Prijswinnaar Federa 2005

Mensenleven begint zuurstofarm
 
Gedurende het eerste trimester van de zwangerschap wordt slechts mondjesmaat zuurstof toegelaten bij de zich ontwikkelende vrucht. De ontdekker van dit verschijnsel, dat haaks staat op alles wat men tot dusver dacht, kreeg op 25 februari de FEDERA-prijs. Een gesprek met onderzoeker prof. dr. Graham Burton.
 
Door Mariël Croon
 
"Uw toekomst ligt niet achter u na het behalen van deze prijs", aldus FMWV-voorzitter dr. Jan
Willem Coebergh op 25 februari jongstleden in het Leids Universitair Medisch Centrum, bij
de uitreiking van de Federaprijs aan de Britse arts en hoogleraar in de reproductieve biologie
Graham Burton. Coebergh refereerde aan drie van de vijfentwintig voorgangers van Burton
die na het behalen van deze prestigieuze Nederlandse prijs een Nobelprijs kregen. Burton
ontving de Federaprijs voor zijn wetenschappelijk onderzoek naar de jonge zwangerschap,
met name de aanleg van de placenta. "De verloskunde zit in de lift," licht Coebergh toe, "sinds
er steeds meer belang wordt toegekend aan de vroege zwangerschap. Dáár valt voordeel te
behalen. Maar het is tegelijkertijd een moeilijke periode om te onderzoeken." Het belang van
Burtons ontdekkingen en 'de hoge kwaliteit van het geschrevene' maakten volgens Coebergh
dat de keuze van de jury dit jaar op de hoogleraar uit Cambridge viel.
 
Radicalen
Samen met zijn Belgische collega Eric Jauniaux onderzocht Burton het ontstaan van de
placenta en de omstandigheden waaronder het jonge embryo groeit. Tot voor kort was het
algemeen aanvaard dat er al binnen twee weken na de conceptie moederlijk, zuurstofrijk
bloed stroomt in de trofoblast. De trofoblast is de buitenste laag van de bevruchte eicel, de
laag die zich innestelt in het slijmvlies van de baarmoeder en zal uitgroeien tot de placenta. 
In alle leerboeken worden de holten in de trofoblast, rood afgebeeld. Dit om aan te geven dat
ze zijn gevuld met zuurstofrijk bloed van de moeder, afkomstig van moederlijke,
spiraalvormige arteriën in de baarmoederwand. Wetenschappers waren ervan overtuigd dat
deze vroege circulatie, waardoor het embryo rijkelijk van zuurstof werd voorzien, een
evolutionair voordeel was. Dat het daaraan te danken was dat mensen met relatief grote
hersenen ter wereld komen. 
Volgens Burton is het tegendeel waar. Zuurstof is juist schadelijk voor het jonge embryo. Het
is een van de giftigste stoffen op aarde. Bij de verbranding in de cel wordt een deel van de
zuurstofmoleculen omgevormd tot zeer reactieve, vrije radicalen. Die kunnen in allerlei
biologische moleculen oxidatie bewerkstelligen, reacties waarmee ze eiwitten en vetten van
structuur kunnen veranderen, maar ook genen.
Juist het jonge embryo is erg gevoelig voor deze zogeheten oxidatieve stress, omdat zijn
organen worden aangelegd. Het is dus van groot belang voor het embryo om zich onder een
lage zuurstofdruk te ontwikkelen. De placenta, zegt Burton, is dan ook eerder een orgaan dat
de zuurstofvoorziening beperkt dan faciliteert. Althans, in de eerste drie maanden van de
zwangerschap.
 
Baarmoedermelk
Burton borduurde voort op eerdere ontdekkingen van de Belgen Hustin en Schaaps, die al in
1987 schreven dat er in de vroege zwangerschap met dopplerapparatuur geen enkele circulatie
aantoonbaar was. Destijds wilde niemand dit geloven. Burton en zijn collega zagen onder de
microscoop dat de moederlijke spiraalarteriën waren afgesloten door pluggen, waardoor er
geen moederlijk bloed in de trofoblast kon stromen. Pas rond de twaalfde week van de zwangerschap verdwijnen deze pluggen. Rond die tijd is de trofoblast uitgegroeid tot
placenta, die dan zuurstofrijk bloed bevat. 
Als de trofoblastholten vroeg in de zwangerschap geen bloed bevatten, waarmee zijn ze dan
gevuld? Er zit hoe dan ook vloeistof in, en er zijn zelfs enkele rode bloedcellen in aangetoond.
Hoe komen die in de trofoblast? Burton vertelt dat de holten kliervocht bevatten, afkomstig
van de baarmoederklieren die de binnenkant van de baarmoeder bekleden. Het zijn de klieren
die in de tweede helft van de menstruatiecyclus het baarmoederslijmvlies geschikt maken
voor een eventuele innesteling. Bij zoogdieren, zoals het paard, wordt dit kliervocht wel
baarmoedermelk genoemd. Hoewel wetenschappers tot voor kort dachten dat de menselijke
placentavorming sterk afweek van die van andere zoogdieren, blijkt dit verschil veel minder
groot dan gedacht. 
De rode bloedcellen in de trofoblast zijn afkomstig van de venen, de vaten die zuurstofarm
bloed afvoeren richting hart. In tegenstelling tot de aanvoerende bloedvaten, de zuurstofrijke
arteriën, staan de venen wèl in contact met de trofoblastholten, vertelt Burton. Maar dat levert
slechts enkele rode bloedcellen op. 
Het embryo groeit de eerste weken van zijn bestaan met een reusachtige snelheid, en drie
weken na de conceptie begint het hartje te kloppen met een snelheid van 105 slagen per
minuut. Je zou zeggen dat het embryo voor zoveel activiteit aardig wat zuurstof nodig heeft.
Maar Burton is heel stellig als hij zegt dat het embryo in geen geval zuurstof te kort komt.
Embryoís kennen een bijzondere vorm van anaërobe verbranding, legt hij uit. Een
verbranding zonder zuurstof, maar anders dan bij volwassenen. De anaërobe stofwisseling van
embryo's lijkt meer op fermentatie en stamt uit een vroege periode in de evolutie, een tijd dat
er nog nauwelijks zuurstof was op aarde en er voornamelijk schimmels en gisten leefden. Bij
deze vorm van verbranding komen polyolen vrij, suiker-alcoholen, zoals sorbitol en mannitol.
Die polyolen heeft Burton aangetoond in de trofoblast. Door deze anaërobe verbranding kan
het embryo de eerste drie maanden voldoende energie vrijmaken. Daarna gaat hij hard
groeien, en heeft hij meer zuurstof nodig.
 
