Wat doet dat met je lichaam

Pieter Vancamp

wat d o et dat m et j e

alcohol slaaptekort uitdroging straling bacterie

hitte - zonlicht - virus - honger

lichaam ?

Inhoud

7

inleiding

wat doet zonlicht met je lichaam?

15

De zon als warmte- en lichtgevende kernreactor De ogen als camera van het lichaam Hoe zonlicht ons levensritme bepaalt Wat doet zonlicht met je huid?

13

18 24 30

37

39 45 54

63

65 69 75 78 82

wat doet (een tekort aan) slaap met je lichaam?

Waarom we slapen: de hersenen boenen of het lichaam repareren?

Van dromen en nachtmerries Wat doet slaaptekort met je lichaam?

wat doet grote hoogte met je lichaam?

Zuurstofrijke lucht als levensbrandstof Omgaan met zuurstoftekort op grote hoogte Als de zuurstofstress te veel wordt: acute hoogteziekte Acclimatiseren door training Hoe zijn mensen geboren op grote hoogte aangepast?

3

Inhoud

85

wat doet voeding met je lichaam?

87 96 105 110

115

117 127

135

Waarom eten en drinken we, en wat gebeurt ermee in ons lichaam?

Van suikers tot vetten en mineralen Wat doet ondervoeding met je lichaam?

Wat doet overvoeding met je lichaam?

wat doet de zwaartekracht met je lichaam?

Het menselijk lichaam: geschapen door de zwaartekracht Wat doet de afwezigheid van zwaartekracht met je lichaam?

wat doen virussen en bacteriën met je lichaam?

137 144 159 163 165

Het microbioom: onze persoonlijke collectie bacteriën en virussen Wanneer gevaarlijke indringers het lichaam op de proef stellen De levensreddende kracht van vaccins: met het afweersysteem naar school Allergieën: leven we te proper?

Wat brengt de toekomst?

4

Inhoud 

167

169 172 178 182

191

193 197 204 209

215

218 224 231

wat doen hitte en koude met je lichaam?

Het perfect warmgestookte menselijk lichaam Wat doet hitte met je lichaam?

Een hitteslag: de natuurlijke grenzen aan het koelingssysteem Wat doet koude met je lichaam?

wat doet (te veel) alcohol met je lichaam?

De dronken aap-hypothese Hoe verwerkt ons lichaam ethanol?

Een glaasje te veel: acute alcoholintoxicatie Wat doet alcohol met het lichaam op lange termijn?

wat doet radioactieve straling met je lichaam?

Het onwaarneembare waarnemen Wat doet radioactieve straling met je lichaam?

Een hoge dosis radioactiviteit: een onvoelbare en onruikbare killer

5

INLEIDING

Pieter Vancamp

inleiding De mens is een fascinerend organisme. Hoewel de eerste eencelligen al meer dan 3,8 miljard jaar geleden de vroegste oceanen bevolkten, en sedert ettelijke miljoenen jaren ontelbaar veel planten en dieren het levenslicht zagen, palmde de moderne homo sapiens de hele aardbol in op een slordige 40.000 jaar tijd, iets wat geen enkele andere soort hem voordeed. Dankzij de kennisoverdracht van de ene generatie op de andere, taal om elkaar te begrijpen, kunst om te verwonderen en muziek om te verbinden, bouwden we een complexe samenleving met een voetafdruk zo groot dat de gezondheid van Moeder Aarde zelf in het gedrang komt.

De misschien wel belangrijkste bron voor die expansiedrang en onstopbare smacht naar cultuur en kennisverrijking, zeul je elke dag mee op je schouders: de hersenen, een in de stevige schedelpan verpakt bouwwerk met zodanig sterk ontwikkelde voorkwabben dat we ons bewust zijn van ons bestaan en kunnen nadenken over hetgeen waarmee we nadenken. Nog in de 86 biljoen netjes opeengestapelde zenuwcellen huizen een gevorderd redeneringsvermogen om complexe problemen op te lossen en te voorspellen, genoeg rekenkracht om een man op de maan te krijgen, de vaardigheid om zieke soortgenoten te genezen en voldoende verbeeldingskracht om te filosoferen over abstracte concepten als leven en dood.

Maar onder die hypermoderne biologische computer schuilt een dierlijk lichaam dat de natuur in elkaar puzzelde vertrekkend van een eeuwenoud bouwplan, het DNA, overgeërfd via moeder en vader. Het menselijk lichaam is een ingewikkelde biologische machine samengesteld uit verschillende weke organen die in tandem werken onder leiding van de hersenen, 8

Inleiding

met skelet en spieren die de zachte weefsels gestalte geven.

Die machine is in de loop van miljoenen jaren onder de kracht van natuurlijke selectie geperfectioneerd en raakte gaandeweg uitgerust met een arsenaal aan biochemische wapens om weerstand te bieden tegen allerhande biologische en fysische vijanden, met als enige doel het erfelijk materiaal koste wat het kost te beschermen om de volgende generatie te bedienen en de soort in stand te houden.

