Moleculaire biologie: de belangrijkste tak van sport als het over gezondheid gaat. Column van arts-bioloog drs. Engelbert Valstar

1 november 2017

Valstar Arts-bioloog drs. Engelbert Valstar zijn column van november 2017

Moleculaire biologie: de belangrijkste tak van sport als het over gezondheid gaat.

Inleiding

De moleculaire biologie heeft zich de laatste 35 jaar stormachtiger ontwikkeld dan ooit. In het kielzog hiervan heeft ook de chemie waaronder vooral de biochemie en de organische chemie zich stormachtig verder ontwikkeld. Het beeld van de natuur en inzicht hierin is in die tijd ook flink gewijzigd. Daartoe wil ik een aantal voorbeelden bespreken.

Epigenetica

Toen ik biologie met scheikunde studeerde en wiskunde, natuurkunde en geologie als bijvakken (in de zeventiger jaren vorige eeuw; geneeskunde sec studeerde ik voornamelijk begin tachtiger jaren van de vorige eeuw) bestond epigenetica gewoon niet, ook al was genetica ook toen al een vak waarin biologen het voertouw namen en niet de medici. Lamarck die stelde dat verworven eigenschappen erfelijk konden zijn was al lang geleden dusdanig weerlegd, dat hij op de universiteit eigenlijk niet eens meer genoemd werd. Toen ontdekte men echter dat vitamine A genen aan/uit kon zetten, dat het methyleren van DNA zodanig afhankelijk is van de vitaminen B6, B11 en B12, dat dit defacto invloed op de werking van het DNA kon hebben. Vele stoffen uit ons voedsel, die niet tot de vitaminen behoren blijken de werking van het DNA eveneens te kunnen beïnvloeden, maar ook verslavingen blijken dat te kunnen. Als klap op de vuurpijl blijken epigenetische effecten niet zondermeer direkt terugdraaibaar te zijn. In dierproeven bleken epigenetische effecten onder voorwaarden generaties lang door te werken. Lamarck heeft als het over de werking van het DNA gaat dus toch een beetje gelijk gekregen. Alles wijst erop dat epigenetische effecten ook invloed hebben op het ontstaan van kanker. Van de gunstige kan gebruik gemaakt worden.

De uitdrukking ‘Man ist was man isst’ reikt enigszins gechargeerd dus nog verder dan eerst is gedacht.

Zure regen

In de tachtiger jaren van de vorige eeuw werd men er zich van bewust van verzuring van de regen door zwaveldioxide, NO , NO2 en ammoniak. Ammoniak reageert zelf weliswaar alkalisch met water, maar na omzetting naar nitraat met behulp van zuurstof werkt het ook verzurend. In Scandinavische meren gingen vissen dood, maar ook van vis levende vogels. Ook de bossen zouden massaal afsterven. Het laatste is later discutabel gebleken omdat het overleven van bos veel complexer is gebleken. Feit is dat er wel maatregelen genomen zijn. Vooral de uitstoot van zwavel is enorm beperkt, wat met de toetreding van zeg maar Oost-Europa tot de EU nog beter kon worden bewerkstelligd. Of nu de toestand van de genoemde meren is verbeterd weet ik niet. In die zelfde tachtiger jaren werd ontdekt dat gerichte productie van NO in het lichaam al dan niet voorafgegaan door een hormooneffect belangrijke effecten heeft. Zo gebruikt het immuunsysteem NO, sluit door NO de ductus Botalli bij de geboorte, ontspant door NO het endotheel waardoor de bloeddruk daalt, maar is de stof juist ook direkt verantwoordelijk voor de erectie van de penis (en dus ook noodzakelijk voor de voortplanting).

Organische chemie in de natuur

Gechloreerde of liever gehalogeneerde koolwaterstoffen werden in de zeventiger jaren van de vorige eeuw eigenlijk uitsluitend als milieugiffen beschouwd. Natuurlijk moet je met deze groep van stoffen voorzichtig zijn en zijn de strenge regels hiervoor terecht. Toch is hier de laatste 50 jaren nuance in gekomen. Waren er vanuit de natuur in 1970 30 gehalogeneerde koolwaterstoffen bekend, nu zijn dat er 5000 en dat terwijl de meeste organismen op deze stoffen nog niet goed onderzocht zijn. Ook kwantitatief zijn de inzichten aangepast. Zo weten we nu dat de mens jaarlijks weliswaar 26000 ton methylchloride in de natuur dumpt, maar bij bosbranden vulkaanuitbarstingen en dergelijk komt jaarlijks maar liefst 5 miljoen ton methylchloride in het milieu. Termieten produceren zo is nu gebleken : 100.000 ton chloroform per jaar. De worm Ptychoderma flava produceert in zijn leefgebied per vierkante kilometer per jaar 4000 kg broomphenol/broomindolen. Ook deze 2 ‘milieugiffen’ bleken in de natuur zelf te worden geproduceerd. In het menselijk lichaam blijken als klap op de vuurpijl zeer kleine hoeveelheden CL2 te worden gemaakt.

Waarom maken dieren dit soort stoffen? Het gaat om zelfverdediging: om de predator te irriteren of vies te smaken voor de predator dan wel is bedoeld als natuurlijk pesticide, etc. (Zie blz 244 van ‘Fundamentals of Organic Chemistry’ van John McMurry ; 7^e editie ; ISBN-13 978-4390-4971-6 en ISBN-10: 1-4390-4971-8 ; ik kan dit boek ter bestudering aanbevelen).

We weten nu ook dat bacterien veel meer organische stoffen kunnen afbreken dan gedacht (deze bacterien zijn juist op sterk vervuilde plaatsen geisoleerd, alwaar ze zich vrijwel zeker door natuurlijke selectie hebben ontwikkeld). Zo blijkt nu ook polyethyleen door bacterien afbreekbaar, maar ook door bepaalde larven en door meelwormen.

Natuurlijk moet je bij dit alles rekening houden met de capaciteit van de natuur ook al zorgt de natuur zelf mede voor ‘vervuiling’. Onderzoek op het grensvlak van natuur (biochemie) en organische chemie heeft althans voor mij ook nog heel andere dingen opgeleverd dan ik vermoedde.

Discussie en conclusie

Qua volume groeit de moleculaire biologie/biochemie en in het kielzog daarvan de organische chemie naar mijn inschatting harder dan andere exacte vakken. Kennis hiervan en updaten daarvan is voor wie goed geneeskunde wil bedrijven over een nog veel breder front dan hier geschetst, noodzakelijk.

arts-bioloog drs. Engelbert Valstar, columns, Moleculaire biologie: de belangrijkste tak van sport als het over gezondheid gaat, epigenetica