Hoe belangrijk is genetica?

Filosofen debatteren al duizenden jaren over de begrippen lotsbestemming en vrije wil, waarbij ze discussi√ęren over de vraag of we zeggenschap hebben over onze eigen resultaten of dat we voorbestemd zijn om ons lot te vervullen – maar gelukkig is het antwoord veel duidelijker als het gaat om onze biologie. Ondanks alles wat we horen over erfelijke risico’s en genetische aanleg, is ons lichaam geen Griekse tragedie die ons veroordeelt tot een onvermijdelijke ontwikkeling van obesitas, diabetes type 2 of hartaandoeningen.

In feite hebben onze ge√ęrfde genen – in het beste geval – slechts ongeveer 5 tot 10 procent te maken met ons risico op het ontwikkelen van de overgrote meerderheid van ziekten zoals kanker, diabetes en Alzheimer [1].

Dit is geweldig nieuws, want we hebben een groot deel van de controle over onze gezondheid in eigen handen. Minimaal 90 procent van onze gezondheid en ons potentieel om lang te leven is niet het resultaat van onze erfelijke genetica, maar van onze epigenetica, het aanpasbare gedrag en de omgeving die bepalen hoe onze genen tot uiting komen.

Een korte geschiedenis van epigenetica

Onze genen liggen vast. We erven ze van onze ouders en kunnen ze niet veranderen (tenminste, niet zonder genbewerkingstechnologie√ęn zoals CRISPR, die eraan komen maar nog in klinische tests zitten). Maar er is iets dat krachtiger is – en, cruciaal, beter te veranderen – dan onze genen. Dat is onze epigenetica, wat letterlijk “boven de genetica” betekent.

De term werd voor het eerst gebruikt in 1942 door Conrad Waddington, een Britse bioloog die het bestaan ontdekte van mechanismen die “boven” onze genen staan en het pad van onze genetische resultaten bepalen [2]. In wezen ontdekte hij dat er “vorken” of beslissingen in onze genetische codering zaten die verschillende biologische paden mogelijk maakten: een plasticiteit die individuele genen in staat stelde om een andere set blauwdrukken te volgen.

Zijn baanbrekende ontdekking was dat hij de thorax- en vleugelstructuren van fruitvliegen kon veranderen door de omgevingstemperatuur en chemische prikkels waaraan ze als embryo werden blootgesteld te wijzigen. In plaats van het selectief kweken van vliegen om de genen te controleren die ze van hun ouders erfden, zoals Darwin misschien had gedaan, controleerde Waddington in plaats daarvan hoe de genen werkten, of ze wel of niet tot expressie kwamen. De fysieke eigenschappen die deze vliegen op volwassen leeftijd ontwikkelden, waren dus niet vooraf bepaald door overerving, maar werden gestuurd door aanpassingen in de omgeving van de vliegen [3].

Waddington ontdekte dus in wezen dat onze genen, hoewel ze aangeboren en overge√ęrfd zijn, niet ons vooraf bepaalde lot voorspellen. In plaats daarvan geven ze ons “vorken in de weg” of verschillende paden die we kunnen nemen, afhankelijk van de input van ons gedrag en onze omgeving.

Hij gebruikte de metafoor van vorken, maar wij zien onze genen als toetsen op een toetsenbord omdat ze veel complexer zijn. Net als de toetsen op een toetsenbord zijn onze genen vaste hardware. Maar onze epigenetica is de software die de codering bepaalt: de beslissingen die bepalen hoe deze toetsen tot uitdrukking komen. Hetzelfde fysieke toetsenbord kan daarom heel verschillende uitkomsten hebben omdat de uitkomst niet wordt bepaald door de hardware (onze genen) maar door de software (onze epigenetische input).

We kunnen misschien geen vleugels laten groeien zoals de fruitvliegjes van Waddington, maar we kunnen wel de genen activeren die ons gezond houden en de genen die ons ziek maken het zwijgen opleggen door middel van een proces dat DNA-methylering heet.

Genen tot uitdrukking brengen

Als we onze genen zien als een toetsenbord en onze epigenetica als de omgevings- en gedragssignalen die ons verhaal bepalen, dan kunnen we DNA-methylering zien als het proces achter elke toetsaanslag.