Heel wat van onze menselijke trekjes vinden hun wortels in die dierlijke overlevingsdrang en komen tevoorschijn wanneer we met natuurlijke gevaren, conflicten of verleidingen worden geconfronteerd. We schrikken nog steeds van een harige spin, zijn als de dood voor hoogtes, gaan tot het uiterste om een partner te vinden, voeren oorlog of slaan in paniek bij een levensgevaarlijke situatie. Logica en intellect maken plaats voor puur overlevingsinstinct, gedrag dat afstamt van de oude wereld waarin we als jager-verzamelaars natuurkrachten trotseerden en ons een weg baanden tussen giftige planten en sluwe roofdieren. En hoewel we ons vandaag goed weten te beschermen tegen de brute natuur met pijnstillers, vaccins, kleding, beschutting, brillen, airco’s, constante voedselzekerheid en noem maar op, wordt ons lichaam nog altijd dagelijks op de proef gesteld, en ageert het nog steeds met datzelfde doel voor ogen: overleven.

Dat natuurlijke vijanden elke minuut van de dag het functioneren van ons lichaam belagen, werd mij zelf duidelijk in de bloedhete zomer van 2019 in Parijs, waar ik als wetenschappelijk onderzoeker werk bij het Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek. In een eeuwenoud instituut in de prachtige Jardin des Plantes bestuderen we de interactie tussen schildklierhormonen en de hersenontwikkeling.

Ik kwam er terecht na mijn studies biologie en een vier jaar 9

Pieter Vancamp

durend doctoraat aan de Katholieke Universiteit Leuven onder de vleugels van professor Veerle Darras, een fascinerende vrouw die biologie ademt en een onuitputtelijke inspiratiebron was, en nog steeds is.

Die zomer in Parijs steeg de temperatuur enkele malen boven de 40°C, vooral in de binnenstad waar de gebetonneerde structuur de warmte extra goed vasthield. Alweer een schrikwekkende aftekening van de klimaatopwarming, want de situatie doet zich gemiddeld vaker voor en de voorvallen krijgen almaar extremere kantjes. Zonder airco en al puffend en zwetend in de lange witte labojas, zocht ik met mijn collega’s af en toe verkoeling in onze ‘koude kamer’ waar we chemische producten bewaren bij 4°C. Zweten… voldoende drinken… afkoelen… niet al te zware inspanningen… Tijdens een van die verkoelende pauzemomenten, vroeg ik me af of iedereen wel doorhad waarom je in heet weer verandert in een rondlopende vijver. Waarom hang je als een hond onder de kraan al gulpend water te drinken? Waarom krijg je dat vreemde gevoel van kippenvel bij intense warmte? Ik schreef de antwoorden bij elkaar in een kort essay en bereikte tot mijn verbazing een groot publiek. Uit de reacties nam ik verwondering waar bij mijn lezers, die voortaan wisten dat er een thermostaat in het menselijke lichaam huist die de kerntemperatuur perfectionistisch afstelt op 36,8°C en daarvoor allerlei truken tevoorschijn tovert om niet na vijf minuten over te koken.

Ik was nochtans niet aan mijn proefstuk toe. Van kleins af aan deel ik mijn passie voor mens en natuur met mijn vader, eveneens doorwinterd bioloog en verwoed prediker van het darwinisme. Wij zijn het soort mensen dat elkaars verjaardag vergeet, maar elkaar wel opbelt als David Attenborough een nieuwe documentaire de wereld in stuurt. Al jarenlang 10

Inleiding

ondergaan mijn vrienden dagelijkse lezingen over de meest uiteenlopende biologische verschijnselen, waarin ik hen onvermurwbaar probeer te overtuigen van de pracht en praal van de natuur, al dan niet met succes, sessies die we met wederzijdse toestemming ingekort hebben tot vijftien minuten per dag.

Hitte is natuurlijk niet de enige uitdaging voor een mensenlichaam. Er zijn zoveel andere, soms schijnbaar onbenullige bedreigingen waarmee ons lichaam op elk moment van de dag moet omgaan. Binnenin ons lijf is het te allen tijde alle hens aan dek, elke seconde wordt er gewaakt over alles wat ons gezond en wel de dag doorbrengt: een constante lichaams­ temperatuur, drie keer per dag een hongergevoel opwekken, eten en drinken verteren, een dosis alcohol verwerken, de hersenen acht uur lang in slaap houden, ons beschermen tegen schadelijke UV- en radioactieve straling, en aanvallen van virussen, bacteriën en ander ongedierte afweren. En dat terwijl we continu vasthouden aan een drukke levensstijl die afwijkt van de biologische ritmes waarop het leven zich ontwikkelde.

In de meest barre omstandigheden wordt pas echt duidelijk hoever een lichaam zijn fysiologische grenzen kan verleggen, en hoelang het standhoudt. Soldaten uit de Tweede Wereldoorlog vochten dagenlang bij ijskoude temperaturen zonder aangepaste kleding, we keren heelhuids terug van een trip naar de gewichtloze ruimte, klimmen nu al zonder extra zuurstof tot op het dak van de wereld, overleven wekenlang op onbewoonde eilanden met amper voedsel, kunnen dagenlang door met amper slaap en rijzen elke keer weer op na een gewelddadig duel met een infecterende bacterie.

