Stress is al zo oud als de vis

Vrijwel dezelfde signalen sturen stress bij mensen en bij vissen. Stress activeert ook de afweer, maar die afweer blijkt juist heel verschillend tussen mens en vis.

Stress is minstens zo oud als de vis, en dat is een slordige 450 miljoen jaar. Alle stressignalen die bij zoogdieren inclusief de mens voorkomen, bestaan ook bij vissen. Dat beschrijven de Nijmeegse biologen Juriaan Metz en Mark Huising in hun proefschriften. Metz promoveerde vorige week donderdag, Huising vandaag.

De promovendi bestudeerden op moleculair niveau de cascade van reacties die stress in karpers teweeg brengt. Wat begint met de afgifte van een hormoon uit de hersenen, resulteert in een opperste staat van paraatheid in het gehele vissenlijf.

'Bij stress in vissen gaat de vergelijking met zoogdieren in grote lijnen op', legt Metz uit. 'Er zijn wat kleine verschillen. Vissen hebben geen bijnierschorsklier zoals zoogdieren, maar produceren het stresshormoon cortisol in plaats daarvan in de kopnier, een orgaan vlak achter de kieuwen. De kopnier bevat behalve cortisol-producerende cellen ook cellen die betrokken zijn bij het afweersysteem.'

Dat die cellen elkaars buren zijn is interessant, want van zoogdieren is bekend dat blootstelling aan veel stress op den duur gevolgen heeft voor de weerstand. Bij zoogdieren liggen de cellen van het immuunsysteem verderop in het lichaam, maar bij vissen is de koppeling tussen stress en afweer heel direct, zo beschrijven de twee biologen in hun proefschriften.

Veel van de bevindingen over stress bij vissen, klinken bekend vanuit de menselijke praktijk. Zo geldt ook hier dat kortdurende stress heel gezond is, maar dat chronische stress schadelijk kan uitpakken. Metz: 'Stress bij kweekvissen ontstaat bijvoorbeeld als zij met veel individuen in een aquarium zitten of als ze veel uit het water moeten worden gehaald, bijvoorbeeld om ze te vaccineren. Bij chronische stress worden de vissen gevoeliger voor ziekte en groeien ze minder snel.'

Maar als het vangen van een gekweekte vis uit een vijver al stress veroorzaakt, wat betekent dat dan voor de hengelsport? 'Dat moet hij maar zeggen,' zegt Huising, wijzend op zijn collega-promovendus. 'Hij is een hengelaar.' Metz geeft meteen toe dat ook het aan de haak slaan van vissen hun stress bezorgt. 'Maar stress is ook een nuttige reactie. Dankzij de stressrespons wordt ook het immuunsysteem geactiveerd, en dat helpt de vis snel te herstellen van eventuele verwondingen.'

Huising: 'Het water waarin de vis zwemt is een soep vol ziekteverwekkers en parasieten, dus een goede afweer is van levensbelang als de vis een wond oploopt. Stress bereidt het lichaam voor op mogelijke verwondingen.'

De stressrespons van vissen en zoogdieren mag dan erg op elkaar lijken, het immuunsyteem van deze twee diergroepen verschilt nogal, zo beschrijft Huising in zijn proefschrift. Wellicht is de verklaring dat stress vooral een interne regulatie is die ergens in de evolutie zijn optimum heeft bereikt, maar dat de afweer altijd te maken krijgt met nieuwe infecties. Daardoor moet dat laatste systeem zo breed mogelijk zijn en zich bovendien kunnen aanpassen.

Huising, die een deel van zijn onderzoek in Wageningen uitvoerde, werd onlangs voor zijn werk beloond met de Nederlandse Zoölogieprijs. Hij kreeg de prijs omdat zijn promotieonderzoek al leidde tot 26 wetenschappelijke publicaties, waarvan enkele in vooraanstaande vaktijdschriften. Dat is uitzonderlijk veel voor een promovendus. Zelf blijft Huising er nuchter onder: 'Er wordt hier binnen de vakgroep al vijfentwintig jaar onderzoek gedaan aan stress bij vissen. Daardoor kon ik gebruik maken van een grote hoeveelheid aanwezige kennis. Bovendien zijn er nu allerlei nieuwe technieken die het onderzoek in een stroomversnelling brengen.'

'Zo heb ik dankbaar gebruik kunnen maken van de informatie van de genoomprojecten die beschikbaar zijn via internet. Door deze informatie zelf te ordenen en gericht op zoek te gaan naar specifieke genen kon ik interessante patronen ontdekken in de evolutie van signaalstoffen. Dat leverde publicaties in leuke tijdschriften.'

In de databanken van zoogdieren zocht Huising genen op van de stressreactie en probeerde die terug te vinden in de vis. Hij had baat bij het inmiddels volledig in kaart gebrachte genoom van de kogelvis. 'Bedenk wel,' voegt Huising toe, 'Een karper lijkt even veel op een kogelvis als een krokodil op een kip. Er zijn meer dan 35.000 vissensoorten. Gelukkig is men ook al heel ver met het ophelderen van alle genen van de zebravis. Daarmee bestaan meer overeenkomsten, want dat is ook een karperachtige.'

Huisings handigheid met het zoeken naar overeenkomstige genen in databanken leverde ook nog een aardig zijstapje op. Hij besloot eens te kijken of een belangrijk stressregulerend eiwit, het zogeheten CRHBP, ook bij insecten voorkwam.

Hij ontdekte het inderdaad bij de honingbij en later bij de malariamug. Dat betekent volgens Huising dat dit eiwit minstens een miljard jaar geleden in de evolutie moet zijn ontstaan. 'Helaas weet ik niet wat de functie van dit eiwit in insecten is, en of het net als bij vissen en zoogdieren een rol heeft in het reguleren van de stressreactie. Als dat zo mocht blijken, is stress niet 450 miljoen jaar, maar een miljard jaar oud.'