20112012 origin#4

Bio-Farmaceutische Wetenschappen | Biologie | LST | MST

THEMA

Universiteit Leiden

Juli 2012, jaargang 7 nummer 4

SPORT

Culinaire chemie met professor Herman Spaink Wat is de limiet van onze sportprestaties?

NEP-ePinepHrine

Redactioneel

Inhoud

Het Europees Kampioenschap is nog niet achter de rug of de Olympische Spelen staan alweer te wachten: de zomer van 2012 mag met recht een sportieve zomer genoemd worden. Hoewel in sommige onderzoeksgroepen verschillende nationaliteiten tegenover elkaar komen te staan, ontstaat er ook een gemeenschappelijke nieuwsgierigheid. Velen weten wel iets te melden over sport, maar het is de vraag wat daarvan waar is. Is het bijvoorbeeld zo dat linkshandigen een voordeel hebben, of is dit maar een mythe? Bevestiging, of ontkrachting, van deze en andere mythes staat in de Special ‘Sports Myths’, op pagina 8. Daarnaast blijft toch altijd die ambitieuze vraag knagen: hoe veel beter kan het nog? Records zijn er om te breken, maar op een gegeven moment zouden we toch een limiet moeten bereiken wat betreft onze mogelijkheden. De Bètavraagbaak (pagina 14) van deze editie geeft hier antwoord op.

Nieuws

Dat eten ook gezien kan worden als een sport, wordt bevestigd door professor Spaink van het Instituut Biologie Leiden. Vergelijkbaar met verschillende nationaliteiten die tegenover elkaar staan, wordt op de eettafel van de familie voedsel van over de gehele wereld gepresenteerd. Origin Magazine werd aan tafel uitgenodigd: blader door naar de Culinaire Chemie op pagina 18 voor een verslag over bloemensoep en zebravissen.

Tot slot wordt er nog aandacht besteed aan het onnatuurlijk verbeteren van prestaties, door middel van doping (pagina 20) en biosimulatie van zwemmerspakken (pagina 13). Kortom: een boordevol nummer om deze sportieve zomer van alle feiten en weetjes op de hoogte te zijn!

3 Studenten Tamara de Koning in Zweden

Special: Sports Myths

Column: Dylan discusses the use of supersuits in swimming

13

Bètavraagbaak: Wat is de limiet van onze sportprestaties?

14

We leven in een tijd waarin alles om ons heen steeds sneller gaat, maar hoeveel kunnen we nog van ons eigen lijf vragen? Een vraagbaak over het opzoeken van onze limieten.

Centerfold: Floating in space

Origin - Universiteit Leiden

16

It may be as much a dream as it is a sport - sailing through space.

Eyewitness: Visualise your language

18

A report from an eyewitness of the third national science communication student conference in Leiden.

Nep-Epinephrine

20

Het gebruik van doping simuleert de fight-or-flight respons, via de receptor voor adrenaline. Het is echter de vraag of het gebruik van deze middelen, oorspronkelijk medicijnen tegen astma, in gezonde personen een voordelig effect kan hebben.

Koolmeesdilemma: aantrekkelijk of hoorbaar?

22

Karin Lammers interviewt Wouter Halfwerk over zijn promotieonderzoek.

24

Overdag onderzoek naar tuberculose in zebravissen, 's avonds een chef in eigen keuken. Vier uur tafelen met heerlijke zelfgemaakte sushi, een goed gezelschap en een interessant gesprek over ontdekkingen, ondernemen, eten en reizen.

Agenda en Colofon

2

8

A lot of facts and myths about sports exist, and many are believed to be true. Can vitamins act as a performance-enhancer, or is running a marathon really that bad for your heart? Find out in this myth-busting special!

Culinaire Chemie professor Herman Spaink Rob van Wijk Hoofdredacteur Redactie Origin

4

Derdejaars Bio-Farmaceutische Wetenschappen Tamara de Koning deed mee aan een zomerstage van het Amgen Scholars Program, in Zweden. Een interview over in je eentje aankomen en met z’n allen vertrekken.

31

Nieuws

Nieuws Uitslag FR verkiezing De uitslagen voor van de Faculteitsraad verkiezingen zijn bekend. De grote winnaar dit Jaar is Bewust en Progressief (BeP) die voor komend academisch jaar vijf van de zeven zetels heeft veroverd. De andere twee zetels gaan naar de Christelijke Studentenfractie Leiden (CSL) en de Studenten Groepering Leiden (SGL).

De Faculteitsraad W&N is het medezeggenschapsorgaan van onze faculteit, dat als taak heeft het Faculteitsbestuur kritisch te volgen, het van advies te voorzien en soms mee te beslissen over belangrijke onderwerpen.Zowel personeelsleden als studenten zijn vertegenwoordigd. Tijdens de facultaire verkiezingen wordt er bepaald wie er in de Faculteitsraad zitting nemen.

Maandelijks komen het Faculteitsbestuur en de Raad bijeen om onderwerpen zoals financiën, personeelsbeleid, onderwijs en facilitaire diensten te bespreken. Ook vraagt de Raad dan opheldering over vragen die er in de faculteit leven en zoeken we naar oplossingen van die vragen.

Forse investering in Leids centrum voor NMR spectroscopie Paramagnetisme. Een nieuwe occulte praktijk? Nee. Een van de nieuwste wetenschappelijke methoden om het gedrag van eiwitten haarscherp in kaart te brengen. Marcellus Ubbink van de Universiteit Leiden krijgt ruim 3 miljoen euro van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek en de Universiteit Leiden om een zeer krachtig apparaat op dit gebied aan te schaffen. Doel: meer inzicht krijgen in gezondheid en ziekte.

Wat is paramagnetische NMR? Door een ongepaard elektron, bijvoorbeeld in de vorm van een metaalatoom toe te voegen aan een eiwit, ontstaat een sterke interactie tussen het elektron en de andere atoomkernen, waardoor signalen nog beter te meten zijn. Dit effect kan goed gebruikt worden om te bestuderen hoe eiwitten aan elkaar binden om allerlei processen in de levende cel mogelijk te maken. Ubbink bestudeert de dynamiek van eiwitcomplexen en heeft al laten zien dat ze elkaar aantrekken, om elkaar heen draaien, even een verbinding aangaan

om elkaar vervolgens weer los te laten. Waarom doen eiwitten dat en hoe ligt de balans tussen dynamiek en structuur op het moment van die korte verbintenis? Ook de beweeglijkheid van losse eiwitten en hun interacties met kleine moleculen, zoals medicijnen, kunnen zo beter bestudeerd worden.

Bron: science.leidenuniv.nl

Spinozapremie voor Leids astronoom Xander Tielens Astronoom Xander Tielens krijgt een Spinozapremie, de hoogste wetenschappelijke prijs van Nederland. Tielens is hoogleraar in de fysica en chemie van de ruimte tussen de sterren. In deze ruimte bestudeert hij grote en complexe, vaak organische, moleculen. De Spinozapremie bedraagt 2,5 miljoen euro.

Tielens is de derde Leidse sterrenkundige die de Spinozapremie krijgt. Ewine van Dishoeck (chemie tussen de sterren) en Marijn Franx (kijken in het vroegste heelal) gingen hem voor. Zestien van de 66 Spinozapremies die sinds 1995 zijn toegekend gingen naar Leidse onderzoekers.

Hiermee is Leiden koploper Spinozapremies.

Bron: science.leidenuniv.nl

Leidse bèta-blogs over wetenschappelijke doorbraken 89 toponderzoekers schreven blogs over onderwerpen waar het in de bèta-wetenschap op dit moment om draait.

Op basis van de blogs, onder meer uit Leiden, stelde De Groene Amsterdammer een lijst samen van 10 verwachte doorbraken in de bèta-wetenschappen. Lees de Leidse béta-blogs in het nieuwsarchief op science.leidenuniv.nl: Van opgekweekte stamcellen tot leven in de ruimte.

Kijk voor meer facultair nieuws op science.leidenuniv.nl

Origin - Universiteit Leiden

3

Studenten

Tamara de Koning heeft tijdens de zomervakantie van vorig jaar stage gelopen in Zweden. Tijdens deze stage heeft zij onderzoek gedaan naar de parasiet Toxoplasma gondii die natural killer cellen en cytotoxische T-cellen kan infecteren en zo het immuunsysteem kan omzeilen. Deze stage werd mogelijk gemaakt door het Amgen Scholars Program.

O door: Annette Emerenciana

Groeten uit Stockholm!

Op naar Zweden

Tamara is een derdejaars studente Bio-Farmaceutische Wetenschappen (BFW). Zij volgt daarnaast ook het Honours College traject Bèta and Life-sciences. Het was een grote stap voor Tamara om mee te doen aan dit project: het was immers niet gewoon in ons kikkerlandje, maar het vond plaats in het betoverende Zweden.

Ze kende nog niemand van de andere 24 studenten die aan dit project deelnamen, maar dat veranderde gelukkig snel.

“Het is heel raar om in je eentje aan te komen in een land dat je niet kent. Dan moet je ook nog in je eentje het gebouw zien te vinden, daar heb ik heel lang over gedaan. Meteen de eerste avond werd er op de deur geklopt en stond er een hele groep studenten voor de deur die vroegen of ik met ze kwam eten, daarna is het eigenlijk altijd gezellig gebleven.”

Een foto van de groep studenten die naar Zweden is gegaan.

Muizen en T-cellen

Het onderzoek waar Tamara aan mee mocht werken vond plaats bij de afdeling immunologie. Er wordt daar onderzoek gedaan naar de parasiet T. gondii: deze parasiet kan de natural killer cellen en cytotoxische T-cellen infecteren. Op deze manier omzeilt de para“Pas toen we in Zweden waren hoorden we bij welk prosiet het immuunsysteem ject we uiteindelijk tevan zijn gastheer. Het recht gekomen waren. effect van de parasiet Eerst hadden we nog 'Er wordt daar onderzoek gedaan op de werking van de een paar dagen intronaar de parasiet Toxoplasma gondii' immuuncellen werd ductie met colleges en getest door het verschil daarna begonnen we in de hoeveelheid IFN-γ te meten, van zowel gezonde aan het project. Ik kreeg een mailtje van mijn begeimmuuncellen als geïnfecteerde immuuncellen. Na leider ‘je zit in mijn projectgroep’, zonder enige uitleg stimulatie van de immuuncellen met een tumoreiwit over het project en ik heb teruggemaild: ‘mag ik dan werd het IFN-γ gehalte en de mate van degranulatie geook iets om me voor te bereiden?’ Maar hij had niet meten met behulp van de analysetechniek flowcytomegeantwoord. Iemand anders die dezelfde begeleider trie. De resultaten van het onderzoek toonden aan dat had, kreeg tien artikelen toegestuurd. De eerste dag de geïnfecteerde immuuncellen minder degranulatie dat ik hem zag kwam hij daar meteen op terug: ‘jij en IFN-γ productie vertoonden dan de niet-geïnfecwilde ze te graag, en er zijn eigenlijk nog geen artiketeerde immuuncellen. len over dit onderwerp’.

4

Origin - Universiteit Leiden

Studenten

“Om deze resultaten te kunnen verklaren werd er gekeken naar de aanwezigheid van fosfatidylserine, een molecuul dat normaal alleen aan de binnenkant van de membraan zit en niet op de buitenkant voorkomt.”

De hypothese luidde als volgt: als fosfatidylserine zowel op de buitenkant van de membranen van geïnfecteerde immuuncellen als op de parasiet aanwezig is, dan zou dit bij een receptor-interactie met een niet geïnfecteerde immuuncel kunnen leiden tot een TGF-β respons: dit zorgt juist voor onderdrukking van de immuunrespons.

“Maar dat hebben we niet kunnen bewijzen. Het was wel grappig dat er niets uitkwam, want we baseerden dat onderzoek op een artikel waarin een vergelijkbare methode werd gebruikt, maar dan met macrofagen.

Wij wilden fosfatidylserine blokkeren om het effect op de immuunrespons te meten, maar daarvoor moesten de cellen in een bepaalde buffer. Het bleek dat de parasiet stierf door die buffer, waardoor de cellen niet meer werden geïnfecteerd. Terwijl die onderzoeksgroep in hun artikel precies dezelfde methode gebruikte en beweerde dat de parasieten tijdens het onderzoek levend waren. Dus dat was een beetje vreemd. Het was wel erg leuk om van het protocol af te wijken om het experiment op alle mogelijke manieren te verbeteren.

Uiteindelijk hebben we zo het infectiepercentage verhoogd van 2% naar 20%."

Tamara geeft uitleg over haar poster.

Volwaardige onderzoekers

“Mijn begeleider liet mij heel erg vrij bij de uitvoering van het onderzoek, hij heeft de eerste dag verteld wat hij van ons verwachtte, en daarna was het lab van ons. We zaten in het lab met drie studenten en hijzelf zat op zijn kantoor, want hij was bezig met literatuuronderzoek.

Als ik een vraag had, “Voor het experiment dan kon ik naar hem moest ik de natural kil'We wilden fosfatidylserine blokkeren toe. Ik moest bijvoorler cellen en de T-cellen om het effect van beeld bij het gebruik zelf uit de milt halen. De van flowcytometride immuunrespons te meten' natural killer cellen konsche analyse bedenken den gescheiden worden welke antilichamen ik zou gebruiken. Hierbij moet je van de rest van de cellen met behulp van magnetische bedenken dat je niet verschillende antilichamen met debeads. Voor de T-cellen werkte het anders: de cellen zelfde kleur gebruikt. Dat soort dingen liet hij aan ons werden gestimuleerd met het eiwit SIINFEKL. Dit onover. Het kwam er soms wel op neer dat er iets fout ging, derdeel van het experiment duurt vijf dagen: normale maar je leert er veel van.” cellen overleven dat niet. Normaal houd je alleen de T-cellen over, maar in het begin gingen de T-cellen ook “We werden allemaal echt als volwaardige onderzoekers dood. Uiteindelijk bleek het grootste probleem te zitbehandeld. In mijn lab zat dan nog een andere student, ten in de SIINFEKL die niet meer goed was, waardoor een masterstudent, die al veel langer in het lab stond en de cellen niet gestimuleerd werden, dus hebben we een in het begin stelde ik vragen aan hem, maar hij zei dan hogere concentratie en een nieuwe eiwitoplossing gedat we geen vragen aan hem moesten stellen. 'Ik stel wel bruikt. Zulke problemen kunnen naar voren komen, vragen aan jullie, jullie zijn excellente studenten, ik ben maar dat los je dan op. Je wordt er natuurlijk ook wat maar een masterstudentje.' zei hij toen.” handiger in naarmate je de handelingen herhaalt.” lees verder > Origin - Universiteit Leiden

5

Studenten

“We hadden één keer per week een journal club waarbij iedereen van de afdeling aanwezig was, en dan werd er een artikel besproken. Er was één persoon die zich helemaal in het artikel verdiept had en dan ging men stap voor stap door het artikel heen om te bespreken wat er goed of fout was.”

Op de vraag of er sprake was van een taalbarrière, antwoordde Tamara: “In het lab viel het wel mee, omdat we bij BFW ook wel practica hebben waarbij we Engels spreken. Ik merkte het wel op sociaal gebied in het begin, want je spreekt niet zo vaak de hele dag Engels. We waren met vijfentwintig andere studenten, waarvan ongeveer de helft uit Cambridge kwam en die spreken allemaal natuurlijk perfect Engels. Maar het werd al heel snel gewoon.”

Het symposium Het Amgen Scholars Program financiert de stages in drie verschillende landen: Engeland, Zweden en Duitsland. De deelnemende studenten kregen de mogelijkheid elkaar te ontmoeten tijdens het symposium dat een week na het einde van het project in Cambridge plaatsvond. Het symposium duurde twee dagen en er kwamen heel interessante onderzoekers van hoog niveau die lezingen gaven. De studenten mochten zelf posterpresentaties geven van hun bevindingen tijdens het onderzoek. Er waren ook round table discussions

Alle studenten die deelnamen aan het Amgen Scholars program van 2011.

6

Origin - Universiteit Leiden

Het huisje waar ze verbleven tijdens een uitje naar een eiland aan de kust van Zweden.

waarbij ze om de tafel zaten en discussieerden met mensen van hetzelfde onderzoeksgebied uit de verschillende steden. Ook voerden ze gesprekken met professoren waarbij zowel hun huidige bezigheden als hun loopbaan werden besproken.

Facebook friends De groep bestond uit vijfentwintig mensen en iedereen kon wel goed met elkaar opschieten. Ze hebben een Facebook groep opgericht zodat ze makkelijk contact kunnen houden. “De meeste studenten wonen in Cambridge of in Londen en ik ga zelf nog wel eens naar Engeland voor mijn vriend. Dan spreken we ook vaak af om weer even samen te eten. Het was natuurlijk ook zo dat je op elkaar aangewezen was, want we woonden allemaal in hetzelfde gebouw, we zaten op dezelfde verdieping en kenden verder niemand, waardoor we elke dag samen aten en ’s avonds bij elkaar kwamen om leuke dingen te doen.”

Studenten

Once-in-a-lifetime experience “Het was echt een geweldige ervaring: dat ik in het buitenland zat en daar bijna zelfstandig aan het onderzoek werkte. Maar dat je met mensen zit die allemaal heel gemotiveerd zijn, ik denk dat dat het leukste was. Dat je echt een groep bent die interesses deelt. Daar merkte ik dat iedereen die aanwezig was een passie voor onderzoek heeft. En dat het zo snel klikte met de groep was heel bijzonder. Het was niet iets dat ik had kunnen verwachten. Je denkt minder aan de dingen thuis omdat je daar als het ware in het leven opgeslokt wordt.”

“Ik weet dat ik de immunologie in wil en waar ik tijdens de stage achter kwam was dat ik het heel bijzonder vond dat zo’n klein organisme de immuunrespons kan onderdrukken. Ik ben vooral geïnteresseerd in de werking, want het is nog niet duidelijk hoe dat zit. En dat niet alleen op dit gebied, maar ook bijvoorbeeld hoe

tumoren ervoor zorgen dat ze niet afgebroken worden door het immuunsysteem. Daar kan je later weer op aangrijpen zodat er wel een immuunrespons optreedt.”

“Doordat ik die stage daar heb gedaan heb ik van een begeleider van een andere groep een mail gekregen, dat hij met een nieuw onderzoek was begonnen en dat hij mij een promotieplek wilde aanbieden. Dat heb ik uiteindelijk niet aangenomen, maar zo zie je wel waar zo’n stage toe kan leiden.”

Het Amgen Scholars Program is een goed initiatief waar studenten gebruik van kunnen maken om in het buitenland stage te lopen. Voor Tamara was het zeker een geweldige ervaring en we zijn blij dat ze dit verhaal met ons wilde delen.

Flowcytometrie

Methode

De analysetechniek flowcytometrie wordt veel gebruikt om cellen te analyseren met behulp van laserlicht. Deze techniek kom je dan ook tegen tijdens het Moleculaire Celbiologie practicum in het tweede jaar van de studies Bio-Farmaceutische Wetenschappen en Life Science and Technology. Met deze techniek kunnen verschillen tussen cellen onderscheiden worden op basis van de grootte van de cel, de hoeveelheid DNA en de aanwezigheid van fluorescente moleculen. Wanneer de cellen behandeld zijn met een antilichaam dat een fluorescente tag draagt, kan het product waar het antilichaam op aangrijpt worden waargenomen en de hoeveelheid ervan kan worden bepaald.

De cellen worden in een vloeistof langs een lichtstraal met monochromatisch licht geleid. De lichtstraal wordt op verschillende manieren weerkaatst door de cel, deze worden onderverdeeld in forward scatter en side scatter.

De gegevens worden weergegeven in een scatterplot.

Een voorbeeld van analysedata weergegeven in scatterplots Bron: wikimedia commons

Een schematische weergave van de analysetechniek flowcytometrie Bron: wikimedia commons

Origin - Universiteit Leiden

7

SPECIAL

Sports Myths Find out what’s true and what’s not A lot of things are said about sports and generally we presume they are true. Most of the time it’s simply because we don’t know any better. But, now it’s time to unravel some of these myths. Make sure you're warmed up, because with the angled punch of science and the high kick of our brains we’ll make sure that we’ll knock out these myths.

BY: Marit van Santen

Myth:

Vitamin supplements enhance your sport performance

A

thletes keep looking for strategies to enhance their performance. Being good in sports isn’t satisfying enough for competitive athletes, they want to be the best they can be. When training by itself doesn’t lead to the desired results, the use of performance-enhancing drugs, doping, helped to achieve their goal.

But doping has led to anti-doping policies.

That’s because do'Doping is unhealthy ping is unhealthy and unethical. This is not the case for vitamin supplements. They are legal and they are said to enhance your sport performance. Now, vitamins are the most commonly used supplements among various athletic groups.

Vitamins function in the human body as metabolic regulators. They influence processes important to sport performance. For example, many of the B-complex vitamins - B vitamins were thought to be a single vitamin, but they turned out to be chemically distinct and are now referred to as a the vitamin B complex - are

8

Origin - Universiteit Leiden

involved in processing carbohydrate and fat for energy production. Several B vitamins are also essential to help form hemoglobin in red blood cells. Hemoglobin is a protein which is responsible for oxygen transport and therefore plays a crucial role in oxygen delivery to the muscles during exercise.

Moreover, vitamins C and E function as antioxidants, important for preventing oxidative damage and unethical' to cellular structure and function during exercise training.

Vitamin deficiencies can certainly negatively affect exercise performance. It’s proven that a daily intake of less than one-third of the recommended daily intake for several of the B vitamins and vitamin C, even when other vitamins are supplemented in the diet, may lead to a significant decrease in the maximal oxygen uptake and the anaerobic threshold in less than four weeks[1]. The anaerobic threshold is the level of exertion where your body must switch from aerobic metabolism to anaerobic metabolism. Aerobic metabolism burns oxygen and produces

SPECIAL

carbon dioxide as a by-product. This is the metabolic pathway that provides most of the energy we use in our daily activities. Anaerobic metabolism comes out when the preferable aerobic system can no longer keep up with the demand for energy. At this point, the lactate cycle starts to provide the needed additional energy, burning stored sugars for fuel, and producing lactic acid as a by-product. When lactic acid builds up in our bodies, it causes discomfort like cramping. A decrease in anaerobic threshold is detrimental.

However, most studies report that athletes who consume diets that contain the recommended daily intake of all nutrients have few vitamin or mineral deficiencies [2]. So, is more vitamin better? The overall review of the literature supports the viewpoint that multivitamin and mineral supplements are unnecessary for athletes or other physically active individuals who are on a wellbalanced diet with adequate calories. For example, several studies have provided multivitamin and mineral supplements over prolonged periods and reported no significant effects on both laboratory and sport-specific tests of physical performance. The effect of long term (7–8 months) vitamin and mineral supplementation (100 to 5,000 times the recommended daily intake) is measured on exercise performance of nationally ranked athletes. The athletes were tested on a variety of sport-specific tasks as well as common tests of strength, anaerobic power and aerobic endurance. They reported no significant effect of the supplementation protocol on any measure of physical performance when compared to athletes whose vitamin and mineral recommended daily intake were met by normal dietary intake.

Supplementation of a nutritionally adequate sports diet

does not improve physical work capacity, endurance, oxygen consumption, cardiovascular function, muscle strength, or resistance to fatigue. But these conclusions can’t entirely be made for each vitamin. Multiple research is done concerning vitamin E supplements and enhanced sport performance. In some studies the use of vitamin E supplements seems to reduce exercise-induced muscle injury, but this was not the case for every study. More research is thus needed.

Overall, excessive amounts of vitamin do not enhance the athlete’s sport performance. Can we even say that it’s safe? Vitamin supplementation, particularly when limited to a hundred percent of the recommended daily intake for each vitamin, is generally regarded as safe.

However, excess amounts of several vitamins may contribute to serious health problems. For example, excessive amounts of vitamin A consumed by women who are pregnant may cause birth defects. Large doses of certain B vitamins also produce harmful effects. Too much vitamin B3 intake may result in nausea, vomiting and symptoms of liver toxicity or glucose intolerance.

Additionally, at the present time the dietary supplement industry is poorly regulated. Because of this, vitamin sports supplements marketed by unreliable entrepreneurs may contain banned substances. And this can also be the case for some preparations for athletes.

In general, vitamin supplements are not necessary for the individual on a well-balanced diet as they won’t enhance their sport performance, but they may be recommended for certain athletes likely to suffer vitamin deficiencies, such as the elderly, vegans and women of childbearing age, or those who are practicing an extreme or weight-control sport.

Another not negligible fact is that vitamins obtained from natural foods are preferred over vitamin supplements. That’s because the natural foods contain important nutrients that can be deficient if athletes rely too much on supplements. The best thing to do is to focus on having a well balanced diet that will prevent you from having vitamin deficiencies. So that you can get rid of your vitamin supplements as they won’t enhance your sport performance. read more >

Origin - Universiteit Leiden

9

SPECIAL

Myth:

Left-handed people have an innate advantage in sports

I

t is often said that there is an unusually high proportion of left-handers among top athletes[3].

The most probable explanation for that in many sports the right-hander is relatively unaccustomed to facing a left-hander so the right-hander has a disadvantage. For example, a left-handed boxer has a different position to a right-handed boxer. This means that he can produce punches from directions and angles that differ from those used by a right-handed boxer, so that that a left-handed athlete has an strategic or tactical advantage.

10

Origin - Universiteit Leiden

The second explanation is that left-handed athletes have an innate superiority. That is, left-handers have an intrinsic advantage over right-handers due to superior spatio-motor skills because of the neurological differences between right- and left-handers. For example, the study from Annett has suggested that the left hemisphere language specialization found in nearly all right-handers might, in some cases, be the consequence of an 'impairment' of the right hemisphere. This 'impairment' could handicap a number of the components of skilled performance including the capacity for visuospatial thinking, the fine control of both hands and the ability to make fast reactions to both sides. Geschwind & Galaburda have proposed that left-handers may have relatively enlarged right hemispheric regions as a result of retardation of growth in the other hemisphere. In addition, Geschwind & Galaburda suggest that lefthanders may have a higher degree of overall skill due to a higher rate of bilateral representation of motor control.

To find out of one of these theories is true, first there must be concluded that there even is an innate advantage for left-handed athletes. To test this, C.J. Wood & J.P. Aggleton[4] selected soccer goalkeepers to do some research. They chose goalkeepers because goalkeepers have to make accurate responses and there should be no left-handed strategic advantage. It turned out that lefthanded soccer goalkeepers did not have an advantage, meaning that there is no evidence for an innate lefthanded bias. Wood and Aggleton also tested the most probable explanation: the strategic left –handed advantage. They found that a variable excess of left-handed players is present when such players have clear strategic advantages, for example in cricket and tennis, but these effects may be remarkably slight. In contrast to considering a sport in which there should be no strategic advantage (soccer goalkeepers), no evidence was found for an excess of left-handed players. The findings tell us that any superiority of the left-hander in these sports is strategic rather than an innate advantage.

SPECIAL

Myth:

Running a marathon will lead to long-term damage of your heart

T

he thought of running a marathon is for most people not a pleasant one. Hours long of running, sweating and especially the pain that’s involved. Nevertheless, there are some sporty types who aren’t afraid to go for a little run. There is much debate about the health risks of running the marathon.

Most runners are aware of the short-term effects of running a marathon. These are for example musculoskeletal injuries, hyponatraemia and hyperthermia.

Hyponatreamia is a metabolic condition in which there is not enough sodium in the body fluids outside the cells, this state can be due to consuming too much water. Hyperthermia is an elevated body temperature due to failed thermoregulation. The heat-regulating mechanisms of the body eventually becomes unable to deal with the heat, causing the body temperature to rise uncontrollably. The consequences of hyponatreamia

and hyperthermia cannot be neglected. Fortunately it is not very difficult to prevent them. The mild and moderate symptons are easy recognizable so that action can be taken as fast as possible. The biggest health fear though, concerns heart problems. There are people who die from heart problems during or short after a marathon.

It turned out that these people already had bad heart conditions, meaning that in this situation the marathon was not the cause of the bad heart conditions, but was the fatal factor: the stress of running a marathon can trigger an attack.

There are also long-term health worries concerning damage to the heart. Several studies are done in which researchers did blood tests before and after the marathon. It turned out that there was a elevated troponin level and other blood indicators of cardiac damage.

read more >

Origin - Universiteit Leiden

11

SPECIAL

These indicators would be a sign of injury leading to a long-term damage of the heart. However, these results did not convince all cardiologists. The results may indicate the temporary stress-situation of the heart and not the long-term cardiac damage. It’s also possible that some of the blood markers indicate damage to muscles other than the heart. Injured skeletal muscles produce excess troponin too. Follow-up studies were needed.

In the study of Jassel[5] they searched for a correlation between the blood markers of injury to any actual structural changes or scarring within the runners’ hearts.

He tested them before and after the race and then had them come in a week later for ultrasounds and cardiac MRI scans, looking directly into the interior of the heart. Based on the troponin and other cardiac-damage markers, there was no interior damage like they expected to see. So the blood markers did not indicate the true heart damage and the injury was only temporary.

This conclusion correspondents with other research[6] in which the runners were monitored again two weeks after the marathon. Analysis of the results showed that while there were some notable effects immediately after the race, these had returned to normal after two weeks.

All the research made clear that running a marathon doesn’t lead to long-term damage of your heart. This doesn’t mean that the research concerning marathon and health risks has stopped.

On the contrary. The heart will keep being studied and not only the heart, also neuromuscular consequences, bone metabolism, cartilage damage and feet swelling seem to be the latest subject of interest. Some of the

12

Origin - Universiteit Leiden

latest publications about marathons took it to the next level: they were about ultra-marathons. An example of an ultra-marathon is The Marathon des Sables. This marathon is known as the toughest foot race on earth.

It takes place in the desert of South-Morocco. It consists of six stages, in total 250 km, ran over seven days and the longest stage is 84 km. Participants must carry their own backpack with food, drinks and probably a lot of plasters. The difficult terrain and sweltering heat of the day temperatures make the marathon extremely hard.

It’s hard to comprehend how much the runners suffer during this race. An event like this, brings up questions.

Why on earth would people want to drive their body to the extremes just to be able to finish a marathon like this? What is the force behind this? Maybe it’s the same reason we’re interested in science, because of the passion to exceed limits, to explore, to find out. We, human beings, did spread all over the world being a migrating species. Matter of fact, we did come all the way out of Africa.

References

Melvin H Williams, Dietary Supplements and Sports Performance: Introduction and Vitamins. Department of Exercise Science, Old Dominion University; 2004 [1] E. van der Beek, Vitamin supplementation and physical exercise performance. Journal of Sport Sciences; 1991.

[2] L. Armstrong, C. Maresh, Vitamin and mineral supplements as nutritional aids to exercise performance and health. Nutrition Reviews; 1996.

[3] Annett & Marian, Left, Right, Hand and Brain: The Right Shift Theory. Lawrence Erlbaum,London; 1985 [4] C. J. Wood & J. P. Aggleton, Handedness in ‘ fast ball' sports: Do lefthanders have an innate advantage?

Department of Psychology, University of Durham.

British Journal of Psychology; 1989.

[5] D.S. Jassal, Cardiac Injury Markers in Non-elite Marathon Runners. Department of Cardiology Sports Med; 2009 [6] F. Knebel, Assessment of myocardial function by echocardiography and biomarkers: experience in 167 amateur participants of the Berlin Marathon.The Charité-Universitätsmedizin. European Journal of Echocardiography Supplemen; 2010.

COLUMN

Teeth on skin at fault, but still Olympic gold BY: Dylan van Gerven

Of all the queer organisms on our planet there is only one odd fellow that has tooth-like structures on its skin. This illustrious hunter is renowned for its superior swimming skills, its stealthy stalking and its ability to catch an utterly bewildered victim unaware with deadly efficiency. Just one living creature meets these demands. It is the shark and the unique features of its skin have in the past been used for swimsuits during the Olympic Games. The suits seemed to boost performance, for many records were broken both in 2004 and 2008 by participants wearing Speedo's 'Fastskin'.

Even the gold medalist of 2008, Michael Phelps, wore one of the Fastskin suits. The success and advantages of Speedo's suits appeared unrivalled. New insights, however, point out that the surface of the suit has no evident effect on the swimming speed at all.

Before expounding upon the inefficiency of the Fastskin, there are some things about sharks worth telling. For they are formidable fish whose body plan has remained virtually unchanged for hundreds of millions of years. One of their great adaptations are the placoid scales. In contrast to the tight fitting overlapping scales of bony fish, sharks have numerous smaller tooth-like scales. These scales have protrusions on them arranged in a head to tail axis. They are called dermal denticles and it is their alignment that makes them very smooth towards the tail and quite rough towards the head. The structures are made up of soft tissue at the basis and a hard mineral embedded in this soft tissue, combining the best of both worlds. The denticles thus form a protective armor while remaining their ability to flex.

Nevertheless, it was not protection that Speedo needed in its suits. It were the hydronamic properties of the dermal denticles.

Normal skin or scales produce turbulent vortices when water rushes past. This causes drag which slows the swimmer down. The riblets of a shark’s denticles interact with vortices by protruding into the water flow. This creates a low pressure zone sucking the shark forward.

Denticles thereby decrease turbulence and consequently facilitate in drag reduction. With these promises in mind Speedo set out to make a rigid swimsuit complete with denticles. But the notion that wearing such a suit could lead to a first place is almost completely misplaced says George Lauder, one of the Harvard researchers of a study on the hydrodynamic properties of shark skin.

Interestingly, when professor Lauder tested the swimming speed of rigid foils with denticles, he found that they had no beneficial effects on swimming speeds whatsoever. In fact, he recorded that the speed of the foils without denticles was faster. The Speedo Fastskin was one of these rigid materials that displayed no appreciable increase in swimming speed. The secret? Only when placed on a flexible shark skin membrane do denticles have any effect. A more than tenfold increase in speed is what sharks achieve.

It is thus through the joint contribution of a flexible membrane and numerous denticles that sharks can do what men cannot. Professor Lauder is convinced the Fastskin works, but not in the intended way. Teeth on a synthetic skin do not add to speed. They are at fault.

Once again the fine tuning of natural selection has led to a structure practically inseparable from the organism it belongs to.

Source: Oeffner & Lauder, The hydrodynamic function of shark skin and two biomimetic applications, The Journal of Experimental Biology 215, 785-795

Origin - Universiteit Leiden

13

BÈTAVRAAGBAAK

Wat is de limiet van onze sportprestaties? door: Joris Voorn en Mark Weijers

Op 16 Augustus 2009 zette hardloper Usain Bolt zijn voet over de eindstreep bij de WK in Berlijn. Hij leek wel te vliegen, zo snel ging hij. 100 meter in 9,58 seconden, een nieuw wereldrecord! De Olympisch kampioen was niet alleen zijn tegenstanders te snel af, hij klopte ook de verwachting die wetenschappers uitspraken over het nieuwe wereldrecord. In de voorgaande decennia werden de honderdsten bijna één voor één van het record afgeschraapt. Deze enorme verbetering, 11 honderdsten van een seconde ten opzichte van een jaar eerder, betekende dan ook een nieuwe puzzel voor de sportwetenschap. Maar, kan het nog sneller? En hoeveel sneller dan nog?

Statistiek Er vanuit gaande dat er een limiet is aan de menselijke spiercapaciteiten, is er ook een minimum aan tijd die een mens nodig heeft om 100 meter te lopen. Vast staat dat elk nieuw wereldrecord ons dichter bij deze limiet brengt. Maar waar ligt deze limiet? Je kunt met behulp van statistiek proberen het ultieme wereldrecord uit voorgaande wereldrecords te extrapoleren. Wat je verwacht te zien is een dalende lijn die afvlakt richting de ultieme tijd. Wanneer de tijd verstrijkt en daarmee vele pogingen het record te verbreken, verwacht

je steeds kleinere verbeteringen te zien. De limiet zal steeds dichter worden benaderd. Bij de vrouwelijke sprinters klopt deze logica tot nu toe goed. Hun wereldrecord-curve buigt bijna af tot een rechte lijn. Bij de mannen is een vergelijkbare trend te zien, tot Bolt in 2009 roet in het eten gooide. De marge waarmee hij zijn eigen wereldrecord verbeterde is groter dan statistisch te verwachten viel. Maar verschuift hij daarmee ook de limiet van de menselijk sportprestaties?

Een tweede aanpak De statistische aanpak bij het vinden van een prestatielimiet wankelt dus enigszins en het is verstandig een tweede, biomechanische, aanpak te proberen. Welk aspect werkt limiterend als iemand zijn spieren ten volle gebruikt? Zaken als het transport van brand- en afvalstoffen of de grootte van de spiervezels die zich maximaal samentrekken zouden de limiet kunnen bepalen.

Het lastige aan deze studies is dat de ontwerpen van experimentele opstelling in vitro ontzettend moeilijk is.

Kort gezegd: de ene spier is de andere niet en juist de samenwerking van al deze spieren met elkaar, en met het vatenstelsel, brengen een toptijd voort. Daarnaast ontwikkelt de rentechniek zich ook. Wanneer spieren op een ander manier gebruikt worden, verandert daarmee ook het belang van aspecten als spierlengte, spiergrootte en vaatinhoud. Maar niet alleen fysieke aspecten spelen een rol. Wat doet het mentaal met iemand wanneer deze voor een stadion vol uitzinnige fans op het startschot staat te wachten? In een laboratorium kan de spierkracht dan wel worden gemeten, maar niet die op het moment van de waarheid.

Voeding In 1904 kwam de marathonloper Thomas Hicks bij een temperatuur van 32 Cº als eerste over de

14

Origin - Universiteit Leiden

BÈTAVRAAGBAAK

De Homo universalis: het ideaalbeeld van de Renaissance.

Teruggrijpend op het klassieke Griekse onderwijs kon een mens zich ontwikkelen in al zijn kwaliteiten, als hij maar wilde. Leonardo da Vinci wordt vaak als voorbeeld genoemd, maar is dit ideaalbeeld in de huidige stroomversnelling van kennisvergaring nog wel mogelijk?

"Kan de Homo universalis nog bestaan?"

Denk mee en stuur je (onderbouwde) mening naar de Origin Redactie via originredactie@gmail.com!

Olympische eindstreep. Vanwege de hitte waren er onderweg sponsjes met water uitgedeeld. Daarnaast nam Hicks tijdens de race het eiwit van vijf eieren, om aan te sterken. Ook nam hij strychine in, een component dat later veelvuldig in rattengif werd gebruikt.

Met de kennis van nu verbaast het ons niet dat Thomas Hicks zijn medaille niet direct in ontvangst kon nemen.

Onze kijk op gezondheid is veranderd en zo ook het dieet en programma van de topsporters van vandaag.

Gedurende 80 jaar wereldrecords meten is dit zeker een factor die in overweging moet worden genomen.

Voeding bepaalt de verkrijgbaarheid van energie en de opbouw van spieren. Pure brandstof wordt gevonden in suikers, eiwitten en vetten. Dit zorgt in combinatie met hormonale activiteit voor meer spieropbouw. Kennis die tegenwoordig ten volle wordt gebruikt maar vroeger nauwelijks beschikbaar was. Door zijn lichaam van goede voeding te voorzien kan de topsporter van nu het maximale uit zijn lichaam halen.

Materiaal De Zwitserse schaatser Frans Krienbühl was een tijdlang een cultheld in de schaatswereld. Hij eindigde bij wedstrijden steevast in de achterhoede, maar zijn enthousiasme werkte aanstekelijk op het publiek. In zijn pogingen zijn persoonlijke record te verbreken had hij al aanpassingen gedaan aan zijn schaatsen. In 1974 maakte hij het echter veel te bont. In het ijskoude schaatsstadion stond hij aan de start in een dun, strak sluitend pak, uit één stuk. De topschaatsers lachten om deze nieuwe uitspatting van Krienbühl, niet wetende dat zij er ook binnen de kortste keren aan moesten geloven.

De limiet van de menselijke sportprestaties is niet in de laatste plaats afhankelijk van technologische ont-

wikkelingen. Door zo’n ontwikkeling kunnen limieten opeens vrij snel worden opgerekt. Een goed voorbeeld zijn de supersonische zwempakken van een paar jaar geleden. Wereldrecords sneuvelden bij bosjes, wie zich niet wilde of kon aanpassen verloor de strijd. Inmiddels zijn de pakken weer in de ban gedaan, omdat het vaker ging over welk pak de winnaar aan had gehad, dan over de fantastische prestatie die geleverd was (lees hier meer over in de column elders in deze Origin). Binnen het hardlopen lijkt de factor materiaal op het eerste gezicht niet groot. 100 jaar geleden zagen de atletiekbanen er echter heel anders uit dan nu, net als de schoenen.

Schoenenfabrikanten proberen de beste mogelijk schoenen voor de atleten te ontwikkelen en zien hun schoenen graag als eerste over de meet gaan. Want wie wil er nu niet op echte Usain Bolts lopen?

Bronnen • Picture sequence: http://www.brianmac. co.uk/sprints/sprintseq. htm • Nutrition: http://www. humankinetics.com/ excerpts/excerpts/ origins-and-history-ofsport-nutrition • Statistics: http:// www.wired.com/ wiredscience/2008/08/ bolt-is-freaky/ • How muscles deal with real-world loads: the influence of length trajectory on muscle performance

Tot slot laat ook de afkomst van de wereldrecordhouders een verandering zien. Rond 1900 waren het vooral Europeanen die de boventoon voerden in het mannenklassement hardlopen. Daarna Amerikanen vanaf 1920, en nu Jamaicanen vanaf 2005, goed voor 4 wereldrecords. De afbuiging in de curve is ook pas vanaf 2005 te zien. Of dit statistisch significant is weten we echter pas wanneer er weer nieuwe mensen binnen die 9.58 seconden over de eindstreep vliegen.

Een wereldrecord lijkt al met al een goede indicatie van de capaciteiten van een mens in de tijd dat deze leefde.

Wanneer er zich voor een langere tijd geen verbetering van een wereldrecord voordoet is het staande record een indicatie van het maximum dat je zou kunnen verwachten van je spieren. Of je zo’n tijd ooit zult evenaren is natuurlijk nog maar de vraag. Mocht je deze ambities hebben: we zien je graag bij de volgende Spelen!

Origin - Universiteit Leiden

15

CENTErFOLD

BY: Joris Voorn

Floating in space

Source: NASA

At the time of writing exactly 555 people may call themselves astronaut, cosmonaut or yuhángyuán, depending on their country of origin. These three words all mean “sailor of the Universe” or the like. Although many people dream of sailing through space, only few see their dream come true. It is, for example, even easier to reach the Olympics then to reach space, given an estimated 10,500 athletes will be present at the London Olympics this year. All these sportsmen and -women hope to be rewarded for their hard work during many months of preparation. For astronauts the launch is the culmination of many years of selection procedures and training as well. Proper height (between 149 and 193 cm), good vision and a bachelor degree are some of the many conditions set by space agencies. After admission into the space program, a training of 20 months awaits. Part of the training takes place in a large swimming pool, where the upcoming astronauts can get used to the feeling of weightlessness. This is especially useful for preparing them for space walks. When astronauts leave their spacecraft the difference between life and death depends on proper skills and good team work. In this photograph crew members of the ISS are working above New Zealand. They are "hoisting the sails" for the next generation of the lucky few.

16

Origin - Universiteit Leiden

CENTErFOLD

Origin - Universiteit Leiden

17

eyewitness

Visualise your language 3rd National Science Communication Student Conference We all know how to communicate. Right? So why this congress? In the Netherlands there are seven Universities educating about the communication of science, each with a different program. On Thursday January 19 th a congress day was organized.

All universities came together to get to know each other better. For students, this was a day to meet and share experiences.

Focus laid on the differences of the programs, introduction of science communication research topics and a broad view on career options. Every year a different university arranges the congress and this year the task was up to Leiden University.

The congress was centered around the theme ‘visual language’. Where the expectations really met that day? Find out in this short review and judge for yourself!

BY: Sharina Chander

The guests, who came from all over the country, started the day wtih a cup of tea or coffee. Professor Jos van den Broek hosted the congress this year and welcomed us warmly. He introduced the ‘faculty pitch’ for students.

Students, alumni and lecturers filled in a coloured note about internships. There were several options, they could share their internship experience or their quest to finding an internship or someone who has an internship to offer. This way everyone could meet up with his or her interest.

The first talk of the day was on health illiteracy, by the keynote lecturer Dr. Marcel Twickler. His talk was a real eye-opener as to why it is important that individuals have the capacity to obtain, process and understand basic health information and services. These properties are needed to make appropriate health decisions. The problems for health illiterate patients in the health care system were explained by the student Iris Nijman. She performed an internship with our keynote lecturer.

After two long, but very interesting talks it was time for the free and greatly arranged lunch. During the lunch two speeddating sessions were arranged. All guests received two symbols and all tables had a symbol. The first symbol was meant for the first round dating and the second for the last round. So when the bell rang, all you had to do is hurry to your next table because the sessions were only ten minutes. It turned out to be a good and original idea to get to know more people at the congress.

18

Origin - Universiteit Leiden

So are you wondering now why the theme ‘visual language’ was chosen? Not everyone speaks the same language and even if they do, not everyone is at the same level. That’s when ‘visual language’ comes in hand; a language that can be understood by everyone. However it must be used in the right way…

The day continued with student presentations. The ‘Crash team’ from TU Delft started off, telling us about three events they devised and presented to the ministry.

They were followed by a student of Radboud University of Nijmegen, who told about her experience in the world of science communication. She gave us an insight in the use of heel-prick cards.

The student of VU Amsterdam explained us her vision of the potential role that infographics could have in the science communication. She also showed us the infographics she made herself during her internship.

Last were the students from the University of Groningen.

They made a public event on near-death experience.

Not only did they show us the documentary they made, but also their exposition by a virtual tour.

It was quite remarkable to hear what all these students had learned and achieved in such a short time with such a success. Even though they were all from different communication programs, the basic principles of science communication were found in the presentation and the projects. For instance, the ‘Gestalt laws’ were founded in the projects.

eyewitness

These simple laws help create order in visual language, so that the audience will understand the message. Law of Figure-ground is well known rule, where the ‘figure’ wants to be seen separate from the ‘ground’. This may sound very weird, but just look at the ‘Old Lady’ picture and you will understand what I mean. Do you see the warty old woman or do you see the beautiful, young lady? Or do you see both of them?

public in the debate of antibiotic resistance and where antibiotics come from.

I hope that my review about this day excited you as a reader. And that maybe next year you will also be part of the congress. Who knows what more interesting than a workshop and an antibiotic hiphop dance will be there?

So I hope to see you all next year!

Gestalt laws A short coffee break was needed again, after a long sit.

The next item on the program meant that the students had no more time to just sit still and listen. This time they had to participate, for there was a workshop by Professor Jos van den Broek. He thaught us more about visual language, by presenting a text and then creating an appropriate infographic. The text involved difficult words like osteoclast. The professor gave us tips on how to create an infographic with difficult words, even if you’re not aware of the meaning. He told us to obey the Gestalt laws. Further, we learned that making infographics is visual storytelling and that you’re basically doing the same things a good science journalist does.

To conclude his workshop: ‘an infographic doesn’t have to be beautiful, it just needs to be clear’. Nothing more, nothing less.

Then it was time for something completely different.

Ever heard of the antibiotics hiphop? This is an energetic dance, created by students from Leiden University: Sylvie Hofman and Robin Kleian. They visualised how antibiotics worked and how bacteria become resistant.

I have to say it was quite fascinating how they were able to successfully present the message. If you are curious in finding out how they did this, you can check the facebook page of SCC Leiden or follow the youtube link.

After the dance it was time for the alumni, to tell something about how their career evolved after their participation in one of the science communication programs.

We finished the congress with a seminar, given by Maria J. Cruz. She works at a science magazine and gave us a scoop in the editing and publishing world of astronomy.

The closing lecture was by Dennis Claessen and Gilles van Wezel, who won the ‘2011 Academic Year Prize’.

The ‘Antibiotics wanted!’ team aims to involve a broad

We experience one thing as background and the other as foreground.

But why do we do that? About a century ago psychologists started looking for answer to this question. They started their research and it resulted in the ‘laws of Gestalt’. When processing visual information, our brains have preferences in creating an image. They are looking for: • Symmetry • The simplest possible form • Minimal number of forms Simplicity is the main component of these laws. We quickly get tired of puzzling with the visual messages. These laws provide visual order and understanding and thus a lower 'brain use'. Maybe you're not aware of it, but these rules are very helpful for your daily life. A good example is the tap. The hot tap can (usually) be found on the left and the cold tap (usually) on the right side.

In 1942 experimental psychologist Edward Boring suggested that about 114 laws of Gestalt exist. Many of these rules show similarities.

Among this vast amount of laws, five in particular stand out.

1. Law of proximity: Elements that are close together are seen as a group. If they are far apart than they are independent.

2. Law of similarity: Elements that are similar are grouped together.

3. Law of reticence: Elements bordered by one line are seen as a whole.

4. Law of good continuity: Objects that are placed in order in a continuous line are seen as one.

5. Law of simplicity: We see elements in its simplest form.

Link http://www.youtube.com/watch?v=tNLnAMkr3xs&feature=BFa&list=PLF79AD F941F1AE33C&lf=mh_lolz

Source http://science.leidenuniv.nl/index.php/ibl/newsitem antibiotics_wanted_wins_ academic_year_prize/?weblog=news_ibl

Origin - Universiteit Leiden

19

chemie

Nep-epinephrine Fake de fight-or-flight respons

Het scheelde maar 39 seconden. Met iets meer dan een halve minuut achterstand zag de Luxemburger Andy Schleck in 2010 de zege van de Tour de France aan zich voorbij gaan, voor het tweede jaar op rij! De grote favoriet, de Spanjaard Alberto Contador, won voor de derde keer de Tour. In september 2010 werd echter duidelijk dat er in een urinemonster van Contador kleine hoeveelheden doping waren aangetroffen. Zelf verklaarde hij dat het besmetting van zijn voedsel moest zijn geweest, het was immers een monster van een rustdag en de hoeveelheid was minuscuul, slechts 50 picogram per milliliter. De Court of Arbitration for Sport voerde verder onderzoek uit en kwam in februari van dit jaar tot een besluit: de tourwinst was onterecht. Op 29 mei ontving Schleck alsnog de gele trui, uit handen van tourdirecteur Christian Prudhomme. door: Rob van Wijk

De stof die werd gevonden bij Contador was clenbuterol, een bronchodilator die veel door astmapatiënten wordt gebruikt. Het heeft effecten als verhoogde bloeddruk, verhoogd zuurstoftransport en verhoogd vetmetabolisme. Deze laatste eigenschap is de reden dat het ook wordt gebruikt om snel af te vallen en om in de veeteelt steviger vlees te verkrijgen. Vandaar dat sporters vaak besmet voedsel als excuss aandragen voor hun positieve test, hoewel het gebruik in de veeteelt zowel in de VS als in de EU verboden is.

Adrenoreceptoren

'Alleen de illusie wordt gewekt dat er beter wordt gepresteerd' De negende etappe van de Tour de France 2010. Lance Armstrong (Verenigde Staten) gaat voorop, met op zijn hielen achtereenvolgens Andy Schleck (Luxemburg) en Alberto Contador (Spanje).

20

Origin - Universiteit Leiden

Clenbuterol grijpt aan op de adrenoreceptor, en specifiek op subtype bèta-2, waarvan de natuurlijke agonisten adrenaline (epinephrine) en noradrenaline zijn.

Gezien de structuurgelijkenis is deze aangrijping niet verrassend. De receptor, een G-protein coupled receptor (GPCR), is verantwoordelijk voor verschillende processen in de zogenoemde fight-or-flight respons in gevaarlijke situaties. Bij stimulatie worden bloedvaten verwijd, wat zorgt voor verbeterde perfusie van organen, en het hart gaat sneller kloppen. De bronchiën in de longen worden ook verwijd, terwijl broncho-vernauwende stoffen worden tegengehouden. Daarnaast ontspant glad spierweefsel in bijvoorbeeld het maagdarmkanaal, terwijl dwarsgestreept spierweefsel in de skeletspieren hogere contractiesnelheid krijgt, wat soms zorgt voor tremor, onwillekeurige spierbewegingen. Tot slot wordt glycogeen versneld omgezet in glucose, zowel in de lever als in de spieren. Kortom: het lichaam wordt binnen korte tijd voorbereid op een moment van actie:

chemie

fight, or flight! Stimulatie van deze receptor kan dus een prestatie-verhogende werking hebben. De nadruk ligt op 'kan', het is discutabel of prestaties echt verbeterd worden. Hoewel er positieve resultaten in zowel dieren als mensen zijn gevonden, is er weinig bewijs dat het daadwerkelijk de prestaties verhoogt. Een aantal andere factoren speelt nog een belangrijke rol. De receptor kan minder gevoelig zijn voor de stof, door bijvoorbeeld natuurlijke polymorfismen, maar ook door gebruik van de stof zelf, met alle gevaren van dien. Daarnaast hebben indirecte stimulerende stoffen, die niet de receptor zelf aangrijpen maar invloed hebben op de aanwezigheid van de natuurlijke agonisten, nog interessante bijwerkingen.

Door hun algemene invloed hebben zij, of eigenlijk de natuurlijk agonisten, niet alleen invloed op de bèta-2 receptor, maar ook op alle andere adrenoreceptoren. Dit kan resulteren in een psychostimulerende werking, waarbij alleen de illusie wordt gewekt dat er beter wordt gepresteerd, zonder dat dit zich vertaalt in daadwerkelijke prestaties.

Agonisten De stoffen die de bèta-2 receptor stimuleren kunnen verdeeld worden in directe en indirecte agonisten.

Directe agonisten, zoals clenbuterol, formoterol, salbutamol, salmeterol en terbutaline, grijpen aan op het actieve gedeelte van de receptor, waar ook adrenaline of noradrenaline op aangrijpt. Indirecte agonisten kunnen aangrijpen op een regulerend gedeelte of invloed uitoefenen op de aanwezigheid van de natuurlijke agonisten, door bijvoorbeeld afbraak te remmen. Dit zijn onder andere amfetamine, cocaïne, ephedrine en methylfenidaat, het geneesmiddel tegen ADHD.

Antagonisten De huidige antagonisten voor menselijk gebruik zijn niet selectief voor de bèta-2 receptor, maar grijpen op alle drie de subtypes aan. Het zijn de veel gebruikte bètablokkers, als propanolol, die dus het tegenovergestelde effect hebben: bloeddruk-verlaging. In medische zin wordt dit veel voorgeschreven bij hartfalen, hoge bloeddruk en hartritmestoornissen. In de sport wordt dit gebruikt om een hogere nauwkeurigheid te verkrijgen, door het verminderen van trillende spieren en het verlagen van de hartslag. Bètablokkers worden bijvoor-

beeld gebruikt bij (boog)schieten en bij motorraces.

Daarnaast worden ze gebruikt om angst en zenuwen te verminderen, in biljart en balspellen als jeu de boules en klootschieten.

Bijwerkingen Naast oneerlijke competitie heeft deze soort doping ook een ander groot nadeel: er zijn gevaarlijke bijwerkingen voor de gebruikende sporter. De bèta-2 receptor is aanwezig in het hart, waardoor tachycardia, een versnelde hartslag, veel voorkomt. Dit komt deels door de directe aangrijping van de stof, maar ook deels door een verlaagde kalium concentratie in het bloed als gevolg van de activering van natrium/kalium ATPase in de skeletspieren.

Daarnaast zorgen de verwijde bronchiën voor een hogere kans op inademing van pathogenen, voornamelijk gevaarlijk tijdens sporten bij een hoge concentratie deeltjes in de atmosfeer. Verder speelt in sommige gevallen het gevaar van verslaving. Tot slot kunnen de antagonisten voor bronchospasmes, een te lage bloeddruk of hartslag, duizeligheid en slaapproblemen zorgen.

Voor langdurige prestaties is gebruik ook onverstandig: vanwege de tegenovergestelde werking vermindert het juist het uithoudingsvermogen van de gebruiker.

Alles bij elkaar opgeteld is het gebruik van (dit soort) doping zeer onverstandig. Hoewel de illusie gewekt kan worden dat men beter presteert, is er weinig hard wetenschappelijk bewijs dat daadwerkelijk verbeterde resultaten worden behaald. Een simpele risk/benefit analyse zou een negatieve uitkomst moeten hebben, gezien de ernstige schade die onder andere het hart kan lijden of de ernstige gevolgen die het falen van een dopingtest met zich meebrengt.

Hoe overtuigend ook, we hoorden Schleck niet klagen.

Hoewel het maar zeer de vraag is of die 39 seconden extra te wijten zijn aan de clenbuterol die op een rustdag bij Contador werd geconstateerd, mag Andy Schleck zich de winnaar van de Tour de France van 2010 noemen.

Bron: E. Davis, R. Loiacono, R.J. Summers, The rush to adrenaline: drugs in sport acting on the beta-adrenergic system, British Journal of Pharmacology 154: 584-597 (2008)

Origin - Universiteit Leiden

21

BIOLOGIE

By: Karin Lammers

Koolmeesdilemma: aantrekkelijk of hoorbaar?

Vrouwtjeskoolmezen reageren in een lawaaiige stadsomgeving sterker op een mannetje dat hoge tonen zingt. Die zijn te midden van alle andere geluiden beter hoorbaar. Maar als het op partnertrouw aankomt, heeft datzelfde hoogzingende mannetje minder goede kansen dan zijn concurrent die lager zingt. Dit blijkt uit een artikel van de in maart gepromoveerde gedragsbioloog Wouter Halfwerk. Een gesprek over zang, stadslawaai en partnerkeuze.

Door: Karin Lammers

22

Kloppen op de deur van zijn werkkamer in het Sylviusgebouw helpt niet echt. Met een grote koptelefoon zit Wouter Halfwerk onder het genot van black metal te werken aan zijn onderzoek naar koolmezengezang. Het dwingt bezoek in de rol van mimespeler, maar dat werkt na enige tijd en er is contact. “Koffie?”, vraagt hij.

“Jouw probleem om mijn aandacht te trekken, dat is nou precies wat koolmeesmannetjes overkomt”, legt hij even later in de koffiekamer uit. Aandacht trekken heeft alles te maken met toonhoogte. En juist daar gooit stadslawaai roet in het eten, blijkt uit zijn onderzoek.

Wouter Halfwerk: “Stadsgeluid is herrie in lage tonen.

Origin - Universiteit Leiden

Koolmezen die in lawaaierige steden wonen en daar hun territorium verdedigen, hebben daarvoor een set aan liedjes beschikbaar. Maar een deel van dit repertoire zit in diezelfde lage tonen als het stadslawaai. Gevolg: ze kunnen hun aanwezigheid minder goed kenbaar maken. Dus kiezen ze voor de hoge tonen. Een hoog liedje reikt in de stadsherrie ongeveer twee keer zo ver als een laag liedje. Daar kiezen vogels in de stad dus voor.”

Woman’s choice De keuze van een stadskoolmees voor hoge tonen mag dan gunstig zijn voor de verstaanbaarheid, op de partnermarkt levert het een dilemma op. “Vrouwtjes kiezen

BIOLOGIE

 Koolmees in de stad

is, weten we. Maar wat zijn de gevolgen daarvan? En wat kunnen we eraan doen? Stillere auto’s misschien.

Of alle brommers verbieden!”

een sociale partner, een mannetje dat goed voor de jongen zorgt”, licht Halfwerk het dilemma toe, “maar dat hoeft niet per se ook degene te zijn waar ze het liefst mee paart. En bij die voorkeur voor het paren, daar speelt diezelfde toonhoogte een rol. Bij mannetjes die hoger zingen, blijken vrouwtjes eerder de nestkast te verlaten om vreemd te gaan.”

Halfwerk gaat zelf bij voorkeur met de trein. “Maar”, geeft hij eerlijk toe, “dat heeft meer te maken met mijn verlangen om minder te consumeren dan om minder lawaai te maken.”

’Alle dieren in de stad zullen hun communicatie op het lawaai aan moeten passen’

Koolmeesmannetjes zouden iets aan dit dilemma kunnen doen door wel laag te zingen, maar dan harder of dichterbij een vrouwtje. Toch gebeurt dat niet, concludeert Halfwerk in zijn proefschrift. “Ze kiezen voor hoger zingen en zullen moeten proberen hun positie als partner te verbeteren om vreemdgaan te voorkomen via de perceptie, de indruk die ze op het vrouwtje maken zeg maar.”

Dan blijft over de black metal door de koptelefoon in plaats van via een versterker. “Dat helpt”, gooi ik maar eens op de koffietafel. “Precies!”, zegt hij en kijkt me opgelucht aan.

Wouter Halfwerk wacht op het groene licht om zijn proefschrift te verdedigen. Daarna verlaat hij én het onderwerp lawaai én zijn grote hobby, de vogels. Na zijn promotie probeert hij een beurs te regelen om in Panama onderzoek te doen naar het gedrag van kikkers en vleermuizen. Ook hier gaat hij kijken naar hoe mannetjes de vrouwtjes proberen te lokken met geluiden.

Ditmaal kikkergeluiden die niet tegelijkertijd vleermuizen, de vijand, lokken. Dit is een grote stap “helemaal van de vogels af”, maar zegt Wouter: “ik denk dat het wel even goed is om breder inzicht te krijgen in het biologisch concept.”

Zoiets als Barry White met een lage stem en Michael Jackson die dan wel hoog zingt, maar er fijn bij kan dansen? Halfwerk grijnst. “Zoiets ja. Ze kunnen sneller zingen, of afwisselender. Of gewoon méér. Om indruk te maken.”

Aanpassen Over de vraag of er in de toekomst alleen nog maar hoogzingende stadsvogels zullen zijn, durft Wouter Halfwerk geen uitspraak te doen. ”Alle dieren in de stad zullen hun communicatie op het lawaai aan moeten passen”, zegt hij, “maar ieder dier doet dit op een andere manier en heeft zijn eigen beperkingen. De vraag is hoever het aanpassen door kan gaan. De koolmees heeft een groot zangbereik, van vrij lage naar erg hoge tonen, maar ze kunnen zonder lichamelijke aanpassingen niet buiten dit bereik komen. Lichamelijk veranderen kan, maar alleen op erg lange termijn. Ze zouden bijvoorbeeld kleiner kunnen worden, wat een spectaculaire aanpassing zou zijn aan het stadse leven.”

Brommers Een andere mogelijkheid is natuurlijk dat niet de vogels, maar de mensen zich aanpassen. Wouter Halfwerk vindt dat typisch een onderwerp voor wetenschappelijk onderzoek. “Waar zit de invloed van de mens op de toekomst van de natuur precies? Dat de impact groot

Wouter Halfwerk

Origin - Universiteit Leiden

23

CULINAIRE CHEMIE

Culinaire chemie met

professor Herman Spaink Professor Herman Spaink van de afdeling Moleculaire Celbiologie van het Instituut Biologie Leiden (IBL) doet onderzoek naar

M enu

tuberculose in zebravissen. Hij heeft samen met zijn zakenpartners drie bedrijven opgericht en heeft al aardig wat publicaties en patenten op zijn naam staan. Origin Magazine is bij hem thuis uitgenodigd voor zelfgemaakte sushi. Het is een leerzame avond geworden die in het teken stond van vissen, culinaire wetenschappen en exotisch eten.

Door:Valery Tjoeng, Annette Emerenciana

CH EF Prof.dr. Her man Spai nk Hoogleraar Moleculaire Celbiologie, afdeling Moleculair Cell Biology, Inst ituut Biologie Leiden (IBL), Uni versiteit Leiden

•

VO ORG ER ECH T Misoshi ru 味噌汁 Soep van miso 味噌, silken tofu kino goshi doufu 絹ごし豆腐, zeewier nori 海苔 en inge legde pruimenbloesem sakurazuke 桜漬け Wak ame sarata わかめサラタ Salade van gemarineerde zeew ier, zalm eitjes ikura いくら, coqu ille Saint-Jacque s hotate-gai 帆立貝, avoc ado アボカド, gemarin eerde wor teltjes ninjin 人参, best rooid met gerooste rde sesa mza adjes goma 胡麻 en geservee rd in een Sint-Jacobsschelp

•

SAS HIM I 刺身

Ton ijn maguro まぐろ Griet hirame 鮃 Pieterman

NIG IR IZU SHI 握り寿 司 刺身 Ton ijn maguro まぐろ Mak reel saba 鯖 Pieterman

•

GUN KAN MA KI 軍艦巻 Ora nje kuit van vliegende vis tobiko

Professor Herman Spaink snijdt een rol makizushi 巻寿司 in stukken.

24

Origin - Universiteit Leiden

とびこ en mango マンゴー.

Groen gekleurd kuit van vliegende vis tobiko とびこ en avoc ado アボカド.

Wor tel ninjin 人参 , mango マンゴー en mangosteen マンゴスチン.

•

CULINAIRE CHEMIE

"Als ik mijn eigen soepjes kan overleven, dan kan ik ook die van andere mensen overleven!"

MA KIZ USHI 巻寿司 ‘Her mes’ met tonijn まぐろ, kom kom mer キュウリ, en mango マンゴー.

‘Bra zilia ans’ met mango マンゴー en passievr ucht パッションフルーツ

•

URA MA KI 裏巻 Ton ijn maguro まぐろ, kom kom mer

キュウリ, avoc ado アボカド en vliegende viskuit tobiko とびこ.

•

OISHIZ USHI 押し寿司 Kom kom mer キュウリ, avoc ado アボ カド en tonijn まぐろ.

•

RIJSTPA PIER Ton ijn まぐろ, kom kom mer キュウリ , avoc ado アボカド en koriander コリ アンダー.

•

NAGERECHT Mangosteen in siroop

•

DIGESTIVE Japa nse pru imenwijn umeshu 梅酒 met roya l jelly.

Groene thee met gepofte rijst korrels genmaicha 玄米茶.

De familie Spaink toost op een gezellige avond met Origin Magazine.

Een dolenthousiaste professor Spaink en zijn zoon Hermes heten Origin Magazine welkom in hun huis.

Binnen wacht zijn even vriendelijke vrouw dr. Helmi Schlaman, die menig Life Science & Technology student wel zal herkennen als hun coördinator. Van te voren heeft de professor al verklapt dat hij zijn specialiteit, sushi, zou klaarmaken. Benieuwd of hij kan voldoen aan onze hooggespannen verwachtingen, volgen we de professor naar de keuken waar hij de laatste rol sushi in stukken snijdt met een speciaal sushimes. De eerste indruk is al goed.

Geboren chef

Eenmaal aan tafel wordt de sushi 寿司 en sashimi 刺身 (plakken rauw vlees) gepresenteerd zoals dat in een luxe Japans restaurant zou gebeuren. De bereiding lijkt door een sterrenchef gedaan te zijn. Ook zijn zoon Hermes heeft een bord sushi gemaakt.

Glimlachend om de complimenten zegt de professor: “Ik maak al ruim twintig jaar sushi en al ongeveer vijf jaar samen met mijn zoon, dit doen we bijna elke zaterdag.” Doordeweeks komt de professor vaak laat thuis en heeft zijn vrouw al gekookt en gegeten met hun zoon. Op de vraag wat voor soort eten er in huize Spaink wordt gekookt antwoort dr. Schlaman lachend: “Misschien kan ik beter zeggen wat we niet doen! Wat we niet doen is aardappel-groente-vlees!

Als het eens in de drie jaar voorkomt, dan is dat vaak.”

Voor de familie Spaink dus geen boerenkool en hutspot, behalve tijdens het Leidens Ontzet. “Met 3 oktober hebben we wel de traditie om als het even kan buitenlandse medewerkers uit te nodigen en dan maken we klassieke hutspot met klapstuk. Dit is eigenlijk de lees verder > Origin - Universiteit Leiden

25

CULINAIRE CHEMIE

Vele jaren later heeft de professor opgezocht welke bloemen hij eigenlijk in zijn soepje had gedaan.

Gelukkig had zijn vader wel verstand van kruiden en had de avontuurlijke professor geen giftige plantjes gepakt. “Inmiddels weet ik dat als ik de Taxus baccata (venijnboom) had gepakt, ik de hele familie uitgemoord zou hebben!” zegt hij lachend.

De wakame sarada werd prachtig gepresenteerd op een Sint Jacobsschelp. Met de klok mee: gemarineerd zeewier わかめ, zalmeitjes ikura いくら, coquille Saint-Jacques hotate-gai 帆立貝, avocadoアボ カド, gemarineerde worteltjes ninjin 人参, bestrooid met geroosterde sesamzaadjes goma 胡麻.

enige stamppot die we maken”, zegt ze. De hele familie vindt het gewoon niet echt lekker en daarom eten ze het nooit. Hermes gaat altijd naar zijn oma om dit soort klassiek Nederlandse gerechten te eten. “Maar in het weekend maken we echt tijd voor het gezin en laat ik de mannen koken”, zegt dr. Schlaman met een lach. “We zitten dan makkelijk vier tot vijf uur aan tafel en genieten er ook echt van”, brengt haar man in.

Het lange tafelen en zijn passie voor eten kreeg de professor van zijn vader, die een hotel-restaurant bezat in Scheveningen. Een van zijn eerste herinneringen is dat hij een jaar of vijf, zes was en in de tuin allerlei plantenbrouwsels maakte op zijn eigen fornuisje met echte kookplaatjes. “Ik had in de tuin allerlei bloemen geplukt en een soort van bloemensoepje gemaakt en iedereen moest het proeven. En inderdaad leek het alsof de meeste mensen het niet lekker vonden, behalve ik. Het had wel een sterk smaakje kan ik je verzekeren, maar ik kreeg het uiteindelijk wel zelf op.”

26

Origin - Universiteit Leiden

De beruchte bloemensoepjes hebben de basis gelegd voor de avontuurlijke culinaire geest van de professor. “Als ik mijn eigen soepjes kan overleven, dan kan ik ook die van andere mensen overleven!”.