Hoe trotseert het lichaam al die uitdagingen? Welke prijs betaalt het voor zijn verweer tegen de grimmige natuurverschijnselen?

11

Pieter Vancamp

Met andere woorden: wat doet dat met je lichaam? Dat probeer ik je uit te leggen in dit boek. Ik neem je mee op een avontuurlijke reis door het lichaam en laat je zien wat voor een indrukwekkende en perfect afgestelde machine het is, en op welke creatieve manieren we in leven blijven, zonder dat we er ons een minuut druk over moeten maken. In sommige situaties loopt het weleens mis, maar dan kunnen we berusten op ideeën uit onze eigen denktank om het lichaam een handje te helpen. Zoals altijd zijn er ook grenzen aan het menselijke kunnen. Waar liggen die? Hoeveel speelruimte is er vooraleer de machine in panne valt?

Aan de massa aan kennis waaruit ik put, gingen eeuwen doorgedreven onderzoek door bevlogen wetenschappers vooraf, wat ons nu toelaat beter te begrijpen hoe ons lijf in elkaar zit en hoe we het efficiënt kunnen beschermen. Het is een verhaal rijk aan curieuze anekdotes, scherpzinnige waarnemingen en spitsvondige experimenten. Ik neem je mee in dat ongelooflijk boeiende verhaal en probeer je ogen te openen voor hoe je lichaam werkt in de altijd veranderende wereld om je heen. In negen hoofdstukken maak ik het mijn uitdaging je te laten inzien in wat voor een veelzijdige verpakking je rondloopt: zonlicht, slaap, grote hoogte, voeding, zwaartekracht, virussen en bacteriën, hitte en koude, alcohol en radioactieve straling. Wat doet dat met je lichaam? Veel plezier met deze boeiende ontdekkingstocht!

Pieter Vancamp

12

hoofdstuk 1

WAT DOET ZONLICHT MET JE LICHAAM?

Pieter Vancamp

wat doet zonlicht met je lichaam?

Enkele jaren geleden kwamen antropoloog Megan Brickley en haar team tot een verrassende vaststelling: uit onderzoek op eeuwenoude geraamtes in Quebec en Frankrijk bleek dat de toenmalige eigenaars broze tanden met gaatjes overhielden aan een langdurig vitamine D-tekort tijdens hun kindertijd.

Het was een restant van de ermee gepaard gaande ziekte die abnormale botgroei veroorzaakt, rachitis of ‘Engelse ziekte’, zo genoemd omdat de kwaal oprukte onder kinderen in de geïndustrialiseerde wijken in het Engeland van de 18e en 19e eeuw.

Hoofdoorzaak van dat alles: een tekort aan zonlicht. De Engelse jongens en meisjes moesten al van jongs af aan in donkere fabrieken werken en doolden rond in nauwe straten omgeven door metershoge gebouwen waar zonnestralen niet konden doordringen tot op de naakte mensenhuid. Ook nu nog sluimert de gelukkig omkeerbare ziekte in contreien arm aan zonlicht, en sinds de eeuwwisseling duikt ze weer meer op in België, mogelijks omdat kinderen een groot deel van de dag voor een scherm doorbrengen.

Buiten ons blij stemmen en een mooie bruine teint bezorgen, doet zonlicht dus nog veel meer met het lichaam waar we vaak niet bij stilstaan. Hoe komt het dat een tekort aan zonlicht zo’n drastische gevolgen heeft voor het beendergestel? Zonlicht relateren we natuurlijk ook aan het zien van een wereld in beweging: hoe nemen de ogen kleuren en grijstinten waar, en hoe verwerken de hersenen die informatie tot een vloeiende film? Daarnaast volgen allerhande natuurlijke processen en levensbelangrijke parameters, zoals de lichaamstemperatuur, 14

Wat doet zonlicht met je lichaam?

het ritme van de dag door zich af te stellen op het op- en ondergaan van de zon. Hoe werkt dat allemaal? Wat heeft zonlicht met een jetlag te maken? En hoe beschermt de huid zich tegen schadelijke UV-stralen?

De zon als warmte- en lichtgevende kernreactor De aarde beschrijft een bijna cirkelvormige baan om een van de ettelijke miljarden sterren van de uitgestrekte Melkweg: de zon. Met een doorsnee van 1.392.700 kilometer en een volume waar de aarde meer dan 1 miljoen keer in past, valt de zon naar kosmische normen onder de categorie middelgrote sterren. Om u een idee te geven: was de zon een reusachtige gloeilamp van 1 meter doorsnee, dan was de aarde een onopvallend erwtje van slechts 9 millimeter doorsnee.

Binnenin die gigantische vuurbal zetten onophoudelijke kernfusies waterstof om in helium en komt er voortdurend een immense hoeveelheid warmte vrij. Het centrum van de zon is een enorme kernreactor, met kerntemperaturen die oplopen tot wel 15.000.000°C. Aan het woelige o ­ ppervlak is het nog ‘amper’ 6000°C heet. Van daaruit schieten zonnestralen naar alle kanten van het zonnestelsel aan de lichtsnelheid van net geen 300.000 kilo­meter per seconde.

