Snel sprinten met hoge bloeddruk

Met een Veni-subsidie van NWO op zak wil zij aantonen dat een hoge energietoevoer naar de spieren – onontbeerlijk voor een goede sprint – ook een rol speelt hij het ontstaan van hypertensie.

Ooit, in een ver verleden, deed Lizzy Brewster aan atletiek, de honderd meter sprint om precies te zijn. Toen al viel het haar op dat mensen met een donkere huidskleur het hardste liepen. ‘Als je naar de top honderd van de snelste sprinters aller tijden kijkt, dan zie je allemaal zwarten met een West-Afrikaanse achtergrond. Zij moeten een of ander biologisch voordeel hebben.’ Brewster denkt nu de verklaring te hebben gevonden. Daarbij is een centrale rol weggelegd voor het enzym creatine kinase (CK), dat zorgt voor het energietransport naar de spieren.

Brewster kwam puur toevallig uit bij het enzym, toen zij voor haar opleiding tot arts op zoek was naar een plek waar zij haar wetenschappelijke stage kon lopen. ‘Alle plaatsen waren vergeven, dus besloot ik een brief te sturen naar de Amsterdamse neurologiehoogleraar Jaap Bethlem. Hij gaf me een doos met biopten van mensen met verschillende spierziekten. Die moest ik allemaal van elkaar leren onderscheiden, en pas dan mocht ik terugkomen. Waarschijnlijk dacht hij dat ik het wel zou opgeven, maar ik kocht een microscoop en leerde de spieraandoeningen uit mijn hoofd.’

Getroffen door haar gedrevenheid, gaf de hoogleraar Brewster een kaartenbak met de gegevens van dertig patiënten die allemaal dezelfde onverklaarde afwijking hadden. Het enzym creatine kinase was bij hen langdurig in grote hoeveelheden in het bloed aanwezig. Gewoonlijk is dat een teken dat iemand aan een spierziekte lijdt. Maar om welke ziekte het dan zou moeten gaan, was onduidelijk bij deze dertig patiënten. Of Brewster daar eens naar zou willen kijken. Na drie maanden zwoegen in de bibliotheek was de student-onderzoeker eruit. Ze keerde terug met de mededeling: ‘Deze patiënten hebben waarschijnlijk een grotere hoeveelheid creatine kinase in de spier. Het enzym zorgt voor meer spierkracht en zit ook in grotere hoeveelheden in het bloed, maar van een spierziekte is geen sprake. Ze zijn verder gezond.’

De hoogleraar was enthousiast en wilde de bevinding graag aan vakgenoten presenteren. Brewster mocht het artikel schrijven. Ze popelde om verder onderzoek te doen naar de rol van CK in de stofwisseling van de spieren, maar het lukte haar niet om aan de benodigde fondsen te komen. ‘Later bedacht ik dat ik er op een andere manier naar moest kijken. CK zou wel eens de bloeddruk kunnen beïnvloeden. Want als de spieren meer energie krijgen, wordt ook de knijpkracht van de bloedvaten groter en gaat de bloeddruk omhoog.’

vaker flauwvallen
Brewster legde haar idee voor aan AMC-internist Gert van Montfrans, die haar aanmoedigde om daadwerkelijk te laten zien dat mensen die relatief veel energie tot hun beschikking hebben, ook gevoeliger zijn voor hypertensie. En dat deed ze. Met de door het AMC opgezette SUNSET-studie (Surinamers in Nederland: Studie naar gezondheid en Etniciteit) die in 2002 startte, kreeg ze de beschikking over het ideale cohort om haar theorie op los te laten. Bij zo’n 1500 mensen – blanke Nederlanders, Hindoestaanse en Creoolse Surinamers – keek ze naar de bloeddruk in rust en naar de activiteit van CK in het bloed. Tussen de mensen met een lage tot normale activiteit en die met een hoge CK-activiteit vond ze een bloeddrukverschil van 15 mm kwik. Zwarte mannen hadden gemiddeld de hoogste bloeddruk en de hoogste CK-activiteit (tot 800 IU/l), blanke vrouwen scoorden op het gebied van bloeddruk en CK-activiteit (40 IU/l) het laagst. Een behoorlijk verschil dat de kolommen van het wetenschappelijke vakblad Circulation haalde.

Vervolgens ging Brewster op zoek naar patiënten uit de kaartenbak die ze jaren daarvoor van professor Bethlem had gekregen. ‘Dat waren allemaal blanken. Waarschijnlijk is bij hen het enzym van nature in grotere hoeveelheden aanwezig. Toen ik naging of deze en soortgelijke patiënten aan hypertensie leden, bleek dat hoge bloeddruk bij hen twee keer zo vaak voorkwam als bij een controlegroep van mensen met normale CK-waarden. Als je maar lang genoeg wachtte, kreeg vrijwel iedereen met veel creatine kinase een hoge bloeddruk.’

