Een leven lang in onderhoud: haperende recycling als bron van ziekte

We merken er niks van, maar ondanks het gevoel dat we dezelfde persoon blijven, worden veel cellen en de meeste eiwitten in de loop van een mensenleven talloze malen vervangen. Buiten onze haren en nagels, waarvan we wel merken dat ze vernieuwen, worden dus vrijwel alle lichaamsonderdelen regelmatig ververst.Voor Chemische Feitelijkheden dook in de wondere wereld van recycling in ons lichaam.

Die recycling  is de manier waarop ons lichaam beschadigingen repareert en zich snel kan aanpassen aan veranderingen. Dat mag wat kosten: naar schatting 75 procent van het energiebudget van de cel gaat op aan de aanmaak van eiwitten. Daarmee rijst de vraag waarom cellen in zo’n hoog tempo eiwitten opbouwen en weer afbreken. Zelfs eiwit waar ogenschijnlijk niks mee aan de hand lijkt.

Er zijn een paar logische verklaringen voor deze op het eerste gezicht routinematige verspilling. Ten eerste levert snelle afbraak van eiwitten de broodnodige flexibiliteit: cellen kunnen direct inspelen op veranderingen. Zo kan een eiwit worden afgevoerd als de aanwezigheid niet meer nodig is, en vervangen worden voor een
eiwit dat past bij de nieuwe situatie.

Spiercellen passen bijvoorbeeld hun metabole routes snel aan afhankelijk van de beschikbare voedingsstoffen: glucose of vetzuren in het bloed, of glycogeen uit de spieren. Het vervangen van transporteiwitten en metabole enzymen moet uiteraard snel gebeuren, anders raakt de energievoorziening van de cel in gevaar.

Eiwitafbraak is ook een belangrijke schakelaar. Zo zijn er eiwitten die de celdeling remmen, totdat de chromosomen netjes zijn verdubbeld en klaarliggen voor verdeling over twee dochtercellen. Zodra die
voorbereiding is afgerond, zijn de remmende eiwitten overbodig en worden ze razendsnel afgebroken.

Ons lichaam maakt kortom elke seconde vele miljoenen nieuwe eiwitten aan. Bij de aanmaak kan van alles misgaan, omdat er bij de productie en vouwing allerlei foutjes worden gemaakt. Het levert een constante stroom van eiwitten die zich niet correct gedragen en een neiging hebben samen te klonteren en neer te slaan.

Een flink percentage van de eiwitten gaat daarom direct nadat ze klaar zijn alweer richting de recycling.
Maar naarmate we ouder worden gaat dat minder goed: allerlei correctie- en opruimmechanismen in de cel beginnen te haperen, waardoor foute exemplaren zich kunnen gaan ophopen. Inmiddels is duidelijk geworden dat bij veel hersenziekten (Alzheimer, Parkinson, Huntington) die stapeling van foute eiwitten een hoofdrol speelt.

Mogelijk biedt die kennis nieuwe aanknopingspunten voor behandeling. In deze Chemische Feitelijkheid ga ik uitgebreid in op de huidige kennis van deze mechanismen:

• De Context: Lang werd gedacht dat het lichaam een stabiel geheel was. Hoe is idee dat door wetenschappelijk
onderzoek veranderd?
• De Basis: Hoe selecteert de cel eiwitten voor afbraak? Welke systemen zijn er om verkeerd gevouwen eiwit op te ruimen?
• De Diepte: Wat gaat er mis in de hersenen van patiënten met de ziekte van Alzheimer? Wat is daar aan te doen?

De papieren editie Eiwitvouwing is te bestellen of te downloaden via de site van Chemische Feitelijkheden.