De aarde staat 150 miljoen kilometer van de zon verwijderd en ontsnapt zo aan de meeste stralingswarmte. Over die afstand, die natuurkundigen 1 astronomische eenheid noemen, doet licht er 8 minuten en 19 seconden over om het aardoppervlak te bereiken. Als je naar de zon kijkt, zie je dus eigenlijk waar ze 8 minuten en 19 seconden geleden stond, en kijk je even in het verleden. Uiteindelijk valt slechts een povere 0,000000045% van al het zonlicht in op de aardatmosfeer.

15

Pieter Vancamp

Bij een temperatuur van 6000 graden komt er aan het zonneoppervlak straling vrij met golflengtes in een voor ons waarneembaar spectrum, het licht, en onder de vorm van onzichtbare infrarood- en UV-straling. Zonlicht bevat alle kleuren van de regenboog, waardoor astronauten de zon vanuit hun ruimtetuig als een witte bol zien.

Niet op aarde, omdat minuscule deeltjes in de atmosfeer, waaronder waterdamp, ozon- en stofdeeltjes en koolzuurgas, 50% van het zonlicht dat op onze wereldbol schijnt reflecteren, absorberen en verstrooien. Blauw licht verstrooit het makkelijkst en bezorgt het hemelgewelf zijn karakteristieke helblauwe kleur. Wat van de straling in het zichtbare spectrum overblijft, is de gele kleur van de zon. Wanneer de zon laag aan de horizon staat, reizen de lichtstralen nog verder door de deeltjesverzameling en verstrooit ook het gele licht, wat de adembenemende zonsondergangen bij heldere hemel hun vuurrode kleur meegeeft.

Het fenomeen reflectie zie je goed bij volle maan. Haar 500.000 keer zwakkere schijn is niet meer dan de weerkaatsing van een deel van de portie zonlicht die zij opvangt. Bij absorptie daarentegen wordt straling niet gereflecteerd, maar omgezet in warmte. Hoe donkerder een voorwerp, hoe meer zonlicht het absorbeert en hoe sneller het opwarmt. Dat veroorzaakt het typische hitte-eilandeffect in grote steden waar de geasfalteerde infrastructuur de warmte zodanig goed vasthoudt dat het er soms vijf à tien graden warmer is dan op het omringende platteland. Het is geen toeval dat vele huizen in zuiderse dorpen en steden witgeverfd zijn om zoveel mogelijk zonnestralen te reflecteren.

De dampkring houdt de stralingswarmte van de zon vast als een deken en was onontbeerlijk voor het ontstaan van 16

Wat doet zonlicht met je lichaam?

complex leven op onze blauwe planeet. Van essentieel belang is dat water bij zachte temperaturen voorkomt in vloeibare vorm, zodat moleculen elkaar gemakkelijk tegenkomen en via biochemische reacties nieuwe bouwstenen vormen voor de constructie van leven. Moeder Aarde stond en staat op een perfecte afstand van de zon om de levenssoep rustig aan het pruttelen te brengen. Met dagtemperaturen boven de 100°C op de dichter bij de zon gelegen planeet Mars brandt de oersoep aan.

Vlak na het ontstaan van de aarde doken al snel eencellige micro-organismen op in elke leefbare uithoek van de planeet. Enkele miljarden jaren hadden zij het rijk voor zich alleen, tot een revolutie zich voordeed: sommige beschikten over een pigment dat zonnestraling opving en profiteerden zo rechtstreeks van de gratis en ongelimiteerde energie. Die bio­technologische uitvinding zou mee aan de basis van meercellig leven liggen en vinden we vandaag onder andere terug als chlorofyl, het pigment in de bladeren van groene planten.

Groene bladeren wekken als natuurlijke zonnepanelen energie op door met zuurstof en koolzuurgas via fotosynthese zelf suikers in elkaar te boksen om in de groei en voortplanting van brandstof te voorzien. De daaruit voortgekomen biomassa vertegenwoordigt de brede basis van de voedselketen waarop andere organismen sindsdien bloeien en groeien.

Als mens zijn we afhankelijk van die voedselketen, en dus indirect van het zonlicht dat de keten in stand houdt. Maar we profiteren ook rechtstreeks van de zon, zij het op geheel andere manieren dan planten. Wat doet zonlicht met het menselijk lichaam?

17

hoofdstuk 8

WAT DOET (TE VEEL) ALCOHOL MET JE LICHAAM?

Pieter Vancamp

wat doet (te veel) alcohol met je lichaam?

Alcohol is de oudste, meest toegankelijke en meest sociaal aanvaarde drug ter wereld. Al meer dan 10.000 jaar geleden bereidden mensen brouwsels rijk aan alcohol, en ook toen al plakten ze een hoge prijs op het vloeibare wondermiddel.

Vandaag maakt alcohol onomwonden deel uit van onze culturele leefwereld.

