinden die patat
gebakken in plantaardige oliën gewoon niet lekker.
De gemiddelde Nederlander consumeert momenteel
125 g mono- en disacchariden per dag (141). De hoge
glykemische index van onze frisdranken (112 g suiker/
L = 480 kcal/L) en onze hooggeraffineerde koolhydraten
jagen, als een soort vrijwillige glucosetolerantietest,
ons seruminsuline meerdere malen per dag
door het plafond. Vanwege hun snelle klaring veroorzaken
ze geen verzadigingsgevoel en derhalve de neiging
om te blijven dooreten. Met uitzondering van
vlees en zo nu en dan wat honing waren ‘energiecompacte’
voedingsmiddelen en dranken bij onze
voorvaders onbekend. We weten intussen dat veel
van deze ‘energie-compacte’ voedingsmiddelen niet
door ons eetlustcontrolesysteem worden herkend en
daardoor sluipenderwijs leiden tot passieve overconsumptie
en daarmee gewichtstoename (142). Het
officiële standpunt van de AHA is dat suiker geen
voedingswaarde heeft anders dan het verschaffen van
calorieën en dat voorkómen moet worden dat voedingsmiddelen
met hoge suikergehaltes de plaats
gaan innemen van voedingsmiddelen met essentiële
nutriënten (143). Koolhydraten met een hoge glykemische
index (144) geven, met name onder hypercalorische
condities, aanleiding tot het ontstaan van
insulineresistentie en een compensatoire toestand van
Laatst bewerkt door een moderator:




