Hoofdstuk-13

Door een nauw venster

[157] De bioloog George Wald vergeleek eens zijn studie over een bij­zonder gespecialiseerd onderwerp, het zichtbare pigment van het oog, met 'een zeer nauw venster, waardoor men op een afstand slechts een streep licht ziet. Als men naderbij komt, wordt het beeld groter, totdat men tenslotte door ditzelfde nauwe venster in het heelal kijkt.'

Hetzelfde gebeurt wanneer wij eerst ons oog instellen op de individuele cellen van het lichaam, daarna op de kleine structuur binnen de cellen en tenslotte op de uiteindelijke reacties van de moleculen in deze structuur. Alleen als we dat doen, kunnen we de ernstigste en verstrekkende gevolgen begrijpen van het lukraak aanbrengen van vreemde chemicaliën in ons binnenste. De medische research heeft zich betrekkelijk recent pas gericht op het functioneren van de individuele cellen, die energie produceren, welke onmisbaar voor het leven is. Het eigenaardige energie­producerende mechanisme van het lichaam is niet alleen de basis voor gezondheid, maar voor het hele leven zelf; het steekt zelfs de meest vitale organen naar de kroon als het om belangrijkheid gaat, want zonder het vlotte en doeltreffende functioneren van het energie-afgevend oxidatieproces kan geen enkele lichaamsfunctie worden uitgevoerd. Toch is de aard van vele chemicaliën, die tegen insecten, knaagdieren en onkruid gebruikt worden, zodanig, dat ze dit proces rechtstreeks aantasten en het prachtig werkende mechanisme uiteenrukken.

De research die tot onze tegenwoordige kennis van de cellu­laire oxidatie1 heeft geleid, is een van de indrukwekkendste ver­worvenheden in de hele biologie en biochemie. De lijst mede­werkers aan deze arbeid bevat de namen van veel Nobelprijs­winnaars. Stap voor stap is dit werk gedurende de laatste vijfen­twintig jaar voortgezet en het heeft uit zelfs nog vroegere arbeid geput om sommige grondstenen te leggen. Zelfs op het ogenblik is het nog niet geheel in alle details voltooid. En eerst de laatste tien jaar zijn alle verschillende delen van het researchprogramma samengevoegd tot één geheel, zodat de biologische oxidatie een deel van de praktische kennis van de biologen kon worden. Nog [158] belangrijker is het feit, dat medici, die hun opleiding vóór 1950 kregen, weinig gelegenheid hebben gehad zich de bijzondere im­portantie van dit proces en de gevaren van disruptie ervan te realiseren.

Het essentiële werk van de energieproduktie geschiedt niet in een gespecialiseerd orgaan, maar vindt plaats in elke cel van het lichaam. Een levende cel, evenals een vlam, verbrandt brandstof om de energie te produceren, waarvan het leven afhankelijk is. Deze analogie is meer poëtisch dan exact, want de cel bewerk­stelligt zijn 'verbranding' met de bescheiden hitte van de normale lichaamstemperatuur. Toch leveren deze miljarden zachtjes bran­dende vuren de levensenergie. Als ze zouden ophouden te branden, dan 'zou geen hart kunnen slaan, geen plant de zwaartekracht kunnen tarten en naar de zon groeien, geen amoebe kunnen zwemmen, geen gewaarwording zich langs een zenuw kunnen voortspoeden, geen gedachte kunnen ontspringen aan het mense­lijke vernuft,' zei de chemicus Eugene Rabinowitch.

De transformatie van de stof tot energie in de cel is een steeds­ voortdurend proces, een van de hernieuwingscycli der natuur, een perpetuum mobile. Deeltje voor deeltje, molecuul voor molecuul wordt koolhydraten-brandstof in de vorm van glucose in dit perpetuum mobile gevoerd; in zijn cyclische gang ondergaat het verbrandingsmolecuul een versplintering en een serie zeer kleine chemische veranderingen. Deze veranderingen vinden op een orde­lijke manier plaats, stap voor stap, en iedere stap wordt beheerst door een enzym met zo'n gespecialiseerde functie, dat het deze functie en geen andere verricht. Bij iedere stap wordt energie ge­produceerd, afvalprodukter (kooldioxide en water) worden af­gegeven en de veranderde verbrandingsmolecuul komt in haar volgende stadium. Wanneer het draaiende rad eenmaal rond is geweest, is de verbrandingsmolecuul verworden tot een vorm, die het gemakkelijk maakt zich te verbinden met een nieuwe binnenkomende molecuul en de cyclus kan opnieuw beginnen.

Dit proces, waarbij de cellen als een chemische fabriek functio­neren, is een van de wonderen van de levende wereld. Het feit, dat alle functionerende deeltjes oneindig klein zijn, maakt het wonder nog groter. Enkele uitzonderingen daargelaten, zijn de cellen zelf reeds klein en kunnen slechts met behulp van een microscoop wor­den waargenomen. En het grootste deel van het oxidatieproces ge­schiedt op een nog kleiner podium, in minuscule deeltjes in het celprotoplasma, die mitochondria worden genoemd. Hoewel deze reeds meer dan 60 jaar bekend zijn, werden ze vroeger beschouwd als onderdelen van de cel, die onbekende en waarschijnlijk onbe­langrijke functies hadden. Pas omstreeks 1950 werd de studie van [159] de mitochondria een opwindend en vruchtbaar veld voor research; plotseling kregen zij zoveel aandacht, dat er binnen een periode van vijf jaar 1.000 rapporten over dit onderwerp verschenen.