Alcoholconsumptie is zo sterk in ons sociaal weefsel verweven, dat we soms vergeten waar de grens ligt tussen gebruik en misbruik, en wat de gevolgen zijn van overmatige alcoholinname, of het nu gaat over een nachtje bingedrinken of jarenlang achteloos een fles wijn per dag soldaat maken. Alcohol is ook een verslavende harddrug die in België jaarlijks 6000 levens eist – een ‘vermijdbare doodsoorzaak’ volgens de Wereldgezondheidsorganisatie. Aan de andere kant van het spectrum staan tal van studies die opperen dat gematigde alcoholconsumptie de menselijke gezondheid op lange termijn ten goede komt. Maar de resultaten lopen uiteen en de voordelige effecten van alcohol lijken te verschillen van mens tot mens, omdat er nog een hele hoop andere factoren meespelen.

Daarom de hamvraag: wat doet alcohol met je lichaam?

Waarom zijn we zo verhangen aan de chemische stof ? Is het enkel omdat die als sociale lijm in onze maatschappij fungeert? Hoe giftig is alcohol en wat zijn de gevolgen op korte en op lange termijn? Wat is een kater, en kan je die bestrijden?

Waar liggen de grenzen voor het menselijk lichaam?

192

Wat doet (te veel) alcohol met je lichaam?

De dronken aap-hypothese First things first. Als we het hebben over alcohol in onze drankjes, bedoelen we eigenlijk ethanol. Alcohol, afgeleid van het Arabische al-kuh.l, is de chemische stofklasse waartoe ethanol behoort. Die uitgebreide groep organische verbindingen, die je in de chemieklas in elkaar knutselde door rode, witte en zwarte bolletjes met staafjes te verbinden, heeft een basis van koolstofwaterstoffen met op het einde een zuurstof- en een waterstofatoom. Alle chemische stoffen met die karakteristieke OH-groep, of hydroxylgroep, eindigen op -ol.

Ethanol, door chemici neergeschreven als C2H5OH, bestaat uit twee koolstof- en zes waterstofatomen en een zuurstofatoom. Intrigerend toch, dat een molecule van slechts negen atomen groot genoeg herrie schopt om er een heel hoofdstuk in dit boek aan te wijden.

Vijftig miljard liter, of de inhoud van 20.000 Olympische zwembaden, is het gigantische volume zuivere alcohol dat jaarlijks doorheen de slokdarmen van de gehele menselijke populatie ouder dan 15 jaar vloeit. Voor de doorsnee Belg schommelt dat gemiddelde rond 12 à 14 liter per persoon per jaar, omgerekend duizend 25 centiliter-pintjes met een alcoholpercentage van 5%, of net geen twintig per week. Daarmee doen we net onder voor koploper Tsjechië met 15 liter per persoon per jaar. Het woord ‘gemiddeld’ is overigens relatief, want de statistieken rekenen bijvoorbeeld ook geheelonthouders en zwangere vrouwen mee. Meer dan 90% van de Belgen ouder dan 15 jaar drinkt alcohol.

Die indrukwekkende getallen roepen meteen een eerste vraag op: waarom zijn we zo versmacht aan dat toch wel eenvoudige biochemische stofje? In 2000 trachtte bioloog Robert Dudley dat te verklaren met zijn ‘dronken aap-hypothese’.

193

Pieter Vancamp

Hij stelde dat we dat verlangen erfden van onze verre voorouders die altijd al alcohol hebben genuttigd door het eten van rijp fruit. Gisten, eencellige micro-organismen behorende tot de groep van de fungi en daarmee de meest eenvoudige champignons, fermenteren op plantaardige suikers in vers fruit en produceren daarbij de afvalproducten koolzuurgas (CO2) en ethanol. Zo beschermen de gisten zichzelf tegen bacteriële indringers – en rijken ze fruit op natuurlijke wijze aan met alcohol. Hoe rijper het fruit, hoe meer alcohol. Snij maar eens een overrijpe kiwi open!

Eetbaar en energierijk fruit ademt de vluchtige alcohol uit, die via de lucht de reukorganen van voedselzoekende dieren prikkelt. Alcohol is bovendien zelf erg calorierijk, waardoor rijp fruit en alcoholische dranken een bron van energie zijn.

Wie een halve liter whisky met een alcoholpercentage van 40% de baas kan, neemt 1650 kilocalorieën energie op, zo’n twee derde van het totaalaantal kilocalorieën waarop de gemiddeld actieve man teert. In een standaard bierglas van 25 centiliter komt daar nog eens de energie van additieven en suikers boven­op, samen goed voor 110 kilocalorieën. Vandaar dat we een pintje weleens een ‘glazen boterham’ noemen.

Alcohol stimuleert ook het hongergevoel en is daarom evolutionair voordelig om extra calorieën op te nemen. Nu is het vooral een manier om aperitiefgewijs de bende genodigden met knorrende magen aan tafel te krijgen. Het is ook de reden waarom er na een nacht pintjes achteroverslaan altijd nog wel plaats is voor een bak friet met een flinke kwak mayonaise.

De hypothese van Dudley gaat er dus van uit dat ‘dronken apen’, dieren die alcohol konden detecteren en verteren, over een extra voedselbron beschikten en zo een streepje voor hadden in de gure concurrentiestrijd met andere soorten in 194

Wat doet (te veel) alcohol met je lichaam?

de natuur. Dat klinkt niet zo gek, maar in de biologie staaf je een theorie met bewijsmateriaal. Er zijn alvast talloze voorbeelden van dieren in de natuur die het goedje niet links laten liggen. Wie denkt dat de mens de enige is die al eens naar huis wankelt om zijn roes uit te slapen, heeft het mis.