Voor vanavond staat er gelukkig geen bloemensoep op het menu. In mooie Japanse kommetjes serveert mevrouw Schlaman haar zelfgemaakte misosoep van zelfgetrokken visbouillon, zachte tofu en zeewier. “Ja, we doen niets uit pakjes!” zegt ze trots. Voordat we willen toetasten, vraagt de professor of we toch geen bloemen in de soep willen. Als huwelijkscadeau uit Japan kregen de professor en zijn vrouw een potje met pruimenbloesem van een Japans klooster. Ze dachten dat er suiker op zat en deden het daarom in de thee.

“Na een paar slokjes genomen te hebben kwamen we tot de ontdekking dat het een slecht idee was geweest.

Er zat geen suiker, maar zout op de pruimenbloesem!

Om er toch een toepassing voor te bedenken hebben we het een keer in de soep gedaan. Het is ons zo goed bevallen dat we het nu nog steeds doen.” Nieuwsgierig geworden volgen wij het voorbeeld van de familie Spaink. De soep smaakt gelukkig nog steeds heerlijk en de pruimenbloesem is slechts subtiel op de achtergrond aanwezig.

Omnivoor Door zijn vele reizen naar het buitenland komt professor Spaink in aanraking met allerlei nieuwe gerechten en lokale delicatessen die de toeristen meestal niet te eten krijgen. Als gewillig proefpersoon wil hij ook alles proberen. Zo heeft hij in China in thee gekookte kippeneieren gegeten waar een bijna volgroeid kuiken in zat. “Met veren en pootjes en al?!” roepen zijn vrouw en zoon verschrikt uit. “Jazeker!” Aan het meer in Suzhou (China) heeft de professor een ander exotisch hapje gegeten. “Ik kreeg een schildpad uit het meer die in zes stukken was gehakt. Het klinkt raar, maar ik moet eerlijk bekennen dat dit wel een van de lekkerste dingen is die ik in jaren gegeten heb.”

Bijna niets lijkt de professor te gek te zijn om te proberen, komen we in de loop van de avond achter.

CULINAIRE CHEMIE

Avondcollege biochemie

Een bord makizushi

De misosoep heeft ons goed gesmaakt en nu wordt de wakame (zeewier) salade met zalmeitjes, coquilles, gemarineerde wortels en avocado geserveerd. De presentatie in de Sint Jacobsschelp is minstens net zo goed als de smaak. Dan volgt een grote selectie aan sushi en sashimi (plakken rauw vis) van tonijn, griet en de bijzondere vis de pieterman, die zelfs in Japan niet altijd te krijgen is. “Deze vis is vanochtend om vier uur gekocht op de vismarkt door de visboer”, zegt de professor. De visboer heeft de vreselijke stekels van deze vis vakkundig geprepareerd en vol trots aan de professor verkocht. De eerste kennismaking van de professor met de stekels van de pieterman was toen hij een jaar of achttien was en in Frankrijk op vakantie was met zijn ouders. De driehoekige vis met een mooi kleurpatroon had zich ingegraven op de vloedlijn waar het zand nat is. “Toen ik op de pieterman stapte voelde ik de ergste pijn in mijn leven, terwijl er maar een heel klein gaatje in mijn voet te zien was. Na vijf minuten was de ergste pijn er wel vanaf, maar mijn been bleef de hele dag zeer doen. Omstanders dachten echt dat ik overdreef tot een half uur later ook mijn moeder op de vis stapte.” Helaas voor de professor heeft hij in Portugal weer eens op een pieterman gestapt. “Gelukkig wist ik toen wel wat er gebeurd was en dat de pijn na vijf minuten wel minder zou zijn. De vis heeft vreselijke stekels waarin een neurotoxine zit, een peptide, dat direct naar de zenuwcellen gaat. Het is zo’n beetje de ergste pijn die je maar kan hebben. Ik kan het je echt niet aanbevelen om erin te stappen, maar de vis is wel heel lekker!”. In dat laatste heeft de professor helemaal gelijk.

巻寿司 gemaakt door zoon Hermes Spaink.

De decoratie is gemaakt van geroosterde sesamzaadjes in een coating van wasabi わさび.

geleerd dat de zure rijst en de wasabi functioneel zijn.

Versgevangen vis draagt makkelijk allerlei bacteriële infecties met zich mee. De peroxidases uit wasabi werken bacteriedodend. De met rijstazijn gezuurde rijst is een groeiremmer voor bacteriën”, zegt ze. “Vroeger werd trouwens vaak wel de rijst weggegooid” zegt professor Spaink. Hermes heeft als verrassing een speciaal soort sushi gemaakt uit de periode rond 1500: oshizushi (letterlijk 'geperste sushi'). Rijst, vis en groente worden in een houten mal geplaatst en dan met een zware steen naar beneden gedrukt. Trots zegt de professor: “Buiten Japan is oshizushi bijna niet te krijgen, maar deze specialiteit van Osaka is daar nog steeds heel populair. Hermes heeft deze bijzondere sushi in de familie geïntroduceerd en ik heb de mal als cadeautje meegenomen van één van mijn reizen.”

“Is papa nu tijdens het eten een lezing over toxines aan het geven? ”

Tijdens het eten vertellen de professor en zijn vrouw nog meer interessante weetjes over voedsel. Zoals het echte wetenschappers betaamt, vragen ze zich altijd af waarom hun eten op een bepaalde manier bereid wordt of waarom bepaalde ingrediënten gebruikt worden. “Eetgewoontes in andere landen hebben vaak een gezondheidsbasis. Er is een reden waarom in een heilig boek staat dat mensen bepaalde dingen niet mogen eten”, legt dr. Schlaman uit. En het liefst horen ze de reden hiervoor van lokale wetenschappers, want die kunnen vaak veel beter een verklaring hiervoor geven dan het internet. “In Japan hebben we

Hermes Spaink presenteert met trots zijn oisizushi 押し寿 司 (letterlijk: geperste sushi) van komkommer, avocado en tonijn, een niet in Nederland verkrijgbare specialiteit uit de Japanse stad

Ook de oshizushi smaakt ons goed en we proeven ook van de bijzondere ‘Braziliaanse’ sushi met passievrucht, mango en zalm- of visseneitjes. Door een restaurant in Rennes, Frankrijk, is de professor op het idee gekomen om in Vietnamese stijl de rijst met rijstpapier te omwikkelen in plaats van met zeewier en zit er koriander in de vulling. Een andere bron van inspiratie is de kookclub van het Leiden BioScience Park waar zijn bedrijven ZF-Screens, ZF-Pharma en NewCatch zijn gevestigd.

Osaka.

Wat niet op het menu staat is de sushi met de beruchte fugu (Japanse kogelvis). We vragen de professor of hij avontuurlijk genoeg is geweest om zich aan deze sushi te wagen. “Ik heb inderdaad ooit sashimi gegeten van fugu (jugu sashi). De smaak vind ik niet eens zo bijzonder lekker. En voor de prijs van al gauw 50…” lees verder > Origin - Universiteit Leiden

27

CULINAIRE CHEMIE

Zelf zegt hij nooit deze uiterst giftige vis te willen bereiden. Het gif tetrodotoxine (TTX) van de fugu is uiterst giftig voor mensen en zit vooral in de lever en de bloedvaten naar de lever toe. Eén hapje kan al fataal zijn en het is geen leuke dood. Nu wil de professor een misverstand uit de wereld helpen. “Het gif wordt niet door de vis zelf geproduceerd, maar het is een bacteriële toxine geproduceerd door onder andere Pseudoalteromonas tetraodonis die door de de fugu gegeten worden en daarmee in endosymbiose leeft. Het gif is veel gevaarlijker dan die van de pieterman. Ja, bacteriën produceren toch wel de meest toxische stoffen. Cholera is er nog zo een.” Hermes vraagt hierop lachend: “Is papa nu tijdens het eten een lezing over toxines aan het geven?”

Topsport Het eten van zo veel lekkere sushi is bijna een topsport in huize Spaink. Het gezin zelf is ook sportief. Professor Spaink doet aan squash, mevrouw Schlaman is een aerobics fanaat en Hermes doet aan tennis. Zelfs tijdens de vakantie blijven ze sportief bezig. “Sport neemt dan meer de vorm aan van vakantierecreatie. We maken dan lange wandelingen door de bergen” zegt professor Spaink. “Daarbij mag de picknickmand niet ontbreken!” vult zijn vrouw aan.

Ook zebravissen kunnen topsport bedrijven, zoals professor Spaink en zijn team beschrijven in een artikel dat is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift PLoS ONE. De conclusie van dit onderzoek is dat er spiervorming optreedt bij zebravissen die gedurende anderhalve maand constant op hun maximale snelheid zwemmen. “Deze zebravissen kregen zeer goed te eten en het ontbrak hen dan ook aan niets. Onder deze omstandigheden ontpopten de vissen zich tot een soort bodybuilders, je zou ze ook Schwarzenegger-vissen kunnen noemen.”

Bruggenbouwer In zijn onderzoeksgroep Moleculaire Celbiologie werkt professor Spaink veel met zebravissen. Deze vissoort plant zich gemakkelijk voort, in tegenstelling tot de bedreigde vissoort paling. In samenwerking met universitair hoofddocent en visfysioloog dr.

Guido van den Thillart, heeft hij in 2008 een manier gevonden om palingen te laten voortplanten zonder dat ze eerst 5000 kilometer moeten zwemmen. De professor legt uit: “De hormonen die in de paling de

28

Origin - Universiteit Leiden

voortplanting regelen zijn hetzelfde als in de mens.

Ik heb toen met een postdoc uit Mexico een aantal genen die voor de menselijke voortplantingshormonen coderen tot expressie gebracht in zebraviscellen.

Toen hebben we die viscellen geïmplanteerd in die palingen en een half jaar later kregen we palingen in voortplanting.” Deze techniek werd gepatenteerd en om de uitvinding een kans te geven ontstond het bedrijf NewCatch BV, een dochterbedrijf van het door professor Spaink en dr. Guido van den Thillart eerder opgerichte ZF-Screens BV. In 2009 is NewCatch BV een samenwerking aangegaan met een grote glasaalkwekerij in Volendam. Zes jaar na de oprichting heeft het bedrijf veertien medewerkers in dienst.

Drie jaar geleden is de professor met de komst van moleculair bioloog dr. Ron Dirks een nieuwe richting ingeslagen met het onderzoek naar visziektes en hebben ze een systeem ontwikkeld om visziektes te bestuderen. Het is moeilijk om de kleine zebravissenembryo’s te injecteren met Mycobacterium marinum die in vissen tuberculose (TBC) veroorzaakt. “Samen met Ron deed ik de ontdekking dat het ook mogelijk was om de eitjes te injecteren met de bacterie en dat het daarna in de rest van het lichaam van het zebravisembryo komt. Dit was een makkelijkere en snellere methode en deze ontdekking werd dan ook gepatenteerd”, zegt de professor. Een nieuw kansmoment drong zich aan met de komst van de enthousiaste promovendus bij de chemie Jan de Sonneville, die van huis uit een natuurkundige is. Na vier tot vijf weken intensief luisteren en optekenen snapte hij het hele proces van het injecteren van de zebravisembryo’s.

Toen heeft deze promovendus in twee tot drie weken tijd een robot gebouwd die dit proces kon automatiseren waardoor high throughput screening (HTS) mogelijk werd. “Op grond van dit nieuwe patent, dat op zijn eigen naam staat, is Jan zijn eigen bedrijf Life Science Methods begonnen dat naast ZF-Screens is gehuisvest. Toen is ook dochterbedrijf ZF-Pharma BV opgericht dat screening systemen met gebruik van robotics verkoopt voor in de eerste plaats tuberculose.” De professor is blij dat na anderhalf jaar de betaling binnen is van hun klant GlaxoSmithKline, een groot farmaceutisch concern. “Als je aan Science Based Business doet, moet je soms veel geduld hebben!” verzucht professor Spaink.

