Nature en nurture - Alumni KU Leuven

1
"MENSELIJKE KENMERKEN: GENEN OF OMGEVING?".
Koen Devriendt
Centrum voor Menselijke Erfelijkheid
INLEIDING
De vraag of een bepaald kenmerk bepaald wordt door onze omgeving of door onze genen stelt zich in
veel dagdagelijkse situaties. Als vader en zoon Merckx allebei goeie renners zijn, is de verklaring dan
dat Axel van zijn vader superieure “fietsgenen” overgeërfd heeft of komt dit doordat hij al van klein af
aan gestimuleerd werd om veel te fietsen en te trainen? Criminaliteit komt vaker voor in bepaalde
families. Betekent dit dat de neiging tot agressie aangeboren is of zijn deze personen slachtoffer van
een ongelukkige jeugd? Is homosexualiteit aangeboren, bepaald door de omgeving of een vrije
keuze? Bestaat er zoiets als blauw bloed of hebben verfijnde manieren met opvoeding te maken? In
bepaalde families zijn er meerdere vrouwen die borstkanker krijgen op jonge leeftijd. Werden zij
allemaal blootgesteld aan gelijkaardige schadelijke invloeden uit hun omgeving of is er een erfelijke
factor die hen een grote kans op borstkanker geeft?
HET NATURE-NURTURE DEBAT : NATURE OF NURTURE?
Dit zijn slechts enkele voorbeelden die illustreren dat we de vraag “genen of omgeving” in allerlei
omstandigheden tegenkomen. Deze vraag is klassiek gekend onder de slagzin “nature - nurture”. Het
antwoord op deze vraag beïnvloedt verscheidene aspecten van het maatschappelijk leven. De naturenurture vraag werd echter altijd zeer polariserend gevoerd, vaak vanuit overtuigingen en opinies
eerder dan op basis van (wetenschappelijke) feiten. Men spreekt van het nature-nurture debat.
Extreme standpunten in dit debat kunnen veel leed veroorzaken zoals de volgende voorbeelden
illustreren.
Onze visie op de ideale maatschappij wordt mee bepaald door het relatieve belang dat we hechten
aan genetische en omgevingsinvloeden op het gedrag van de mens. In de loop van de twintigste
eeuw werden we geconfronteerd met twee tegengestelde politieke strekkingen, het Nazisme en het
Marxisme. Beiden hadden als doelstelling de ideale mens te verwezenlijken. Het Nazisme baseerde
zijn ideologie op de veronderstelling dat verschillen tussen rassen biologisch gedetermineerd zijn en
zo verklaart waarom niet alle rassen gelijkwaardig zijn. Dit vormt de basis voor de eugenetica, het
wetenschappelijk onderzoek naar het verbeteren van het mensenras. De eugenetica had eerder in
verschillende landen al geleid tot sterilisatiewetten van ondermeer verstandelijk gehandicapten,
psychiatrische patiënten en minderheden. Het Marxisme daarentegen beoogt een klasseloze
maatschappij en dit kan enkel bekomen worden door de omgeving (de maatschappij) te hervormen. In
naam van ideologieën die steunden ofwel op nurture bij het communisme, ofwel op nature bij het
Nazisme werden miljoenen mensen vermoord.
Na de tweede wereldoorlog en het uitroeien van zogenaamde genetisch minderwaardige
bevolkingsgroepen, was de reactie begrijpelijk: het onderzoek naar “nature” of genetische factoren als
verklaring voor gedrag was niet meer aanvaardbaar. Vanaf dan was enkel onderzoek naar
omgevingsinvloeden op het menselijk gedrag politiek correct. De biologie van gedrag werd zo op de
achtergrond verdrongen en in alle mogelijke disciplines werd een verklaring gezocht in
omgevingfactoren. De heersende theorie was deze van het onbeschreven blad : bij de geboorte was
een mens volledig blanco en volledig kneedbaar door de opvoeding en zijn omgeving.
Men nam bijvoorbeeld aan dat het verschil in gedrag tussen jongens en meisjes enkel te wijten was
aan de opvoeding. Dr. Money publiceerde in 1974 het verhaal van een eeneiige tweeling. Bij één van
hen liep het fout tijdens de besnijdenis. Er werd toen beslist om deze “jongen” op te voeden als
meisje. In zijn rapport benadrukte hij dat dit zonder enig probleem verliep. Deze visie, namelijk dat
“gender” bepaald wordt door de opvoeding heeft een enorme invloed gehad op de psychologie en in
de geneeskunde, meer bepaald in de behandeling van kinderen met ambigue genitalia, bij wie het
geslacht niet direct evident is bij de geboorte. Pas recent is duidelijk geworden dat deze visie
verkeerde is. Deze jongen is intussen volwassen geworden en het werd evident dat hij zich nooit
meisje gevoeld had. Hij had de mannelijke identiteit terug aangenomen en had een vrouwelijke
partner.
Een ander voorbeeld is autisme, één van de meest ingrijpende ontwikkelingsstoornissen die een kind
kan treffen. Deze kinderen vertonen ondermeer belangrijke contactstoornissen. Vroege studies
suggereerden dat autisme veroorzaakt wordt door een opvoeding door afstandelijke, koele moeders,
2
die al gauw de naam “refrigerator mothers” of “koelkast moeders” kregen. Nu weten we dat autisme
een genetische aandoening is. Als er al verschillen zijn in opvoeding door ouders van een kind met
autisme dan is dit eerder het gevolg dan de oorzaak van het autisme bij hun kind. Het is daarom zeer
schrijnend dat een ganse generatie moeders met een enorm schuldgevoel werd opgezadeld. De
reden hiervoor was vooral dat de wetenschap in die tijd niet kon aanvaarden dat autisme (een
bijzondere vorm van gedrag) een genetische oorzaak kon hebben. Dergelijke visie paste niet in het
politiek correcte denken van die tijd. Autisme moest dus wel veroorzaakt zijn door de opvoeding.
Naar het einde van de 20ste eeuw toe kenden we een revolutie in de genetica. Dit is vooral te verklaren
door de enorme vlucht die de biotechnologie genomen heeft, met als hoogtepunt in 2003 het voltooien
van het humaan genoom project, het in kaart brengen van de totale humane DNA sequentie. Deze
informatie betekende een enorme stimulans voor het onderzoek naar genetische factoren voor allerlei
kenmerken en aandoeningen van de mens. De impact hiervan kan groot zijn en de nature-nurture
strijd weer doen opflakkeren. In 1993 verscheen in het tijdschrift Science een artikel van Hamers en
collega’s met de titel : ‘A linkage between DNA markers on the X chromosome and male sexual
orientation’, ‘Koppeling tussen DNA merkers op het X-chromosoom en mannelijke sexuele oriëntatie”.
Homosexualiteit werd (en wordt soms nog) aanzien als een ziekte of het gevolg van een slechte
omgevingsinvloed of zelfs een vrije keuze. Het feit dat er (minstens ten dele) een biologische
(genetische) basis werd aangetoond voor homosexualiteit werd door de homosexuele gemeenschap
enorm positief onthaald en beschouwd als een rechtvaardiging voor hun geaardheid.
Er gaat momenteel geen dag voorbij of er wordt wel weer een gen gevonden voor ziekten zoals
kanker, alzheimer, suikerziekte, maar ook voor kenmerken zoals agressie, verslaving, enz. Al snel
krijgt men vandaag de indruk dat er voor alles wel een genetische verklaring is, en neigt men ertoe om
alles te verklaren in termen van genen. De slinger dreigt nu opnieuw te ver door te slaan in de richting
van “nature”.
Maar de nieuwe genetische kennis schept ook nieuwe mogelijkheden: het onderzoek naar de
genetische basis van onze kenmerken en ziekten geeft een nieuwe impuls aan het onderzoek naar
invloeden van genen en omgeving. Het is duidelijk geworden dat een polariserende nature-nurture
debat zinloos is. Niet alleen worden de meeste van de kenmerken van een mens bepaald door zowel
genen en omgevingsfactoren (zij het in wisselende mate). Bovendien interageren genen en omgeving
zo nauw met elkaar dat het moeilijk is om de effecten van genen en omgeving volledig van elkaar te
onderscheiden.
NATURE ÉN NURTURE.
Zwaarlijvigheid (obesitas) is één van de moderne kwalen in onze maatschappij. Obesitas komt vaak in
de familie voor. Spontaan denk je aan de voedingsgewoonten in deze familie, een omgevingsfactor.
Maar familieleden delen ook dezelfde genen, is er dan toch een erfelijke factor? Het enige correcte
antwoord is dat zowel genen als omgevingsfactoren een rol spelen. Het uitgangspunt is dus niet
zozeer genen of omgevingfactoren, maar wel in welke mate beiden een rol spelen. Er zijn twee types
studies die dit onderzoeken: adoptie- en tweeling studies.
In geval van adoptie verandert men de omgeving, maar blijven de genen ongewijzigd. De mate waarin
een bepaald kenmerk verandert na adoptie is een maat voor de invloeden van de omgeving (meer
bepaald de graad van overeenkomst tussen een kind en zijn biologische ouders versus adoptie
ouders, en dit in vergelijking met kinderen die niet geadopteerd zijn). Adoptiestudies tonen dat het
lichaamsgewicht van kinderen vooral gecorreleerd is met het gewicht van de biologische ouders en
minder of niet met het gewicht van hun adoptie ouders. Dit betekent dat lichaamsgewicht voornamelijk
bepaald is door erfelijke factoren, niet zozeer door de omgeving. Tweeling studies zijn gebaseerd op
het voorkomen van twee types tweelingen: monozygote (identieke of eeneiige tweelingen, die volledig
identieke genen bezitten) en dizygote tweelingen (niet-identieke of twee-eiige tweelingen, die
genetisch op elkaar lijken zoals broers en zussen). Voor elk kenmerk kan men de overeenkomst
(concordantie) tussen de twee leden van een tweeling bepalen. Bijvoorbeeld, wanneer één van hen
obesitas heeft, wat is de kans dat de andere dat ook heeft. Verschillen tussen de twee leden van een
monozygote tweeling kunnen enkel bepaald worden door een verschil in omgeving, aangezien ze
identieke genen bezitten. Verschillen tussen dizygote tweelingen daarentegen worden ook bepaald
door verschillen in omgeving, maar bovendien ook door verschillen in genetische samenstelling.
Daarom is de concordantie bij monozygote tweelingen steeds groter dan bij dizygote tweelingen. Het
verschil in concordantie tussen monozygote en dizygote tweelingen is dus een maat voor de bijdrage
3
van genetische factoren in de variabiliteit in het optreden van een kenmerk. Men berekent hieruit de
heritabiliteit. Zoals al gesuggereerd werd door de adoptiestudies is de heritabiliteit van
lichaamsgewicht (of body mass index) zeer hoog (afhankelijk van de studies tot 80%). Tweeling
studies toonden een belangrijke genetische bijdrage in zeer veel kenmerken en aandoeningen van de
mens.
NATURE VIA NUTURE.
Heritabiliteit is een moeilijk begrip, en wordt vaak ten onrechte gelijkgesteld met een maat voor de
erfelijkheid. Meestal wordt een heritabiliteit van 80 % geïnterpreteerd alsof het lichaamsgewicht voor
80% bepaald wordt door genetische factoren. Dit is niet correct. Heritabiliteit geeft aan in welke mate
genen bijdragen tot de variatie van een bepaald kenmerk. Het gewicht en de lichaamslengte variëren
zeer sterk in een bepaalde bevolking en dit is het resultaat van zeer veel genetische en
omgevingsinvloeden die samen de lengtegroei en het gewicht bepalen. Beiden kennen een hoge
heritabiliteit, wat betekent dat een groot gedeelte van de variatie in de bevolking door genetische
factoren bepaald wordt. Maar dit lijkt niet echt te kloppen met de ervaring dat over de afgelopen
generaties de lengte sterk toegenomen is. Genen kunnen toch niet zo snel veranderen? Ook de
huidige toename van obesitas is niet te verklaren door genetische veranderingen en moet dus zijn
oorsprong vinden in veranderde levensomstandigheden. De verklaring is dat heritabiliteit een maat is
voor variatie, maar in welbepaalde omstandigheden. Als deze omstandigheden veranderen, dan
verandert ook de heritabiliteit. Genen en omgeving kunnen dus niet los van elkaar gezien worden. In
tijden van voedselschaarste zullen verschillen in groei en gewicht vooral bepaald worden doordat de
ene persoon meer te eten krijgt dan de andere. In deze situatie is het vooral de omgeving die
bepalend is. In tijden van overvloed, zoals nu, is er volop voedsel voor iedereen, met als gevolg een
betere lengtegroei maar ook het frequenter optreden van obesitas. Maar wie wordt obees? Vooral die
personen die genetisch de aanleg hebben: de variabiliteit in lichaamsgewicht is nu vooral bepaald
door genetische verschillen. De heritabiliteit voor deze kenmerken zal dus groter zijn in onze generatie
dan in de vorige generaties. Een ander voorbeeld is intelligentie en schoolprestaties. Intelligentie
wordt ook bepaald door een samenspel van genen en omgevingsfactoren. In landen waar de toegang
tot het onderwijs zeer ongelijk is zullen de intellectuele mogelijkheden van kinderen vooral afhangen
van het onderwijs dat ze genieten. Wanneer iedereen gelijke kansen krijgt worden verschillen vooral
bepaald door (genetische) aanleg. Zo komen we tot de enigszins paradoxale bevinding dat naarmate
de omgeving meer gelijk wordt verschillen meer bepaald worden door genetische of aangeboren
factoren. Of anders gezegd: als we het genetisch potentieel ten volle tot zijn recht willen laten komen
moeten we optimale omgeving creëren. Dit toont al aan dat de invloeden van genen en omgeving niet
altijd zo gemakkelijk te onderscheiden zijn.
De 20.000 à 30.000 verschillende menselijke genen bevatten informatie noodzakelijk voor de
ontwikkeling en het functioneren van het menselijk organisme. Genen worden over het algemeen
aanzien als deterministisch. In feite is probabilistisch een correctere term. Als we een gen
beschouwen als een recept, is de analogie met een rozijnencake verhelderend. Verschillende cakes
met rozijnen, gebakken volgens hetzelfde recept, smaken over het algemeen hetzelfde. Toch is het
niet zo dat bij elke cake alle 112 rozijnen exact op dezelfde plaats zullen terug te vinden zijn. Gelukkig
is het genetisch programma niet volledig deterministisch. Een grote uitdaging voor elk organisme is te
overleven in een onvoorspelbare omgeving. Deterministische genen kunnen ons onmogelijk
voorbereiden op alle mogelijke omstandigheden. Onze genen zijn dus geëvolueerd om op een
soepele manier in te spelen op de omgeving en dit verklaart waarom het genetisch programma
onderhevig is aan omgevingsinvloeden. Het immunologisch systeem is het voorbeeld bij uitstek. Onze
afweercellen herschikken tijdens de foetale ontwikkeling hun genen om zich voor te bereiden op het
herkennen en elimineren van alle mogelijke lichaamsvreemde kiemen. Bovendien leren ze door
contact met de eigen cellen (hun omgeving dus) “vreemd” te onderscheiden van eigen weefsels.
Wanneer er later contact optreedt met een ziektekiem kunnen deze cellen verdere aanpassingen in de
genen ondergaan, om zo deze ziektekiemen maximaal te kunnen onderscheppen.
Omgevingsinvloeden zijn ook noodzakelijk om verschillende andere genetisch bepaalde
lichaamsfuncties tot ontwikkeling te laten komen. Intelligentie en lengte werden reeds aangehaald.
Taal is aangeboren capaciteit van de hersenen. Maar kinderen die niet met taal in aanmerking komen
in de eerste levensjaren komen nooit tot een normale taalontwikkeling. Ook de ontwikkeling van het
zicht is afhankelijk van een normale werking van het oog: bij een jong kind dat één oog niet of
onvoldoende gebruikt (bijvoorbeeld omwille van strabisme of scheelzien) zullen veranderingen
optreden in de hersenen waardoor het zicht met dit oog onherstelbaar vermindert.
4
De omgeving kan dus de werking van bepaalde genen aan- of uitschakelen in specifieke celtypes.
Soms heeft dit een permanent effect op deze cellen. Voor de geboorte is de hoeveelheid voedsel
afkomstig van moeder belangrijk voor groei van de foetus en bepaalt ten dele het geboortegewicht.
Bovendien heeft dit een blijvend effect op activiteit van bepaalde genen in de lichaamscellen. Zo is er
een verband aangetoond tussen een lager geboortegewicht en het risico op volwassen leeftijd op
ziekten van hart- en bloedvaten, zwaarlijvigheid, suikerziekte en osteoporose.
De vooruitgang in de genetica heeft nieuwe mogelijkheden geopend om deze wisselwerking tussen
genen en omgeving te bestuderen. Het is duidelijk dat de normale DNA sequentie, de normale
samenstelling van het DNA niet bestaat. Het DNA van elke persoon bevat miljoenen varianten. Dit zijn
geen genetische fouten, maar wel varianten, waardoor een gen soms iets minder (of iets beter)
functioneert. Deze variaties dragen bij tot de grote variatie in normale kenmerken zoals lengte,
gewicht, huidskleur, haarkleur, intelligentie, temperament enzovoort. Maar dezelfde varianten kunnen
ook een belangrijke rol spelen in het optreden van ziekten en aangeboren aandoeningen, in interactie
met de omgeving.