In het najaar van 2011 kwam een dronken eland vast te zitten in de takken van een boom in het Zweedse stadje Särö. Het dier werd bevrijd door de brandweer en sliep zijn roes uit alvorens verder te trekken. Het jaarlijks terugkerende fenomeen doet zich voor in de herfst, wanneer de elanden hun buik rond eten met tientallen gefermenteerde appels. In Minnesota in de Verenigde Staten kreeg de politie op een bepaald moment verschillende oproepen over cederpestvogels die rondvlogen ‘onder invloed’. Stel u even het gezicht van de medewerker of -werkster aan de andere kant van de lijn voor. De vogels botsten tegen ramen, gedroegen zich verward en waren door hun onoplettendheid meerdere malen verkeersslachtoffer.

Achteraf bleek dat de bessen die ze aten fors verrijkt waren met alcohol. Of wat te denken van de apen op de Caraïbische eilanden die daiquiri’s van onattente toeristen stelen om ze daarna achterover te slaan. Toen men een aantal van die dieren in het laboratorium de keuze liet tussen een suikerdrankje met en zonder rum, toonde 17% alvast voorkeur voor het alcoholrijke glas.

Dat zijn evenwel uitzonderingen, want noch dronken jagers, noch dronken prooien overleven het brute geweld in de natuur. Hoewel sommige dieren tot wel 20% van hun lichaamsgewicht aan rijp fruit verorberen, reiken typische concentraties alcohol in het fruit niet hoger dan 0,5 tot 3%. De buiken zijn normaal gezien goed gevuld vooraleer de alcoholwaarden in het bloed hoog genoeg stijgen om dronkemanstoestanden uit te lokken. De uit nectar bestaande maaltijd met 195

Pieter Vancamp

alcoholpercentages tot 3,8% van lori’s, kleine primitieve aapjes in West-Maleisië, was zelfs onvoldoende om tekenen van dronkenschap te zien op camerabeelden.

Het toont wel aan dat dieren van allerlei komaf goed overweg kunnen met alcohol en er zelfs een voorkeur voor wegdragen.

In een studie uitgevoerd tussen 1995 en 2012 zag men hoe pientere chimpansees bladeren omvormden tot sponzen om een met suiker en ethanol verrijkt brouwsel van raffiapalmen, dat inwoners van de West-Afrikaanse stad Bossou opsloegen in plastic containers, verscheidene keren buit te maken voor eigen consumptie.

Om de dronken aap-hypothese verder hard te maken, namen wetenschappers dan maar het genetisch materiaal van de nog levende primaten onder de loep. De smaak voor alcohol en het kunnen verteren ervan ligt vast in heel wat genen. Door die te vergelijken tussen de mens en zijn naaste verwanten, schetsten wetenschappers hoe onze eet- en drankgewoonten evolueerden doorheen de tijd. Ze ontdekten een belangrijke wending in dat fascinerende verhaal.

Toen we enkele miljoenen jaren geleden de weelderige Afrikaanse wildernis inruilden voor de uitgestrekte savanne en rechtop begonnen te lopen, veranderde er één letter in het ADH4-gen met een enorme impact op onze fysiologie. Het gooide het bouwplan van een belangrijk alcoholafbrekend enzym om, dat daardoor plots veertig keer efficiënter werd.

Een welgekomen geschenk voor onze savanneverkennende voorouder die gevallen rot fruit als nieuwe energiebron aanboorde en zich getransformeerd had tot fervent fruiteter.

Genetici vonden de mutatie ook terug in de aan de mens nauw verwante chimpansees en gorilla’s, wat betekent dat we ze al een tijdje meedragen.

196

Wat doet (te veel) alcohol met je lichaam?

Via dat soort mechanismen paste het menselijk lichaam zich stelselmatig aan de natuurlijk voorkomende lage hoeveelheden ethanol aan. Het eten van gealcoholiseerd fruit roestte zich vast in diepgewortelde beloningswegen in onze hersenen.

Maar in de huidige consumptiemaatschappij waar alcohol in hogere concentraties en ad libitum beschikbaar is, speelt die handigheid niet altijd in ons voordeel. De gunstige mutatie van weleer zou de samenleving zoveel later opzadelen met de nefaste gevolgen van overconsumptie. De gefermenteerde appels en bessen met hun vleugje alcohol vormden zich om tot grote vaten bier, overvolle wijnglazen en slokdarmverbrandende sterkedranken. Ons evolutionair geprogrammeerde dierenbrein maakt het verschil niet en ziet alcohol nog steeds als beloning en als een opportuniteit om snel veel energie op te slaan – in een wereld waar de rekken met drank- en etenswaren nooit leeg zijn.

Hoe verwerkt ons lichaam ethanol?