DNA-methylering regelt letterlijk de functie van ons DNA door ons lichaam te vertellen een gen te activeren of uit te schakelen. Het werkt door het toevoegen of verwijderen van methylgroepen (CH3) die zich om ons DNA wikkelen. Voeg een methylgroep toe en de genen worden stil of uitgeschakeld. Verwijder een methylgroep en de genen worden geactiveerd of ingeschakeld [4].

Dit proces wordt sterk be√Įnvloed door onze voeding, bewegingspatronen, stressniveaus, relaties, slaappatronen, voedingsstatus en zo’n beetje alles wat ons overspoelt terwijl we ons leven leiden (collectief aangeduid als het epigenoom, de chemische veranderingen die plaatsvinden in ons DNA, het tot expressie brengen of niet tot expressie brengen van een gen als gevolg van invloeden van buitenaf). Zelfs knuffelen heeft invloed op onze DNA-methylering! Studies hebben aangetoond dat baby’s die niet genoeg liefde en genegenheid krijgen, geassocieerd worden met een hogere methylering in regio’s van het DNA die corresponderen met de ontwikkeling van de hersenen, wat resulteert in kwetsbare hersenstructuren die geassocieerd worden met cognitie en psychiatrische symptomen [5,6].

Net als harde genen kunnen deze epigenetische invloeden ook “zacht” overge√ęrfd worden en generaties lang worden doorgegeven [3]. Kinderen van wie de ouders acute of chronische stress hebben ervaren, kunnen bijvoorbeeld letterlijk het emotionele trauma van hun ouders erven. Nakomelingen van overlevenden van de Holocaust hebben een verhoogde methylering ge√ęrfd in gensegmenten die gerelateerd zijn aan cortisol, wat resulteert in een verhoogde kwetsbaarheid voor stress en soortgelijke bevindingen komen voor bij kinderen van wie de moeder zwanger was tijdens 9/11 [7].

Andere epigenetische veranderingen kunnen worden aangebracht via een proces dat histonmodificatie wordt genoemd. Histonen zijn de structurele eiwitten die chromosomen hun vorm geven; ons DNA zit er letterlijk omheen. Als onze histonen en DNA echter te dicht op elkaar zitten, kunnen onze genen niet gelezen en stilgelegd worden. Denk aan een vuist die strak om een gevouwen stuk papier zit – je kunt er niet in kijken om het papier te lezen. Maar net als bij DNA-methylering kan het toevoegen en verwijderen van bepaalde chemische groepen de dichtheid van ons DNA en histonen veranderen, waardoor genen tot expressie komen of juist tot stilzwijgen worden gebracht door ze te kunnen lezen.

De levensverlengende processen activeren

Zowel DNA-methylering als histonmodificatie kunnen in elke fase van ons leven positief be√Įnvloed worden. Dit is geweldig nieuws omdat het betekent dat we onze genexpressie – welke genen tot expressie komen – kunnen aanpassen en de toetsaanslagen kunnen controleren die het verhaal van onze gezondheid bepalen. De sleutel is leren wat onze genexpressie optimaliseert voor gezondheid en een lang leven en wat ziektes tegenhoudt. Je wilt bijvoorbeeld dat de genen die ontstekingen veroorzaken worden uitgeschakeld en dat de genen die tumoren onderdrukken worden ingeschakeld.

We weten al lang dat lichaamsbeweging fysieke voordelen heeft die ons risico op ziekte aanzienlijk verlagen, maar het blijkt dat het ook epigenetische voordelen heeft!

In feite kan slechts één keer sporten de genexpressie van SIRT1 verhogen, een gen dat cellen beschermt tegen oxidatieve stress, de glucose- en vetstofwisseling reguleert, ontstekingen vermindert en gezond ouder worden bevordert. Je leest het goed: één keer sporten kan de expressie van onze erfelijke genen letterlijk veranderen. Dat gezegd hebbende, herhaalde lichaamsbeweging versterkt dit effect [8,9]. Factoren die zo eenvoudig zijn als het nemen van de juiste vitamines of het eten van verse groenten en fruit kunnen een vergelijkbaar effect hebben. Onderzoeken tonen bijvoorbeeld aan dat een tekort aan foliumzuur, vitamine B6 en vitamine B12 de DNA-methylering kan belemmeren, wat in verband wordt gebracht met de ontwikkeling van bepaalde vormen van kanker, cognitieve stoornissen en de ziekte van Alzheimer [10-12].