CULINAIRE CHEMIE

Professor Spaink en zijn zoon hebben zich uren uitgesloofd in de keuken met dit prachtig plaatje als eindresultaat. Op de achtergrond is nigirizushi 握り寿司 te zien, in het midden gunkanmaki 軍艦巻, en op de voorgrond sushi in rijstpapier gerold in plaats van zeewier.

hebben we iets voor elkaar gekregen dat je ieder apart niet was gelukt.”

“Dit past ook helemaal in het plaatje van de faculteit over hoe we onze studies tegenwoordig inrichten. We gaan vanuit monodisciplinair naar multidisciplinair onderzoek en samenwerking. Dit onderzoek met Herman als bruggenbouwer is daar een uitstekend voorbeeld van”, vult dr. Schlaman trots aan.

Homo universalis “Inmiddels is er goed nieuws! Onze Poolse postdoc Małgorzata Wiweger heeft aangetoond dat dit systeem ook geschikt is voor kanker.” Commercieel gezien is deze ontdekking interessanter, omdat er in kankeronderzoek honderden miljarden euro’s omgaan en in het onderzoek naar TBC, dat meer als een ziekte van vooral de derdewereldlanden wordt gezien, slechts sprake is van honderden miljoenen euro’s.

“Maar de strijd tegen tuberculose blijft mijn grote liefde en ik zal hier zeker de komende twintig jaar aan blijven werken!” De professor is er zeker van dat met de opmars van resistente bacteriestammen van M. tuberculosis de ziekte weer zal oprukken in ontwikkelde landen. Hoewel Nature niet genoeg onder de indruk is geweest om de ontdekking te publiceren over het gebruik van robotics voor het injecteren van zebravissen met TBC-bacteriën, staat het verhaal wel in PLoS ONE. Toch heeft professor Spaink goede moed: “Ik ben ervan overtuigd dat wanneer we over een paar jaar een geneesmiddel hebben tegen TBC, dat dan de hele wereld er van opziet.”

Ondanks zijn grote successen blijft de professor heel bescheiden. Het meest trots is hij op de samenwerking tussen de vijf sleutelfiguren dr.ir. Jan de Sonneville, dr. Ron Dirks, dr. Annemarie Meijer en hemzelf van de afdeling Moleculaire Celbiologie en prof.dr. Tom Ottenhof van de afdeling Immunohematologie en Bloedtransfusie, faculteit Geneeskunde, in hun onderzoek naar TBC. “Ik vind het echt iets super unieks dat we met een robot TBC-screens kunnen doen in zebravissen in plaats van met muizen. Met z’n allen

Volgens de professor en zijn vrouw kan en moet je niet alles zelf willen doen: “Je moet goede mensen durven te vertrouwen, anders lukt het je nooit in een bedrijf en in de wetenschap.” We vragen of de professor gelooft dat de Homo universalis nog bestaat. “Ik ben ervan overtuigd dat als je ergens de Homo universalis kan terugvinden, het wel bij de wetenschappers is.

Wetenschappers hebben ten eerste een grote interesse voor waar ze zelf aan werken, maar hebben tegelijk ook een groot respect voor waar ze niet aan werken.

Ten tweede reizen wetenschappers ook veel, want het bezoeken van congressen is toch wel een secundaire arbeidsvoorwaarde, en daardoor pikken ze toch veel op van verschillende culturen en eten.” De professor ziet hier geen verschillen in tussen alfa- of bètawetenschappers in hun drang naar het kennismaken met andere culturen. “Bovendien observeren wetenschappers beter en komen vaak zo meer te weten dan de gemiddelde toerist” is de mening van de professor Spaink, die ook door zijn vrouw gedeeld wordt.

Een voorbeeld van zo’n wetenschapper is de Mexicaanse hoogleraar Federico Sánchez die helemaal gek is van culinaire dingen. Van hem hebben ze veel geleerd over de authentieke Mexicaanse keuken. Hun wetenschappelijke nieuwsgierigheid naar het hoe en waarom van het Mexicaans eten brachten hen op een geweldig idee. “Gedurende onze sabbatical in Mexico dachten Helmi en ik dat het misschien wel de moeite waard is om een soort World Academy of Culinary Sciences op te richten, nog lang voordat het internet in opkomst was.” Zo zou kennis over de reden voor de bereidingsmethode voor sushi of de ge-

Origin - Universiteit Leiden

29

CULINAIRE CHEMIE

neeskrachtige werking van Mexicaanse kruiden, insecten en schimmels met de wereld gedeeld kunnen worden. Helaas is het er nooit van gekomen en denken de professor en zijn vrouw dat ze er nu ook te laat mee zijn om er alsnog aan te beginnen.

Links: mangosteen-dessert.

Rechts: een klein glaasje Japanse pruimenwijn umeshu 梅酒 met

Snelcursus sushigeschiedenis Sushi 寿司 betekent letterlijk ‘zuur-smakend’ en is een verwijzing naar de oorspronkelijk gefermenteerde vorm. Tweeduizend jaar geleden werd rauwe vis gezouten en één tot drie jaar lang in lagen met gekookte rijst gefermenteerd in een luchtdicht afgesloten emmer met water. Na fermentatie bleef de vis nog een half jaar lang houdbaar, maar de zure rijst werd weggegooid. Deze conserveringsmethode uit Zuid-Oost Azië bereikte via China en Korea uiteindelijk in de 8ste eeuw Japan. De oudste vorm van sushi, narezushi 馴れ寿司, werd op dezelfde manier bereid.

Royal Jelly.

Bijzondere drankjes Na vier uur tafelen is de sushi dan zo goed als op. Als toetje wordt de exotische vrucht mangosteen geserveerd en krijgen we genmaicha, Japanse groene thee met gepofte bruine rijstkorrels erin, aangeboden. De sushi zakt langzaam weg. Dan tovert de professor drie verschillende flessen umeshu (pruimenwijn) op tafel.

“Jullie mogen kiezen uit lang gerijpte pruimenwijn, pruimenwijn vermengd met sake en pruimenwijn met Royal Jelly, honing van bijen uit de keizerlijke tuinen van Tokyo.” Onze keus valt op de laatste. Voorzichtig nippen we van dit heerlijk en kostbaar vocht.

Ondertussen vertelt de professor verder over hun bijzondere ervaringen met de Mexicaanse keuken. “Het meest bijzondere en lekkere dat we daar gegeten hebben is eieren van de honingmier.” De professor en zijn gezin zijn ook dol op huitlacoche (builenbrand), een zwarte schimmel die op verzwakte maiskolven groeit.

Het meenemen van dit soort exotisch eten heeft de familie Spaink wel eens opgetrokken wenkbrauwen van douanebeambten opgeleverd. Ze doen nu zuinig aan met hun kleine voorraad Mexicaanse delicatessen dat in de diepvries ligt.

We nemen nog een laatste slokje thee. De professor grapt: “Als jullie langer blijven, gaan we aan de Japanse whisky, maar dan zouden jullie moeten blijven slapen.” “Maar dat gaan we vandaag niet doen,” zegt dr. Schlaman lachend, “want we moeten morgenochtend weer vroeg op!” Dankbaar voor het geweldig diner nemen we afscheid. Met wat de familie Spaink over de Mexicaanse keuken kan vertellen levert genoeg stof op voor een volgende rubriek Culinaire chemie…

Eind 16e eeuw ontdekten Japanse koks dat de fermentatietijd verkort kon worden naar een maand door de rijst en vis neer te drukken met zware stenen. De half-gefermenteerde vis werd samen met de rijst gegeten en werd nama nare なまなれ寿司 (half-gemaakte sushi) genoemd.

In de 17e eeuw werden suiker en rijstazijn aan de rijst toegevoegd zodat de smaak verbeterd werd. Dit type sushi, hayazushi 早寿司(begin van de sushi) genoemd, is het eerste type sushi waarbij de rijst niet gebruikt werd voor de fermentatie. De bereidingstijd van hayazushi is een dag.

De ontwikkeling van narezushi tot oshizushi 押し寿司 (letterlijk geperste sushi) werd begin 18e eeuw geperfectioneerd in de stad Osaka.

De topping werd in een houten mal (oshibako 押し寿司箱) geplaatst en bedekt met rijst waarna het geheel geperst werd door de sushichef.

Halverwege de 18e eeuw bereikte oshizushi de stad Edo (hedendaags Tokyo). Aan het eind van de Edo Periode in de 19e eeuw opende Hanaya Yohei 華屋与兵衛 (1799 – 1858) een sushistalletje (sushi-yatai 寿司 屋台) en ontwikkelde sushi voor fast-food consumptie. Vis werd kort gekookt of gemarineerd in soyasaus en bovenop handgerolde klompjes ongefermenteerde rijst geplaatst. Dit type sushi was binnen enkele minuten bereid en geschikt om met de handen of eetstokjes (hashi 箸) onderweg of in een theater te eten. Vroeger werd dit type sushi Edomaezushi 江戸前寿司 genoemd, naar de Edo Baai waar de verse vis gevangen werd. Tegenwoordig is de formele naam Edomae nigirizushi, de voorloper van de hedendaagse nigirizushi 握り寿司 (letterlijk ‘rijpe sushi’).

Hedendaagse nigirizushi wordt met rauw vis bereid en niet meer vooraf gemarineerd. Andere moderne types sushi die door professor Spaink geserveerd werden zijn: makizushi 巻寿司 (rijst en vulling opgerold in zeewier, in 6-8 schijven gesneden), uramaki 裏巻 (vulling opgerold in zeewier met rijst aan de buitenkant), en een speciale type nigirizushi: gunkanmaki 軍艦巻 (‘oorlogsbootrol’ waarbij een reep zeewier gevouwen wordt om een ovale klomp rijst met zachte vulling bovenop).

Met dank aan Shintaro Nagaoka.

30

Origin - Universiteit Leiden

AGENDA

Agenda Woensdag 16 mei t/m zondag 26 augustus Tentoonstelling: Bio Science Park van Ontdekkingen Meer weten over ons Bio Science Park, ga dan langs bij deze tentoonstelling. Meer info: www.rapsite.nl

Maandag 13 t/m vrijdag 17 augustus EL CID DĂŠ introductieweek voor alle nieuwe Leidse studenten. Leer de stad, de universiteit en je medestudenten kennen.

Maandag 3 september Opening Academisch jaar 2012-2013 Op maandagmiddag zal de traditionele opening van van het academisch jaar plaatsvinden. Houd de universitaire website in de gaten voor meer informatie!

Elke tweede zondag van de maand Hortus Thema wandelingen Wil je in de zomer genieten van de mooiste bloemen en planten, neem dan deel aan een van de mooie zomerwandelingen in de Hortus Botanicus, onder begeleiding van een expert. Meer info: www.hortusleiden.nl

Zaterdag 20 oktober Bachelorvoorlichtingsdag www.studereninleiden.nl

Vrijdag 9 november Mastervoorlichtingsdag www.mastersinleiden.nl

Vrijdag 30 november Open Dag Wiskunde en Natuurwetenschappen www.studereninleiden.nl

Colofon , jaargang 7, nummer 4, juli 2012 Oplage:

1.500

Redactieadres: Origin Magazine

Einsteinweg 55, 2333 CC Leiden

originredactie@gmail.com

www.originmagazine.nl Aan deze Origin werkten mee: Wouter Halfwerk, Tamara de Koning, Karin Lammers, professor Herman Spaink Redactie: Eindredactie: Dwayne van der Klugt Hoofdredactie: Rob van Wijk Redactie: Sharina Chander, Annette Emerenciana, Dylan van Gerven, Michael de Korte, Carlos de Lannoy, Anja Rienitz, Marit van Santen, Valery Tjoeng, Mart Vogel, Joris Voorn, Mark Weijers Productie- en begeleiding: Van Zessen Klaar, Leiden Opmaak: teambart Origin en al haar inhoud Š Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen, Universiteit Leiden.

Alle rechten voorbehouden.

Biocomics

Knockout Mouse

Origin - Universiteit Leiden

31