Alcohol nemen we vooral op uit drank en voedsel. De brouwer voegt bakkersgist toe, onder biochemici ook gekend als de eencellige Saccharomyces cerevisae, om zijn brouwsels natuurlijk aan te rijken met ethanol, en de bakker aan brooddeeg om het te laten rijzen dankzij koolzuurgasproductie. Zolang je gistcellen voedt met hun favoriete kost, blijven ze onvermoeibaar ethanol als afval produceren, dat ze dumpen in de vloeistof waarin ze zwemmen. Maar wanneer de alcoholpercentages in de vloeistof boven de 15% stijgen, wordt de stof schadelijk voor de gisten en sterven ze in hun eigen afval. Dat alcoholpercentage is daarom zowat de bovengrens van licht alcoholhoudende dranken zoals bier en wijn die gemaakt worden op basis van natuurlijke gisting. Op het etiket staat het volume alcohol in volumepercenten. Een bier met 5% alcohol bevat 5 milliliter 197

Pieter Vancamp

alcohol per 100 milliliter. Een milliliter alcohol weegt 0,8 gram, zodat 5% overeenstemt met 4 gram per 100 milliliter.

Om sterkedranken met een hoger alcoholpercentage te maken, moet men kunstmatig zuivere alcohol toevoegen. Dat doet men door distillatie. Met 78°C ligt de kooktemperatuur van ethanol een pak lager dan van water. Door een alcoholhoudend mengsel te koken op 78°C verdampt water niet, maar ethanol wel. De alcoholdampen worden opgevangen en afgekoeld en het zuivere ethanol is klaar voor gebruik. Op dezelfde manier verdampt 90% van de alcohol van het toegevoegde bruine bier als je stoofvlees twee uur lang op het vuur laat garen. De Perzische alchemist Rasis zette de methode al op punt rond het jaar 900 voor Christus. Handlangers van Al Capone adopteerden de techniek om tijdens de Amerikaanse drooglegging van de jaren 20 tot begin 30 alcohol te stoken in verdoken panden. Ze hielpen de beruchte maffiabaas daarmee een lucratief machtsimperium uit te bouwen.

Ons lichaam maakt ook zelf wat alcohol aan: vier gram per dag of grofweg de hoeveelheid in een half pintje. Microorganismen in het zuurstofarme milieu van de darmen, waaronder datzelfde bakkersgist, zetten ook hier lange suikers uit onze voeding om tot koolzuurgas en andere afvalstoffen, waaronder ethanol. Normaal gezien is de geproduceerde hoeveelheid veruit onvoldoende om je tipsy te voelen, maar een handvol ongelukkigen lijdt aan het zeer zeldzame auto brewery syndrome, letterlijk vertaald ‘zelfbrouwerijsyndroom’ of ook wel darmfermentatiesyndroom. Door een overgroei van gisten in de darmen lopen de concentraties alcohol voldoende hoog op om vergiftigd te raken, zeker na het eten van suikerrijk voedsel, de favoriete kost van gisten. Die mensen zijn letterlijk wandelende brouwerijen en blazen positief zonder een druppel alcohol te hebben aangeraakt.

198

Wat doet (te veel) alcohol met je lichaam?

Wat gebeurt er nu juist met alcohol in het lichaam? Laten we eens op reis gaan en beginnen met een gulp van je favoriete cocktail. De kleine chemische stof wordt ter hoogte van het maag-darmkanaal opgenomen in het bloed. Hoe snel en efficiënt de opname verloopt, hangt af van allerlei factoren, maar gaat het snelst op een lege maag en bij dranken met alcoholconcentraties rond de 20%. Met koolzuurgas verrijkte dranken absorbeer je ook sneller, wat verklaart waarom je je sneller aangeschoten voelt bij een glaasje bubbels. Hogere concentraties alcohol zoals in sterkedranken en voedsel in de maag en darmen remmen de alcoholopname af.

Het gros van de alcohol in het bloed passeert eerst langs de lever, een 1,5 kilogram zwaar orgaan, gelegen rechts onder de ribbenkast. De lever is een vakbekwaam zuiveringsstation waar moleculaire kuisploegen toxische stoffen onschadelijk maken, om ze nadien via de nieren of de darmen te dumpen naar de buitenwereld. Er zijn meer dan vijfhonderd detoxsystemen in de weer om ons bloed te ontgiften en daarmee de binnenkant van het lichaam proper te houden. Daarom stroomt bloed dat voedingsstoffen, toxische stoffen en geneesmiddelen oppikt ter hoogte van de darmen, eerst via een speciaal bloedvatennetwerk langs de lever, en dat wel 1400 keer per dag, met een debiet van 1,5 liter per minuut.

De lever verwerkt meer dan 90% van de alcohol via een scheikundige reactie die uit twee stappen bestaat en waarbij gespecialiseerde enzymen aan te pas komen. Het eerste enzym, alcoholdehydrogenase, oxideert ethanol tot acetaldehyde of ethanal, een erg schadelijke en kankerverwekkende stof die ook vrijkomt bij verbranding van tabaksadditieven, irriterend is voor de luchtwegen en het effect van nicotine versterkt.

Het is de opstapeling van dat giftige molecule dat mee voor de verschrikkelijke katers zorgt.

