Wie zich ervan wil overtuigen hoe adembenemend wetenschap kan zijn, wende zich tot de videosite YouTube. Zoekwoorden: ‘AMC’ en ‘bungeejumpen’. Het experiment waarmee AMC-arts David van Westerloo eind vorig jaar het effect van stress op de weerstand onderzocht, bleef in de media nog lang nazinderen. De resultaten laten zich wat minder eenvoudig in beeld brengen.
Stress ondermijnt de weerstand, daarover hoeven we niet te discussiëren. De heftige verkoudheid vlak voor het eindexamen, de onverhoedse griepaanval na twee weken buffelen op het werk: wie heeft er nooit kennis mee gemaakt? De overtuiging dat spanningen de vatbaarheid voor infecties verhogen, is ook in de medische wetenschap gemeengoed. Minder eensgezindheid bestaat er over de manier waarop dat gebeurt, want voor hersenen onder stress staan in beginsel diverse routes open om de weerstand onderuit te halen.
Veruit de bekendste is de neuro-endocriene route, in het dagelijks gebruik stress-as genoemd. Die begint in de hypothalamus, een belangrijk regelcentrum in de hersenen. ‘Bij stress zal de hypothalamus het hormoon CRF afscheiden’, legt onderzoeker annex Intensive Care-arts in opleiding David van Westerloo uit, ‘waardoor de hypofyse het hormoon ACTH gaat produceren. In reactie daarop scheidt de bijnier glucocorticoïden af, vooral cortisol. En van cortisol weten we zeker dat het immuunsysteem erdoor kan worden onderdrukt.’
Wanneer je door een prikkel van buitenaf stress ervaart, wordt je vecht/vlucht respons geactiveerd. Adrenaline, noradrenaline en cortisol komen vrij en zorgen er onder andere voor dat de hartslag en de ademhalingsfrequentie omhoog gaan. Wanneer de stress-veroorzakende bedreiging weg is, produceert je lichaam acetylcholine. Hierdoor gaat de productie van adrenaline, noradrenaline en cortisol omlaag en gaat het lichaam weer in de ruststand.
Een aantoonbaar populair parcours dus, die stress-as, maar mogelijk niet in zwang bij alle stresstypen. Cortisol lijkt namelijk vrij langzaam te werken. Van Westerloo: ‘Bij acute stress zouden andere routes belangrijker kunnen zijn. Een aanwijzing daarvoor is ook dat niet alle gestresste mensen een verhoogde cortisolspiegel vertonen.’ Goede kanshebber is volgens Van Westerloo de route via de nervus vagus, de grootste parasympatische zenuw van het autonome zenuwstelsel. Maar zelf raakte hij de afgelopen tijd vooral in de ban van een derde gegadigde: het sympathisch zenuwstelsel.
Bij acute stress stimuleert dat sympathisch zenuwstelsel de afgifte van adrenaline, waardoor de hartslag omhoog wordt gejaagd en de ademhaling zich verdiept. Maar die adrenaline zou nog wel eens meer kunnen doen, realiseerden Van Westerloo en zijn kompanen van het Centrum voor Experimentele en Moleculaire Geneeskunde (CEMM) zich vorig jaar. Eerder CEMM-onderzoek had uitgewezen dat geïnjecteerde adrenaline bindt aan bepaalde receptoren op de wanden van immuuncellen. Zo remt het de afgifte van ontstekingsstoffen die nodig zijn om infecties te bestrijden. Met andere woorden: adrenaline ondermijnt de weerstand.
Zeventig meter hoog
Waarmee natuurlijk de vraag rees: doet de adrenaline die het lichaam zélf onder stress produceert dat ook? Een bevestigend antwoord zou interessant kunnen zijn voor bijvoorbeeld IC-artsen, niet toevallig Van Westerloo’s eigen beroepsgroep. ‘Intensive Care-patiënten hebben vaak veel stress en een hoge adrenalinespiegel’, verklaart de onderzoeker. ‘Tegelijk zijn ze extreem gevoelig voor infecties. Als daar een direct verband tussen blijkt te bestaan, hebben we een aanknopingspunt om ze weerbaarder te maken.’
Patiënten op de Intensive Care hebben vaak veel stress en daardoor een hoge adrenalinespiegel. Als adrenaline inderdaad het immuunsysteem onderdrukt, verklaart dit waarom deze patiënten vaak infecties oplopen. Misschien is er zelfs een manier om mensen weerbaarder te maken tegen infecties.