Bijvoorbeeld, het gen MTHFR heeft een belangrijke functie in de stofwisseling. In dezelfde processen
is ook het vitamine foliumzuur betrokken. Embryo’s die drager zijn van een bepaalde genetische
variant in MTHFR met een verminderde werking hebben een verhoogde kans op een verstoorde
vorming van het centraal zenuwstelsel, met als gevolg een open rug of open schedel. Dit treedt vooral
op wanneer het embryo onvoldoende toevoer krijgen van foliumzuur van de moeder. Daarom krijgt
elke vrouw de raad om reeds voor de geplande zwangerschap voldoende foliumzuur in te nemen.
Eén bepaalde variatie in het gen FTO gaat gepaard met een toename in lichaamsgewicht van
ongeveer 3 tot 4 kg, wanneer dit aanwezig is op beide genen. Dit effect ziet men enkel bij personen
die te weinig lichaamsbeweging hebben. Bij personen met een normale lichaamsbeweging heeft deze
variant geen invloed op het lichaamsgewicht.
Ook gedrag wordt beïnvloed door een interactie tussen genen en omgeving. Variaties in het gen
DAT1 zijn geassocieerd met het risico op het ontstaan van ADHD (aandacht en overbeweeglijkheid
stoornissen). DAT1 is een belangrijke regulator van de prikkelgeleiding tussen hersencellen door de
neurotransmitter dopamine. Andere studies wijzen op een verhoogd risico op ADHD wanneer moeder
tijdens de zwangerschap rookt. Beiden zijn echter afhankelijk van elkaar : het effect van roken treedt
enkel op wanneer de specifieke variant in het DAT1 gen aanwezig is, en omgekeerd.
Een variant in het MAO-A gen waardoor dit gen minder werkt, is een risicofactor voor delinquent
gedrag. Dit gen is belangrijk in de afbraak van neurotransmittoren zoals adrenaline en noradrenaline.
Als omgevingfactor is de negatieve invloed van verwaarlozing op kinderleeftijd eveneens gekend.
Opnieuw blijkt dat beiden interageren: kinderverwaarlozing zal voornamelijk leiden tot delinquentie
wanneer het kind drager is van een minder functionerend MAO-A gen.
NATURE BEPAALT NURTURE (NATURE-NURTURE CORRELATIE)
Het is dus moeilijk om effecten van genen en omgeving van elkaar te onderscheiden: hun invloed is
vaak afhankelijk van elkaar. De situatie is nog complexer door het bestaan van gen-omgeving
correlaties: onze genen bepalen op verschillende wijzen de omgeving waaraan we blootgesteld
worden. Iedereen heeft verschillende interesses, verschillende talenten. De ene persoon is sportief,
een ander verkiest rustig een boek te lezen. We hebben reeds gezien dat ook dergelijke kenmerken
ten dele genetisch bepaald zijn. We kiezen voor een groot gedeelte zelf onze omgeving en dus is
onze omgeving ten dele genetisch bepaald. Op die manier bepaalt nature nurture. En aangezien deze
omgeving dan weer een invloed heeft op onze eigenschappen en kenmerken versterkt de omgeving
genetische effecten : beiden zijn gecorreleerd en zo onlosmakelijk met elkaar verweven.
