Waarom krijgen beren geen alzheimer?

Winterslaap lijkt op een stadium van alzheimer. Bij winterslapers is die toestand omkeerbaar. Bij mensen ook?

Palle-Jooseppi, a male brown bear at Ranua Zoo, wakes up after winter hibernation in Ranua February 23, 2012. REUTERS/Kaisa Siren/Lehtikuva (FINLAND - Tags: ANIMALS ENVIRONMENT) THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. IT IS DISTRIBUTED, EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS. NO THIRD PARTY SALES. NOT FOR USE BY REUTERS THIRD PARTY DISTRIBUTORS. FINLAND OUT. NO COMMERCIAL OR EDITORIAL SALES IN FINLAND REUTERS

Redacteur Biologie

Wat heeft winterslaap in vredesnaam met alzheimer te maken? Heel veel, denkt neurobioloog Ate Boerema. Bij beren, hamsters, eekhoorns en andere dieren die in winterslaap gaan treden namelijk veranderingen op in de hersenen die sterk lijken op de hersenschade die zich voordoet bij de ziekte van Alzheimer.

Het ziektestadium dat geldt als het laatste verschijnsel voor het afsterven van neuronen, blijkt bij winterslapende dieren volledig omkeerbaar. Dat beschrijft Boerema in zijn proefschrift, waarop hij afgelopen vrijdag promoveerde aan de Rijksuniversiteit Groningen. Boerema onderzocht de zogeheten tau-fosforylatie, een proces waarbij eiwitten in zenuwcellen opkrullen. Bij alzheimerpatiënten gaan de cellen daardoor dood.

Winterslapende dieren kennen ook deze zogenaamde ‘hyperfosforylatie’ in de zenuwcellen van hun hersenen. Maar opmerkelijk genoeg houden ze daar helemaal geen schade aan over. Sterker nog, Boerema vermoedt dat de veranderingen aan het tau-eiwit bij hen juist een beschermende functie hebben. „Als de dieren in winterslaap gaan, stopt de verbranding en koelen zij heel snel af. De lichaamstemperatuur van een hamster gaat bijvoorbeeld in 12 uur van 37 graden naar 5 graden. Dat zou uitermate schadelijk zijn voor de neuronen in de hersenen, ware het niet dat die bij een lichaamstemperatuur van 28 graden volledig stil komen te liggen. Dit komt door de hyperfosforylering van de tau-eiwitten. Dat is althans wat wij nu vermoeden.”

Het effect van de veranderende hersenen was bekend van de grondeekhoorn. Boerema ontdekte dat het ook bestaat bij goudhamsters en Syrische hamsters, terwijl een groep in Leipzig waarmee hij samenwerkte hetzelfde vaststelde bij beren en arctische grondeekhoorns.

Het is de Groningers ook gelukt het effect op te wekken bij een dier dat normaal gesproken niet aan winterslaap doet. Bij muizen waarin ze de winterslaap door een injectie kunstmatig opwekten trad ook hyperfosforylatie op, en ook dat bleek volledig omkeerbaar.

Als dit bij gezonde dieren zo gemakkelijk omkeerbaar is, kan dan ook niet de ziekte van Alzheimer op een of andere manier worden tenietgedaan? Boerema denkt van niet. „De winterslapers die ik onderzocht hebben geen alzheimer, maar je zou in deze dieren wel kunnen onderzoeken of bepaalde geneesmiddelen effect hebben op het tau-eiwit.”

Die conclusie bevestigt Jurgen Claassen, arts-onderzoeker verbonden aan het Alzheimer Onderzoekscentrum van het Radboudziekenhuis in Nijmegen. Claassen denkt echter dat het misschien wel mogelijk is om de fosforylatie met medicijnen te stoppen, maar dat daarmee de ziekte alzheimer nog niet verholpen is. „Tau-fosforylatie is volgens dit onderzoek een gevolg van het ziekteproces, niet een oorzaak. Waarschijnlijk zit er nog een probleem voor, dat de tau-reactie oproept.”

Volgens Boerema wordt de tau-fosforylatie in de zenuwcellen in evenwicht gehouden door twee groepen enzymen, zogeheten kinases, die fosfaatgroepen aan het tau-eiwit koppelen en fosfatases, die ze er weer afhalen. „Fosfatases zijn gevoeliger voor lage temperaturen dan kinases, waardoor het tau-eiwit bij het dalen van de lichaamstemperatuur vanzelf gefosforyleerd raakt. Bij opwarming slaat het evenwicht weer om. Ik denk dat het ook zo werkt bij mensen en dat het effect dat we zien bij alzheimer in wezen een beschermingsreactie van de zenuwcellen is.”

De resultaten van Boerema’s studie bieden volgens Claassen aanknopingspunten voor verder onderzoek naar het ontstaan alzheimer, want daarover is nog altijd bitter weinig bekend. Claassen: „Misschien moeten we het zoeken in een verlaagde stofwisseling in de hersenen, die bijvoorbeeld kan ontstaan door een verminderde doorbloeding. Dat zou de tau-veranderingen kunnen geven.”

Boerema ziet winterslapers als een goed diermodel om alzheimer te onderzoeken. Claassen ziet dat ook: „We doen nu onderzoek met muizen en ratten met een mutatie in het tau-eiwit waardoor zij alzheimerachtige problemen krijgen. Maar de winterslapers geven de mogelijkheid om ook de normale rol van tau-fosforylering te bestuderen.”

Claassen doet zelf onderzoek naar de ophoping van het zogeheten beta-amyloid in de hersenen en slapen. „Mensen en dieren die weinig slaap krijgen, hopen heel veel beta-amyloid op in de hersenen”, zegt hij. „Maar dat verdwijnt ook weer als zij vervolgens wel voldoende slaap krijgen. Ook hier zien we dus een onderdeel van het ziekteproces van alzheimer dat omkeerbaar is.”