Eind 2007 nam hij de proef op de som met een in de media breed uitgemeten experiment. Op het AMC-terrein verzamelde Van Westerloo twintig vrijwilligers, gezonde mannen in leeftijd variërend van twintig tot veertig jaar, die hij een bungeejump liet maken vanaf een zeventig meter hoge kraan. Vrouwelijke proefpersonen ontbraken ‘want de vrouwelijke cyclus maakt het samenstellen van een homogene onderzoeksgroep heel lastig’. Binnen een periode van vier uur werd bij elk van de bungeejumpers viermaal bloed afgenomen: bij aankomst op het terrein, twee uur nadien op het springplatform (‘beetje lastig, want door de stress gaan de bloedvaten samenknijpen’), direct na de sprong en ten slotte nog eens twee uur later. De buisjes afgenomen bloed verhuisden steeds ijlings naar gespecialiseerde onderzoekslaboratoria, waar de immuunreacties werden getest.
En we hebben er even op moeten wachten, maar inmiddels zijn de uitkomsten dan toch geopenbaard. Bij alle bungeejumpers constateerden de onderzoekers vlak vóór de sprong, net zoals ze hadden verwacht, een sterk gestegen adrenalinespiegel. Tijdens de sprong bleek die spiegel even heel scherp te dalen, om vervolgens geleidelijk terug te zakken naar de normale waarde. Het bloed gedroeg zich wat ingewikkelder. ‘Direct rond de sprong bleek de hoeveelheid witte bloedlichaampjes flink toegenomen’, zegt Van Westerloo. ‘Maar tegelijk waren ze tijdelijk verzwakt, zodat ze per saldo toch minder bacteriën onschadelijk maakten dan twee uur voor en na de sprong.’ Die verzwakking werd ook duidelijk uit de verminderde hoeveelheid TNF waarmee het bloed op prikkels reageerde. ‘TNF is een boodschapper-eiwit dat geldt als een goede marker voor de activiteit van het immuunsysteem’, aldus Van Westerloo. ‘Ten tijde van de sprong was het met zo’n beetje de helft verlaagd.’
Voorafgaand aan een bungeejumpsprong komt aardig wat adrenaline vrij. De hoeveelheid witte bloedcellen is tijdens de sprong toegenomen, maar de cellen zijn minder actief dan normaal waardoor zij toch minder tegen infecties kunnen doen. Mensen die vier dagen voor de sprong bètablokkers (medicijnen die de effecten van adrenaline opheffen) slikten, hadden ook een verzwakt immuunsysteem. Adrenaline is hiervoor dus niet verantwoordelijk.
Vier dagen bètablokkers
Net als de langdurige stress remt acute stress dus het immuunsysteem. Maar komt dat inderdaad door de adrenaline, zoals de onderzoekers vermoedden? Om die vraag te kunnen beantwoorden, hadden ze de helft van de jumpers voorafgaand aan de sprong vier dagen lang bètablokkers laten slikken, een medicijn dat het effect van adrenaline tenietdoet. Helaas: het bloed van de slikkers vertoonde dezelfde verminderde immuniteitsreacties als dat van de niet-slikkers.
‘Kennelijk is het toch niet de adrenaline maar de cortisol die een hoofdrol speelt, ook bij acute stress’, constateert Van Westerloo. ‘Ten tijde van de sprong zie je in het bloed inderdaad een kort cortisolpiekje, dat direct erna weer afvlakt. Dat verklaart de TNF-daling en het witte-bloedcellenverhaal, al kan die nervus vagus natuurlijk ook nog invloed hebben.’
Een publicatie in The Lancet of de New England Journal of Medicine zit er dus niet in? Dat staat nog maar te bezien. Want het onderzoek werpt ook meer licht op de vraag hóe cortisol het immuunsysteem remt. Dat komt omdat Van Westerloo met zijn buisjes bungeebloed niet alleen menig Amsterdams laboratoriumonderzoeker aan het werk zette, maar ook een bevriende Groningse onderzoeksgroep onder leiding van celbioloog prof. Michael Peppelenbosch.
Cortisol maakt een essentieel stukje van de witte bloedcellen kapot, waardoor het immuunsysteem verzwakt.
‘Peppelenbosch ontdekte dat cortisol bij onze bungeejumpers een essentieel stukje van de immuunactivatie pathway binnen witte bloedcellen uitschakelt, zodra het aan zo’n cel bindt. De signaalkinase Lck-Fyn, om heel precies te zijn. Daarmee wordt de TNF-productie belemmerd die de celkern onder normale omstandigheden op gang brengt.’ Alle kans dat cortisol hetzelfde doet in het bloed van ernstig zieke Intensive Care-patiënten, maar daarin kan alleen nader onderzoek meer klaarheid brengen.
Zie ook:
- Ziek van stress (Kennislinkartikel van Cicero)
- Hoe stress ontstaat (Kennislinkartikel van Universiteit Leiden)