Oxidatieve stress en de actieve grootouderhypothese

Waarom leeft de mens zo lang? Evolutionair antropologen vonden een stukje van de puzzel in de vorm van een proteïne. Onderdeel van een enzym dat essentieel is bij het hergebruik van een  antioxidant die zorgt voor leefbare cellen. Evolutionair biologen van Harvard leggen uit waar die lange levensduur de mens toe verplicht.

Veroudering kun je zien als de optelsom van schade die oxidatieve stress door de jaren heen aanricht, zoals Hanno Pijl in zijn lezing op de MMV-ledendag duidelijk maakte. Een deel van die stress is vermijdbaar, een ander deel niet. Alle ademende – aerobe – organismen hebben bijvoorbeeld te maken met zuurstofradicalen, afgekort ROS. Deze radicalen vormen zich onder meer als bijproduct van de energiestofwisseling. Op enkele kleine uitzonderingen na bezitten alle ademende organismen een systeem om ROS te ‘deradicaliseren’ met behulp van glutathion.

Kringloop  

In gezonde cellen is glutathion ruimschoots aanwezig. Het heeft meerdere functies, bijvoorbeeld in de activatie van vitamine C en E. De eigen rol als antioxidant is enorm. Het ontwapent allerlei schadelijke elementen en oxideert in dat proces zelf. Het enzym glutathion reductase verzorgt de recycling van deze geoxideerde vorm terug naar glutathion en is daarmee essentieel voor het bewaren van gezonde verhoudingen binnen de cel en de mitochondriën daarin.

Een onhebbelijkheid van dit enzym is echter dat het onder bepaalde omstandigheden zelf óók zuurstofradicalen kan genereren. En wat glutathion reductase voor evolutionair gerichte onderzoekers interessant maakt, is dat het tot de weinige eiwitten behoort waarin de moderne mens verschilt van zijn naaste verwant de Homo neanderthalensis en hun naaste gemeenschappelijke voorouder. Het beschikt namelijk over een extra aminozuur.

Wetenschappers van het Zweedse Karolinski Instituut en de het Max Plank instituut in Duitsland onderzochten de verschillen en komen in Science Advances tot de conclusie dat de moderne variant van het enzym minder vrije radicalen veroorzaakt dan die van de Neanderthaler. Door genetische vermenging is de voorouderlijke versie van het enzym vandaag de dag nog aan te treffen bij een miniem deel van de bevolking, met name in India.

Of de extra zuurstofradicalen een rol van betekenis gespeeld hebben bij het uitsterven van de Neanthalers is een kwestie van speculatie, schrijven de auteurs. Wat ze met behulp van verschillende biobanken wel konden aantonen was dat mensen wier genen coderen voor de ‘Neanderthalervariant van glutathion reductase’, duidelijk meer risico lopen op aandoeningen die te maken hebben met chronische ontsteking, waaronder darmontsteking en vaatziekten.

Rust roest

Het is de vraag of er ooit voldoende archeologische vondsten beschikbaar komen om overtuigende uitspraken te kunnen doen over verschillen in gezonde levensverwachting tussen Homo Neanderthalensis en Sapiens. Opgravingen van gemummificeerde mensen uit de nieuwe steentijd zijn al zeldzaam genoeg. En toen hadden de ‘welvaartsziekten’ dankzij de introductie van de landbouw hun intrede al gedaan. Zo leed de in 1991 uit een gletsjer opgedoken Ötzi aan reumatiek en aderverkalking. Hij werd ongeveer 45 jaar oud en stierf door geweld.

Evolutionair biologen gaan er vanuit dat kinderen van Neanderthalers eerder geslachtsrijp waren dan die van Sapiens. De zogeheten grootmoederhypothese geeft sinds de jaren zeventig een verklaring voor het bestaan van de menopauze. Die zou het resultaat zijn van een selectievoordeel voor moeders die na hun vruchtbare periode langer leefden en zo langer in de ontwikkeling van hun kinderen konden investeren.

Daarop voortbordurend komt een team van Harvard in PNAS met de ‘actieve grootouderhypothese’ (samenvatting). Ze beschrijven de huidige tijd  als ‘een wereldwijde epidemie van fysieke inactiviteit’ die een aanjagende werking heeft op het ontstaan van chronische ziekten in een verouderende bevolking.

‘In Westerse samenlevingen is het een wijd verbeid idee dat het normaal is kalm aan te doen als we ouder worden. Minder doen, met pensioen gaan. Onze boodschap is het omgekeerde:’, zegt hoofdauteur Daniel Lieberman op de website van de universiteit, ‘Met dat we verouderen wordt het alleen maar belangrijker fysiek actief te blijven.’ Beweging, argumenteren de onderzoekers, leidt energie af van groeiprocessen en dirigeert die naar reparatie- en onderhoudsprocessen.

Beweging als bestemming

Het menselijk lichaam is niet alleen geëvolueerd naar een lange levensduur, maar ook naar een actiever bestaan. Het verschil met de oudste nog levende verwant van de mens toont het enorme verschil in beide. Chimpansees overleven hun menopauze, die rond het veertigste levensjaar begint, zelden meerdere jaren. En hun enorme fysieke kracht vertaalt zich niet veel fysieke activiteit, ervoer Lieberman die de primaten meerdere malen in Tanzania observeerde.

‘Feitelijk zijn we geëvolueerd uit bankhangers. Het verraste mij hoeveel tijd ze dagelijks spenderen met op hun kont zitten.’ Terwijl de huidige jager-verzamelaars na het overleven van de kindertijd een levensverwachting hebben van zeventig jaar, twintig jaar voorbij de reproductieve leeftijd. En dat in goede gezondheid, bij dagelijks gemiddeld 135 minuten matig intensieve tot intensieve inspanning.

Die inspanning veroorzaakt microscopische schade aan spiervezels, botweefsel en haarvaten. Waarop het lichaam reageert door de schade niet alleen te herstellen, maar sterker terug te bouwen. Onderwijl stimuleert activiteit de doorbloeding van weefsels en zet het lichaam aan tot de afgifte van antioxidanten en ontstekingsremmende cytokinen.

Met hun publicatie hopen de auteurs het moeilijker te maken te ontkennen dat ‘ons lichaam fysieke activiteit nodig heeft om goed te kunnen verouderen. In het verleden was dagelijks fysieke inspanning nodig om te overleven. Maar vandaag de dag moeten we er bewust voor kiezen. Dus vrijwillig fysiek actief zijn ter wille van onze gezondheid en vitaliteit.’