Eén centimeter is voldoende
21-10-2008
Heb je het laatste jaar vis gegeten met een hoog kwikgehalte? Een onderzoeker aan de Noorse Universiteit van Wetenschappen en Technologie heeft een innovatieve test ontwikkeld die gebruik maakt van haar om het antwoord te leveren.
Blond of donker, lang of kort, gekruld of steil: Haar is veel meer dan gewoon een versiering op je hoofd. In feite, staat één enkel eindje haar garant voor een ganse biologische informatiebank. En hoe langer het haar is, hoe meer informatie het bevat.
Gelijk een meervoudige jaarlijkse bloedtest
Opspoorbare metalen zoals ijzer, zink, koper, nikkel, kwik, mangaan of molybdeen worden in het lichaam gevonden in extreem kleine hoeveelheden. Ze dienen als een variëteit aan functies, en worden geconsumeerd door voedsel en drank. Het lichaam produceert deze substanties niet uit zichzelf. Als je op dit moment, om één of andere reden, de opspoorbare metaalniveaus in je lichaam wil nakijken, moet je naar de dokter gaan, die centiliters bloed zal nemen nodig voor een test, en hij zal ze dan opsturen om geanalyseerd te worden.
Maar nu heeft Kristin Gellein, een PhD student aan de Noorse Universiteit van Wetenschap en Technologie (NTNU), een nieuwe en betere analytische methode ontwikkeld om opspoorbare metalen en andere elementen in het lichaam te meten. En alles wat ze nodig heeft is een heel klein eindje haar. Eén centimeter is voldoende voor Gelein om tot 30 verschillende opspoorbare metalen te filteren en te kwantificeren.
De significantie van Gellein’s testen is dit: de substanties gevonden in het haar, spiegelen de substanties gevonden in het bloed. En omdat haar groeit met een snelheid van 1 centimeter per maand, kan Gellein een retrospectieve bloedanalyse uitvoeren door het haar centimeter per centimeter te testen. Eén enkel eindje haar wordt dan een soort tijdmachine, die Gellein toelaat om de opspoorbare metaal blootstelling van een persoon in de tijd op te volgen.
Een gewone bloedtest levert gewoon informatie over de bloedniveaus van een persoon op het moment dat de bloedtest genomen is. Maar een analyse van haar, is meer vergelijkbaar met een continue bloedtest en als het eindje haar langs genoeg is, kan de informatie die het bevat, jaren overspannen.
Een mysterie
"Ik heb voor mijn onderzoek haren tot 36 centimeter geanalyseerd, en vond daar 3 jaar aan informatie in terug”, legden de onderzoekers uit. Dit bijzonder lange haar kwam van een Indiaanse vrouw die een tijd in Noorwegen woonde.
Gellein begon met het bovenste stuk van het eindje haar van de vrouw, dat het dichtst bij het hoofd zat en dus het meest recente was. Wat verbazingwekkend was, was dat het haar een grote hoeveelheid strontium bevatte. Hoe lager naar beneden in het eindje haar dat de onderzoeker mat, hoe hoger de strontium niveaus. De reden is dat strontium gevonden wordt in drinkwater, en dat het water in India relatief hoge strontiumniveaus bevat. Normaal bevat Noors water ongeveer 27 microgram aan strontium per liter water, maar in India is dit een hoeveelheid van 1300 microgram per liter water.
Vissen naar een antwoord
Gellein vond grote verschillen in de kwik en selenium hoeveelheden in andere onderzoeksobjecten. Dit specifieke individuele haar was 26 centimeter lang, wat meer dan 2 jaar aan “informatie” voorstelt. Het verrassende ding was dat de hoogste concentraties in 2 sequenties kwamen, en tussen deze concentraties waren de waardes aanzienlijk lager. Toen ik de haarlengte mat, vond ik dat de aantallen klommen in de zomermaanden”, zei Gellein. De connectie werd duidelijk toen de eigenhaar van het haar liet weten dat hij een enthousiaste visser was en dat hij behoorlijk veel zeevis at in de zomer, zegt Gellein. Op die manier, is een haar analyse meer dan gewoon een test van de blootstelling aan een individu, en kan het ook gebruikt worden als een soort vervuilingsindicator.