199

Pieter Vancamp

lichaamsplek, zoals op Alves’ hand waarmee hij de radiotherapiebron open prutste. Cellen sterven massaal af en verbranden in een onzichtbare vuurzee, met een aantal cellulaire slachtoffers dat afhankelijk is van de dosis en duur van de blootstelling.

Gedode haarcellen kalen het hoofd, afgestorven huidcellen herstellen niet meer, vermorzelde zenuwcellen en bloedvaten leiden tot hersenschade, de ooglens vertroebelt en de gedode cellen van het spijsverteringsstelsel veroorzaken misselijkheid, diarree en braken. Ter hoogte van de geslachtsorganen gaan sperma- of eicellen verloren met steriliteit tot gevolg. De vernietigde stamcellen in het beenmerg leggen het afweersysteem lam en kunnen alleen vervangen worden door een geschikte donor. Antibiotica zijn het laatste redmiddel om infecties broeiend in de brandwonden te bestrijden. Gek genoeg lijkt iemand met stralingsziekte enkele dagen na de blootstelling aan de betere hand, om alsnog dodelijk ziek te vallen.

Hoewel radioactieve straling bij een kernramp in eerste instantie van buitenaf komt, dreigt ook gevaar voor besmetting van binnenuit. Een gesmolten of ontplofte reactor katapulteert radioactieve deeltjes de lucht in, waar ze plakken aan stofdeeltjes die we inademen, of ze komen zelfs maanden na het voorval terecht in de voedselomloop, en stapelen zich op in specifieke lichaamsdelen zonder dat je het doorhebt.

Dat ondervond ook de Belgische bevolking toen weerman van dienst Armand Pien aankondigde dat de radioactieve wolk van Tsjernobyl koers zette naar West-Europa. In de wolk zat onder andere het radioactieve jodium-131. Natuurlijk, niet-radioactief jodium zit bijvoorbeeld in keukenzout en is essentieel voor de aanmaak van schildklierhormonen door de schildklier. Schildklierhormonen zijn boodschappermoleculen 234

Wat doet radioactieve straling met je lichaam?

die de stofwisseling van het lichaam regelen, de hersenen op kruissnelheid houden en de groei van embryo tot volwassen mens in goede banen leiden. Daarom neemt de schildklier jodium zeer efficiënt op. Maar met de onheilspellende wolk belandde de radioactieve variant op de grasvelden waar koeien graasden. Het radioactieve jodium kwam vervolgens terecht in melk en dreigde zo bij de consument te eindigen, waar het zich kon opstapelen in de schildklier en kanker kon veroorzaken. De rayons met melk- en boterproducten werden leeggemaakt, de bevolking werd ingelicht en de schade bleef beperkt, maar de schrik zat er goed in.

In het gebied rondom Tsjernobyl werd er in de jaren na de ramp bij zeker 1800 kinderen schildklierkanker vastgesteld.

Om dat risico in te perken bij een eventuele volgende kernramp, kan je dezer dagen gratis jodiumpillen afhalen in elke apotheek. Door de overmaat aan niet-radioactief jodium in de pillen krijgt de radioactieve variant geen kans om zich op te hopen in de schildklier, vervalt ze binnen enkele weken tot de niet-radioactieve vorm en baant zich uiteindelijk een weg naar buiten via de urine.

Voor andere radioactieve stoffen is het een ander verhaal.

Cesium-137 heeft een halfwaardetijd van dertig jaar en verspreidt zich als wateroplosbare stof gemakkelijk in waterrijke weefsels zoals de spieren. Om te vervallen tot onschadelijke componenten strijken eeuwen voorbij. Strontium-90 heeft wat weg van calcium en kan zich daarom opstapelen in de kalkrijke botten, waar het op termijn bot- of beenmergkanker kan uitlokken.

Die radioactieve elementen zijn een typisch bijproduct van kernsplijting en vallen onder fall out, dat tevens doet denken aan de radioactieve sneeuw na een kernramp. Vanwege het 235

Pieter Vancamp

eeuwenlange stralingsgevaar is de kerncentrale van Tsjernobyl sinds 2016 omsloten door een betonnen sarcofaag die de resterende straling uit de reactor tegenhoudt.

Radioactieve stoffen zoals jodium-131 die accumuleren in specifieke organen, zijn dan weer interessant als medisch gereedschap om tumoren het zwijgen op te leggen. Het gedoseerd toedienen van het radioactieve jodium kan schildklierkanker in de kiem smoren. En zo heeft elk nadeel ook weer zijn voordeel.

Wat zeker is, is dat onderzoek en de toepassingen steunend op radioactiviteit heel wat meer levens hebben gered dan gekost, en dat we wetenschappers als Marie Curie daarvoor eeuwig dankbaar mogen zijn.

236

Gent, België info@borgerhoff-lamberigts.be www.borgerhoff-lamberigts.be isbn: 9789463933629 nur: 910 d/2021/11.089/71 © 2021, Borgerhoff & Lamberigts nv auteur: Pieter Vancamp eindredactie: Remco Houtman-Janssen cover: Studio de Boer binnenwerk: Jeroen Wille coördinatie: Wim De Bock & Julie De Coninck Gedrukt in Europa Eerste druk: mei 2021

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt in enige vorm of op enige wijze, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.