Men kan verschillende manieren onderscheiden waarop genen onze omgeving bepalen. Axel Merckx
heeft ongetwijfeld van vader Merckx excellente rennergenen meegekregen. Maar hij werd zeker al van
klein af aan gestimuleerd om te sporten en te fietsen. Zijn omgeving werd mee bepaald door de
genetische constitutie van zijn ouders, die hij ten dele zelf ook heeft overgeërfd. Dit is een passieve
vorm van gen-omgeving correlatie. Later ontstaat er een reactieve of evocatieve vorm van genomgeving correlatie. Gedrag, dat ten dele genetisch bepaald is lokt een respons uit van de omgeving,
die dit gedrag verder zal versterken. Kinderen die goed presteren in een bepaalde sport worden hierin
aangemoedigd, en zal nog intenser sporten. Het kind dat liever rustig zit te lezen in de zetel wordt
hiervoor ook geprezen en zal zo deze kwaliteiten nog meer ontwikkelen. Eens kinderen ouder worden
en zelf actief keuzes maken zijn ze ook geneigd een omgeving te kiezen die in overeenstemming is
met hun genetische constitutie. Muzikale kinderen kiezen voor de muziekschool, sportieve kinderen
5
sluiten aan bij een sportclub, kinderen die graag lezen verkennen de bibliotheek. Dit gedrag waarbij
een kind een bepaalde omgeving uitlokt of opzoekt in overeenstemming met zijn genetische
constitutie noemt men niche-picking. Naarmate kinderen ouder worden en meer actieve keuzes
maken zien we dat genetische factoren dus in toenemende mate deze keuzes mee zullen
beïnvloeden. Dit leidt tot een onverwachte bevinding dat monozygote tweelingen die apart opgevoed
werden toch zo’n grote gelijkenis kunnen vertonen in kenmerken zoals beroep, hobby’s,
partnerkeuze… . Studies hebben aangetoond dat de heritabiliteit van intelligentie toeneemt met ouder
worden, daar waar we spontaan verwachten dat naar mate we ouder worden omgevingsfactoren
(ervaring) belangrijker zou zijn. Dit is ook het gevolg van niche-picking.
NURTURE BEPAALT NATURE
De studie van genetische factoren heeft in de afgelopen jaren geleid tot een beter inzicht in
omgevingsinvloeden. Maar net zoals genetische factoren onze omgeving mee bepalen is de invloed
van omgevingsfactoren op overerfbare kenmerken veel ingrijpender dan aanvankelijk vermoed werd.
In de klassieke evolutietheorie spelen omgevingsinvloeden de rol van “scheidsrechter” in de struggle
for life. Toevallige genetische mutaties genereren variatie, waaruit de omgeving dan de meest
aangepaste kan uitselecteren in de struggle for life. Deze persoon maakt dan meest kans om zijn
genen aan het nageslacht door te geven. Zo kunnen geleidelijk aan genetische veranderingen
optreden in de bevolking. Het effect van de omgeving komt dus op de tweede plaats. Evolutie is dus
afhankelijk van toevallige veranderingen of mutaties, die slechts uitzonderlijk ontstaan. Daarom is het
tempo van de evolutie zo traag.
Evolutie zou veel sneller en veel efficiënter zijn wanneer de omgeving gericht aangepaste en erfelijke
veranderingen zou kunnen veroorzaken. Dit is de basis van een vroegere evolutietheorie, gebaseerd
op de overerving van verworven kenmerken. Deze theorie wordt meestal toegeschreven aan Lamarck,
maar in de 19de eeuw werd dit algemeen aangenomen. Het klassieke voorbeeld is de lange nek van
de giraf. Om aan de bladeren van hoge bomen te kunnen moeten giraffen hun nek uitrekken. Hierdoor
krijgen ze een lichtjes langere nek en dit kenmerk wordt aan hun nakomelingen doorgegeven. Zo
ontstaat na vele generaties de kenmerkende lange nek van de giraffen. Deze visie druist in tegen de
grondslagen van de huidige genetica: alle erfelijke informatie zit vervat in de DNA sequentie (de
opeenvolging van de vier basenparen in de DNA keten) en de informatiestroom loopt van DNA via de
eiwitten naar kenmerken en niet omgekeerd. Dit is een eenrichtingsverkeer. Verworven wijzigingen in
kenmerken kunnen niet vertaald worden in een gewijzigde DNA sequentie.
Recente inzichten tonen aan dat er toch een grond van waarheid zit in de overerving van verworven
kenmerken. De functie van een gen is niet exclusief afhankelijk van de DNA sequentie, maar ook van
andere factoren die de activiteit van dit gen bepalen. Deze factoren zijn modificaties van het DNA die
de sequentie ongewijzigd laten maar de toegankelijkheid van dit gen in de celkern regelen. Dit noemt
men epigenetische factoren. Dit omvat mechanismes zoals een gewijzigde methylering van DNA en
veranderingen in de eiwitten die het DNA opeenpakken. We hebben reeds gezien dat
omgevingsfactoren de werking van genen kunnen beïnvloeden. Dit komt ook doordat specifieke
genen in welbepaalde lichaamscellen aan- of uitgeschakeld worden, door dezelfde epigenetische
mechanismen. Deze epigenetische veranderingen kunnen tijdens de groei of herstel van het orgaan
doorgegeven worden van moeder- op dochtercel. Erfelijkheid betekent het doorgeven van genetische
informatie van één generatie naar de andere. Dit gebeurt uiteraard via de geslachtscellen. Normaal
bevinden alle genen in deze geslachtscellen zich in hun “start” positie, klaar om aan- of uitgeschakeld
te worden wanneer dit nodig is voor de normale ontwikkeling en functie van de verschillende organen.