De testen zijn geanalyseerd met een machine die een HR-ICP-MS genoemd wordt, een gespecialiseerd instrument dat in staat is om opspoorbare metalen te detecteren in extreem lage concentraties. Een ander voordeel is dat de test zeer precies is. Gellein is erin geslaagd om deze karakteristieken op een zodanige manier te gebruiken dat ze haar stalen concentreert. De methode gaat gepaard met het blootstellen van de stalen aan hoge druk en temperatuur. Dit proces breekt alle organische materialen af, en al de opspoorbare metalen worden geconverteerd tot hun ionische vorm in een heldere vloeistof.
Ziek van metalen?
Deze meetmethode kan redelijk nuttig zijn in zowel werkgerelateerde en forensische geneeskunde. Maar onderzoekers zien het grotere potentieel van de test in het helpen van het maken van de connectie tussen omgeving en ziekte. Dat is de mening van Tore Syversen, een professor in het Departement voor neurowetenschap aan de faculteit van Geneeskunde van NTNU's, en één van de project coördinatoren. Neurologen hebben lang vermoed dat er een connectie zou kunnen zijn tussen opspoorbare metalen en neurologische ziektes zoals MS (Multiple Sclerose), ALS (Amyotrofische Laterale Sclerose) en Parkinson en Alzheimer.
Patiënten met deze types van ziektes kunnen hoge variaties hebben in de niveaus van opspoorbare metalen in hun lichaam. Experts zijn er nog niet in geslaagd uit te dokteren waarom dit waar is, en wat de significantie is van deze niveaus in woorden van ziekte. Een centrale vraag is of de patiënten ziek worden omdat hun lichamen metalen concentreren in niveaus die hoger zijn dan normaal, of dat het de ziekte zelf is die veroorzaakt dat het lichaam er niet meer in slaagt om opspoorbare metalen op een normale manier te verwerken. De verbeteringen van Gellein aan de analytische methode kan een belangrijk instrument zijn in de vordering van dit onderzoeksgebied.
Meer dan alleen maar haar
Bovenop het bestuderen van haar, kan de testmethode ook gebruikt worden met kleine hoeveelheden bloed, spinale vloeistof en urine. In haar PhD onderzoek, heeft Gellein bloed en spinale vloeistof geanalyseerd van patiënten met de ziekte van Skogholt, een neurologische aandoening die veel gelijkenissen vertoont met MS, maar dat ook duidelijke verschillen heeft. Patiënten vertonen een graduele zwakheid in hun spieren, in hun capaciteit om te spreken en hun geheugen. De ziekte heeft één specifieke familie aangetast en was ontdekt door een community dokter in Sør-Odal. Initieel werd gedacht dat de ziekte geërfd was van moeders kant van de familie, maar een aantal andere gevallen werd ook ontdekt.
Gellein’s materiaal bestaat uit stalen van 11 mensen die variëren van 28 tot 50 jaar oud. Ze ontdekte dat de spinale vloeistof van deze patiënten verhoogde niveaus vertoonde van alle opspoorbare metalen, vooral koper, ijzer en zink. De niveaus waren 3 keer hoger dan normaal voor koper en ijzer, en twee keer hoger dan de normale niveaus voor zink. Maar deze zelfde verschillen werden niet gevonden in de bloedtests. Dit is nuttige informatie voor hen die op zoek zijn naar de redenen voor en de mechanismes achter de ziekte. Als de verhoogde niveaus te wijten waren aan externe invloeden en omgevingsvervuiling, zouden ze eerst gedetecteerd zijn door de bloedtests.
Betere en meer zekere diagnoses
Metaal analyses kunnen 3 condities reflecteren. De eerste is als de patiënt overbelicht wordt met metalen door zijn of haar werk of door de omgeving. De tweede is als de patiënten een gelimiteerd of speciaal dieet hebben, omdat de juiste niveaus van opspoorbare metalen een gebalanceerd dieet vereisen. Ten slotte, kunnen de analyses aantonen hoe het lichaam trace elementen behandelt en variaties die kunnen voorkomen door genetische tendensen of mogelijk het gebruik van farmaceutische medicatie.
"Wat nieuw is met Gellein’s methode is dat we vele trace elementen kunnen meten op hetzelfde moment, en in extreem lage niveaus. Omdat veel trace elementen onderling afhankelijk zijn van elkaar, is deze manier van multi-element analyse een veel beter instrument dan wat we in het verleden hadden”, zegt Syversen.
THE NORWEGIAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY (NTNU)
Gloshaugen
Vertaling: Joke Mulleners
Bron: ALS Independence