Hier zijn enkele eenvoudige stappen die je kunt nemen om je biologische software te upgraden:

Eet ten behoeve van je genen:

Het verhogen van je inname van specifieke voedingsstoffen en bioactieve voedingsbestanddelen kan de expressie van genen die betrokken zijn bij metabolisme, ziektepreventie en algehele gezondheid positief be√Įnvloeden.

– Richt je op fytochemicali√ęn door voedingsmiddelen te eten die rijk zijn aan sulforafaan (te vinden in kruisbloemige groenten zoals broccoli), fisetine (te vinden in aardbeien, appels en dadelpruimen) en catechinen (te vinden in groene thee).
– Boost je methyleringsvitaminen (B12, B6, folaat) met voedingsmiddelen zoals vlees, vis, bladgroenten, linzen, noten, lever en zonnebloempitten
Supplementen voor je epigenoom
Het kan moeilijk zijn om al je voedingsstoffen en fytochemicali√ęn uit voeding alleen te halen, zelfs met een perfect dieet, dus overweeg om supplementen te nemen om eventuele voedingsgaten op te vullen.
– Neem een B-complex of methyleringscocktail (zoek specifiek naar methyl-folaat, methyl-B12 en de gemethyleerde vorm van B6, pyridoxal-5-fosfaat om de methylering te ondersteunen).

Vermijd milieutoxinen

Blootstelling aan milieutoxines kan de patronen van DNA-methylering be√Įnvloeden, wat mogelijk leidt tot abnormale genexpressie, die verschillende biologische processen be√Įnvloedt en in verband wordt gebracht met ziekten zoals kanker.

– Verwijder plastic, pesticiden, herbiciden, ftalaten, PFAS-chemicali√ęn en zware metalen uit je omgeving. Kijk op www.ewg.org voor gidsen over hoe je giftige stoffen in voedsel, huishoudelijke schoonmaakproducten en huidverzorgingsproducten kunt verminderen.

– Overweeg een waterfilter en een luchtfilter om waterverontreiniging en luchtvervuiling thuis aan te pakken.

Onze tips over hoe je je leven in Amsterdam kunt zuiveren vind je hier.

Meer bewegen

Als je het lichaam door lichaamsbeweging aan goede stress blootstelt, verhoogt dat het NAD, dat sirtu√Įnes activeert en helpt bij het repareren van DNA en het verbeteren van epigenetische expressie.
– Streef naar een basis van 150 minuten per week van een combinatie van cardio- en krachttraining, zoals joggen, fietsen, tennis, dansen, roeien, gewichtheffen, weerstandsbanden en lichaamsgewichtoefeningen.
– Overweeg om yoga te beoefenen, waarvan is aangetoond dat het genexpressie en epigenetische modificaties be√Įnvloedt, zoals het omlaag brengen van ontstekingsbevorderende cytokinen en het verbeteren van de expressie van genen die betrokken zijn bij energiemetabolisme [13].

Pak stress aan en doe aan actieve ontspanning

Het verminderen van stress wordt in verband gebracht met een drastische vermindering van ziekte en een langere levensduur en het aanpakken van de verbinding tussen lichaam en geest speelt een sleutelrol bij het optimaliseren van onze genetische expressie en biologische functies.
– Vul aan met magnesium, een ontspanningsmineraal dat betrokken is bij honderden enzymatische reacties, waaronder vele die te maken hebben met DNA-replicatie, -reparatie en -transcriptie (magnesiumglycinaat) is zeer goed biologisch beschikbaar en ondersteunt naast vele andere voordelen ook de slaap en ontspanning).
– Maak tijd voor mindfulness door prioriteit te geven aan relaties en het beoefenen van activiteiten zoals meditatie en activiteiten die je kalmeren (tekenen, puzzelen, dagboeken bijhouden), waarvan is aangetoond dat ze biomarkers die verband houden met ontstekingen verminderen [14].

Samenvattend kan de impact hiervan op een lang leven niet worden overschat. Onze genen hebben de controle over onze gezondheid in onze handen gelegd. Iets simpels als een lange wandeling maken of broccoli eten kan letterlijk de expressie van onze genen veranderen – en daarmee kunnen we het verhaal van onze eigen gezondheid herschrijven.