In principe is dit voor ieder van ons hetzelfde. Er zijn echter steeds meer observaties die erop wijzen
dat bepaalde omgevingsfactoren epigenetische wijzigingen kunnen aanbrengen in specifieke genen in
de geslachtscellen, waardoor er overerfbare wijzigingen optreden.
Een eerste observatie betreft de Hongerwinter in Nederland, op het einde van WOII. Moeders kregen
tijdens de zwangerschap te weinig voedsel, en hun kinderen hadden een veel te laag
geboortegewicht. Dit is niet onverwacht. Minder gemakkelijk te verklaren is dat wanneer deze dochters
zelf kinderen kregen deze eveneens een lager geboortegewicht hadden. Een externe factor (te weinig
voedsel) leidde dus tot een effect (laag geboortegewicht) dat zich over (minstens) twee generaties
manifesteerde. Hoewel er andere verklaringen mogelijk zijn kan dit wijzen op epigenetische
wijzigingen die opgetreden zijn in de eicellen en dit onder invloed van de ondervoeding tijdens de
ontwikkeling van de geslachtscellen tijdens het foetale leven. Een Scandinavische studie bestudeerde
het effect van onder– of overvoeding op het nageslacht van mannen. Kleinkinderen van mannen die
tijdens het begin van de adolescentie overvloedig voedsel hadden, kregen vaker suikerziekte dan
6
verwacht. Kinderen van mannen die in deze periode een hongersnood meemaakten hadden minder
vaak hartaandoeningen. Zowel suikerziekte als hartaandoeningen zijn multifactoriële ziektes, waarin
genetische factoren een belangrijk aandeel hebben.
Dergelijke transgenerationele effecten zijn een van de meest opzienbarende ontdekkingen in de
genetica tijdens de afgelopen jaren. De betekenis hiervan voor ziekte en gezondheid van de mens is
nog niet duidelijk. Waarom bestaat een dergelijk mechanisme?. Dobzhansky stelde: “nothing in
biology makes sense, except in the light of evolution”. Of anders gezegd: zoek de verklaring in de
evolutie”. Eén van de hypothesen omtrent het optreden van epigenetische overerving is precies dat dit
een snellere aanpassing aan levensomstandigheden mogelijk maakt. Stel je voor dat door toevallige
fluctuaties een tijdelijke verandering optreedt in het klimaat, met hongersnood tot gevolg.
Epigenetische overerving zou de volgende generaties al voor de geboorte kunnen voorprogrammeren
op een gewijzigde stofwisseling, waardoor op een meer spaarzame manier omgegaan wordt met
voedsel. Dit zou betere overlevingskansen opleveren. Anderzijds betekent dit ook dat de effecten van
ongunstige omgevingsfactoren, zoals hongersnood of blootstelling aan schadelijke invloeden
waarschijnlijk langere tijd hun effect kunnen hebben, en niet noodzakelijk teniet kunnen gedaan
worden in één generatie. Het nature-nurture onderzoek omtrent sociale ongelijkheid of honger in de
wereld komt zo wel in een totaal nieuw daglicht te staan.
BESLUIT.
De hedendaagse genetica heeft tot een enorme toename in kennis geleid over de samenstelling
en werking van ons genoom. Bovendien laat dit toe om met een nieuwe bril effecten van
omgeving te onderzoeken, en vooral de interactie tussen genen en omgeving beter te
begrijpen. De verdere studie van interactie tussen genen en omgeving zal zeker leiden tot een
beter inzicht in het ontstaan van allerlei aandoeningen. Aangezien veranderingen in omgeving
nog steeds gemakkelijker te bekomen zijn dan verandering van genen (zoals door gentherapie)
zal de impact op de gezondheidszorg belangrijk zijn. De hoop is dat het afstemmen van
bepaalde therapieën of preventieve maatregelen op ieders genetische voorbeschiktheid zal
leiden tot een efficiëntere, zogenaamde gepersonaliseerde geneeskunde.