Miskraam
Burtons theorie geeft inzicht in het ontstaan van bepaalde zwangerschapscomplicaties, zoals
pre-eclampsie en groeivertraging van de foetus. Al eerder was bekend dat er bij pre-eclampsie
al vroeg in de zwangerschap iets was misgegaan in de aanleg van de trofoblast. Burton maakt
aannemelijk dat de trofoblast in die gevallen te oppervlakkig is ingenesteld. Bij zoín
oppervlakkige trofoblastinvasie komen de arteriÎle pluggen niet goed tot stand, en stroomt er
waarschijnlijk te vroeg zuurstofrijk bloed in de placenta. Daardoor ontstaan er in de trofoblast
vrije radicalen. Het verdedigingsmechanisme van het lichaam - de anti-oxidant-enzymen die
de vrije radicalen moeten wegvangen - schiet dan tekort. 
Eenzelfde situatie lijkt zich voor te doen bij groeivertraging van de foetus en waarschijnlijk
ook bij bepaalde vormen van een miskraam. Burton deed onderzoek naar missed abortions,
waarbij het vruchtje al dood is maar nog niet is afgestoten. Daarbij zag hij dat de trofoblast -
veel te vroeg - gevuld was met bloed. Overigens zegt dat niets over de oorzaak van een
miskraam. Bij een miskraam is in ruim de helft van de gevallen het vruchtje genetisch
afwijkend en de miskraam min of meer wenselijk. In alle andere gevallen zou een gestoorde
innesteling en trofoblastinvasie de oorzaak kunnen zijn van de miskraam. 
In Burtons theorie zijn een miskraam, groeivertraging van de foetus en pre-eclampsie geen los
van elkaar staande aandoeningen, maar verschillende gradaties binnen een breed spectrum
van trofoblastproblemen. Het is niet bekend hoe het komt dat de trofoblastinvasie tekortschiet.
Er zijn wetenschappers die denken dat de oorzaak ligt in de genen van de vader. Die gedachte
wordt gevoed door de bevinding dat vrouwen met een nieuwe partner, die ze nog niet lang
kennen, een verhoogde kans hebben op pre-eclampsie. Wellicht is het afweersysteem van de moeder dan nog niet gewend aan lichaamsvreemde weefselstructuur van de vader, waardoor
het immuunsysteem de trofoblastinvasie tegenwerkt.
 
Vitaminen
Rest de vraag of er zicht is op klinische toepassingen van Burtons theorie. "Waar het de
miskraam betreft, staan we daar nog ver vanaf", antwoordt Burton. "Maar in Groot-BrittanniÎ
is er een onderzoek gestart waarbij zwangere vrouwen anti-oxidanten krijgen toegediend:
vitamine C en E, om vrije radicalen weg te vangen. Het onderzoek moet uitwijzen of anti-
oxidanten de kans op pre-eclampsie verminderen. Daarin zie ik een mogelijke klinische
toepassing van mijn bevindingen."
Voorlopig houdt Burton zich bezig met het herschrijven van hoofdstukken in leerboeken over
de innesteling en het ontstaan van de placenta. Daar is hij al door diverse redacties voor
uitgenodigd. Over de toekenning van de Federaprijs was hij 'vereerd en verbaasd', zegt hij
desgevraagd. Verbaasd omdat de prijs gewoonlijk wordt toegekend voor alles wat iemand in
zijn leven bereikt heeft. En Burton, zo zegt hij, heeft in zijn leven nog lang niet alles bereikt
wat hij wil. Bovendien, zegt hij, heeft hij samengewerkt met collega's en voortgeborduurd op
het werk dat anderen hebben gedaan. Burton: "Niemand vindt ooit iets helemaal zelf uit."
 
 

Go to top