 

References

  1. Patron J, Serra-Cayuela A, Han B, Li C, Wishart DS. Assessing the performance of genome-wide association studies for predicting disease risk. PLoS One. 2019;14(12):e0220215. Published 2019 Dec 5. doi:10.1371/journal.pone.0220215

    2. Saavedra LPJ, Piovan S, Moreira VM, et al. Epigenetic programming for obesity and noncommunicable disease: From womb to tomb. Rev Endocr Metab Disord. Published online December 2, 2023. doi:10.1007/s11154-023-09854-w

    3. Denis Noble; Conrad Waddington and the origin of epigenetics. J Exp Biol 15 March 2015; 218 (6): 816‚Äď818. doi:¬†https://doi.org/10.1242/jeb.120071

    4. Gujral, P., Mahajan, V., Lissaman, A.C. et al. Histone acetylation and the role of histone deacetylases in normal cyclic endometrium. Reprod Biol Endocrinol 18, 84 (2020). https://doi.org/10.1186/s12958-020-00637-5

    5. Moore SR, McEwen LM, Quirt J, Morin A, Mah SM, Barr RG, Boyce WT, Kobor MS. Epigenetic correlates of neonatal contact in humans. Dev Psychopathol. 2017 Dec;29(5):1517-1538. doi: 10.1017/S0954579417001213. PMID: 29162165.

    6. Fujisawa TX, Nishitani S, Takiguchi S, Shimada K, Smith AK, Tomoda A. Oxytocin receptor DNA methylation and alterations of brain volumes in maltreated children. Neuropsychopharmacology. 2019 Nov;44(12):2045-2053. doi: 10.1038/s41386-019-0414-8. Epub 2019 May 9. PMID: 31071720; PMCID: PMC6898679.

    7. Dashorst P, Mooren TM, Kleber RJ, de Jong PJ, Huntjens RJC. Intergenerational consequences of the Holocaust on offspring mental health: a systematic review of associated factors and mechanisms. Eur J Psychotraumatol. 2019;10(1):1654065. Published 2019 Aug 30.doi:10.1080/20008198.2019.1654065

    8. Kilic U, Gok O, Erenberk U, Dundaroz MR, Torun E, et al. (2015) A Remarkable Age-Related Increase in SIRT1 Protein Expression against Oxidative Stress in Elderly: SIRT1 Gene Variants and Longevity in Human. PLOS ONE 10(3): e0117954. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117954

    9. Juan, C.G., Matchett, K.B. & Davison, G.W. A systematic review and meta-analysis of the SIRT1 response to exercise. Sci Rep 13, 14752 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-38843-x

    10. Tiffon C. The Impact of Nutrition and Environmental Epigenetics on Human Health and Disease. Int J Mol Sci. 2018;19(11):3425. Published 2018 Nov 1. doi:10.3390/ijms19113425

    11. Agarwal D, Kumari R, Ilyas A, Tyagi S, Kumar R, Poddar NK. Crosstalk between epigenetics and mTOR as a gateway to new insights in pathophysiology and treatment of Alzheimer’s disease. Int J Biol Macromol. 2021;192:895-903. doi:10.1016/j.ijbiomac.2021.10.026

    12. An, Y., Feng, L., Zhang, X. et al. Dietary intakes and biomarker patterns of folate, vitamin B6, and vitamin B12 can be associated with cognitive impairment by hypermethylation of redox-related genes NUDT15 and TXNRD1. Clin Epigenet 11, 139 (2019). https://doi.org/10.1186/s13148-019-0741-y

 

  1. Giridharan S. Beyond the Mat: Exploring the Potential Clinical Benefits of Yoga on Epigenetics and Gene Expression: A Narrative Review of the Current Scientific Evidence. Int J Yoga. 2023;16(2):64-71. doi:10.4103/ijoy.ijoy_141_23 

 

  1. Redwine LS, Henry BL, Pung MA, et al. Pilot Randomized Study of a Gratitude Journaling Intervention on Heart Rate Variability and Inflammatory Biomarkers in Patients With Stage B Heart Failure. Psychosom Med. 2016;78(6):667-676. doi:10.1097/PSY.0000000000000316