Andersom bleek het ook te kloppen: mensen met een laag CK-gehalte vallen vaker flauw. Dat heeft waarschijnlijk weer te maken met de verminderde knijpkracht van de bloedvaten en dus een lage bloeddruk, stelt Brewster. Maar het verband tussen CK en het samentrekken van de vaten moest nog wel aangetoond worden. Daarvoor gebruikte ze de verwijderde buikvetvaten van gezonde zwangere vrouwen die een keizersnede ondergingen. In een proefopstelling met deze vaten voegde zij een CK-remmer toe. ‘Niemand in het lab geloofde dat er een effect zou optreden, maar dat gebeurde wel. De remmer maakte het enzym kapot, waardoor de vaten zich niet meer samentrokken.’

kinderlijk eenvoudig
CK en hypertensie werden het onderwerp van Brewsters proefschrift, waarop zij in september 2007 cum laude promoveerde. Het door Brewster gesignaleerde verband tussen creatine kinase en bloeddruk lijkt kinderlijk eenvoudig. Waarom heeft niemand dit eerder gezien? ‘Dat weet ik niet precies. Misschien omdat het belangrijke proces dat ervoor zorgt dat spieren van energie worden voorzien, door iedereen als vanzelfsprekend wordt ervaren. Het zou kunnen dat er daarom tot nu toe weinig onderzoek is verricht naar dit aspect van hoge bloeddruk.’

Brewster deed dat wel, en beschreef het hele proces tot in het kleinste detail. De energiefabrieken van onze lichaamscellen, de mitochondriën, verbranden glucose, waardoor het energiemolecuul ATP vrijkomt. Vervolgens moet dat ATP naar de spieren vervoerd worden. En daar komt creatine kinase om de hoek kijken: ‘CK verzorgt het transport. Het enzym sleept delen van ATP in de vorm van creatine fosfaat door de cel heen en stelt deze weer samen tot één ATP-molecuul op plekken waar veel energie nodig is. Iedereen maakt ATP aan, maar ik vermoed dat het verschil hem zit in de hoeveelheden die vervoerd kunnen worden naar de plekken waar het nodig is en in de snelheid waarmee dat gebeurt.’

Maar hoe CK het samenknijpen van de vaten beïnvloedt, moet nog in kaart worden gebracht. Daarvoor wist Brewster een Veni-subsidie te bemachtigen. ‘Ik wil weten waarom er 15 mm kwik verschil zit tussen mensen met veel en weinig creatine kinase.’

survival-eigenschappen
Een andere veelgestelde vraag is: wat voor nut heeft het om van nature veel CK te produceren? Brewster stipt de kwestie aan in haar proefschrift. ‘Met meer CK ben je niet alleen beter in staat om snel weg te lopen bij gevaar, je kunt ook beter tegen bloedverlies. Als je gewond bent, knijpen je vaten harder samen om het wegstromen van bloed te beperken. En je kunt beter water en zout vasthouden, wat dezelfde functie heeft als een zoutoplossing toedienen aan iemand die veel bloed heeft verloren. Dat zijn klassieke survival-eigenschappen. In de wilde natuur is het prima om die eigenschappen te bezitten, maar in de grote stad – waar mensen weinig bewegen en veel zout consumeren – hebben hoge CK-waarden een negatief effect. Het lichaam is erop gebouwd om te voorkomen dat je bloeddruk te laag wordt. Niet om hypertensie tegen te gaan.’

De omstandigheden waaronder we leven, zijn door de tijd heen veranderd. Maar de evolutie heeft ons lichaam daar niet op aangepast. Volgens Brewster omdat een hoog CK geen voortplantingsnadeel oplevert. Je sterft pas aan hoge bloeddruk nadat je nageslacht hebt gecreëerd.

pionier
Brewster blijft vooralsnog een pionier met haar verhaal over creatine kinase en hoge bloeddruk. ‘Mijn onderzoek wordt wereldwijd goed ontvangen, maar de bladen waaraan ik mijn artikelen aanbied, vinden het wel opvallend dat er zo weinig andere researchers mee bezig zijn. Er is wel een Chinese groep geweest die bij ratten spontane hypertensie uitlokte en beschreef hoe eerst het CK-gehalte toenam, waarna de bloeddruk steeg. Maar verder is het onderzoek erg AMC-gebonden.’

Momenteel werkt Brewster samen met de researchers van het Helius-project, een bevolkingsonderzoek onder 60.000 Amsterdammers, afkomstig uit zes verschillende etnische groepen. Deze studie moet onder andere antwoord geven op de vraag of mensen met een hoog creatine kinase eerder sterven door hypertensie.

‘Ik kan de rest van mijn wetenschappelijke carrière met CK-research vullen, zoveel is er nog uit te zoeken. En ik heb geen grote groep naast me die me daarbij helpt, alleen een assistent. Gedurende de vier jaar die ik aan mijn proefschrift besteedde, bracht ik mijn vakantiedagen in het lab door. Daarna ben ik wel op vakantie gegaan, hoor. Een weekje.’

Auteur: Irene van Elzakker, AMC-magazine nr. 2 Feb 2010