Ook hier ziet men vol ontzag naar het vernuft en het geduld waarmee het mysterie van de mitochondria is opgelost. Stel u voor een deeltje zo klein, dat u het zelfs door de microscoop, die 300 maal vergroot, nauwelijks kunt waarnemen. Stel u dan de kundigheid voor, die nodig is om dit deeltje te isoleren, te be­studeren, zijn samenstellingen te analyseren en daarna nog de bijzonder ingewikkelde functies ervan vast te stellen. Toch is dit met behulp van de electronenmicroscoop en de technieken van de biochemicus gelukt.

Thans is bekend, dat de mitochondria kleine pakketjes met enzymen zijn; een gevarieerd assortiment, dat alle enzymen bevat, die nodig zijn voor de oxidatiecyclus en die op nauwkeurige en ordelijke wijze aan de wanden en in afdelingen zijn ondergebracht. De mitochondria zijn de “krachtstations', waarin de meeste energie­producerende reacties plaatsvinden. Nadat de eerste, voorberei­dende stappen ter oxidatie in het celplasma zijn gedaan, wordt de verbrandingsmolecuul in de mitochondria gebracht. Hier wordt de oxidatie voltooid en komen grote hoeveelheden energie vrij.

De eeuwig draaiende wielen van het oxidatieproces binnen de mitochondria zouden voor niets bewegen als het niet was om een boven alles belangrijk resultaat te bereiken. De energie, die bij elk stadium van de oxidaticcyclus wordt geproduceerd, komt vrij in een vorm, die de biochemici gewoonlijk ATP (adenosine trifosfaat) noemen; het is een molecuul, dat drie fosfaatgroeperingen bevat. De rol van het ATP bij de levering van energie bestaat hierin, dat het een van zijn fosfaatgroepen in andere stoffen kan omzetten, samen met de energie van zijn verbonden electronen, die met grote snelheid heen en weer schieten.

Zo wordt in een spiercel energie voor de samentrekking van die spier gewonnen wanneer een eind­standige fosfaatgroep naar de samentrekkende spier wordt over­gebracht. Dus vindt er een andere cyclus plaats - een cyclus binnen een cyclus - een molecuul ATP geeft een van zijn fosfaatgroepen af en houdt er slechts twee over, die een tweefosfatige molecuul vormen, ADP. Maar als de cyclus verder gaat, wordt er weer een andere fosfaatgroep aan de andere twee gekoppeld en het ATP is hersteld. Er is een analogie met de accumulator: ATP vertegen­woordigt de opgeladen en ADP de leeggelopen accu.

ATP is het algemene circulatiemiddel van de energie en wordt in alle organismen, van microben tot mens, aangetroffen. Het levert mechanische energie aan de spiercellen en elektrische energie aan de zenuwcellen. De spermacel, de bevruchte eicel, klaar voor de [160] enorme uitbarsting van activiteiten, die haar in een kikker of een vogel of een mensenkind zullen doen veranderen, de cel die een hormoon moet maken, al deze cellen krijgen ATP geleverd. Iets van de ATP-energie wordt in het mitochondrion gebruikt, maar het meeste wordt onmiddellijk naar de cel gevoerd om de kracht voor andere activiteiten te leveren. De plaats van de mitochondria binnen zekere cellen geeft reeds hun functie aan, want ze zijn zo geplaatst, dat de energie juist daar kan worden afgegeven waar ze nodig is. In de spiercellen zijn ze te vinden rondom de samen­trekkende vezels; in zenuwcellen bevinden ze zich daar waar de ene cel bij de andere samenkomt en verschaffen de energie om de impulsen over te brengen; in spermacellen zijn ze geconcen­treerd op het punt waar de stuwende staart aan het hoofd is gekoppeld.

Het opladen van de accu, waarbij ADP en een vrije fosfaatgroep zich samenvoegen om de stof ATP te herstellen, is aan het oxidatie­proces gekoppeld; de tussenliggende schakel wordt gekoppelde fosforilase genoemd. Als de combinatie ontkoppeld raakt, is er een middel verloren gegaan om bruikbare energie te verkrijgen. De ademhaling gaat voort, maar er wordt geen energie geprodu­ceerd. De cel is als een snelwerkende motor geworden, die wel hitte verbruikt maar geen kracht afgeeft. Dan kan de spier niet samentrekken en de impuls kan niet over de paden der zenuwen snellen. Dan kan het sperma niet zijn bestemming bereiken; het bevruchte eitje kan zijn ingewikkelde delingen en voortbrengings­functies niet volvoeren. De gevolgen van een storing zouden inder­daad rampzalig zijn voor welk organisme ook, voor embryo en volwassene; op de duur zou het tot de dood van de weefsels of zelfs van het organisme kunnen leiden.

Hoe kan zo'n ontkoppeling optreden? Straling is een storings­element en de dood van cellen, die aan straling hebben bloot­gestaan, wordt door sommigen aldus verklaard. Ongelukkigerwijs hebben veel chemicaliën ook de macht om de oxidatie los te maken van de energieproduktie en de insecticiden en onkruid­verdelgers zijn ruim op de lijst vertegenwoordigd. De fenol­achtigen hebben, zoals is aangetoond, een sterke uitwerking op de spijsvertering en veroorzaken een fatale verhoging van de tem­peratuur; dit komt door het effect van de 'sneldraaiende motor'. De dinitrofenolen en pentachloorfenolen zijn voorbeelden van deze groep, die algemeen wordt gebruikt als herbiciden. Een ander storingselement onder de herbiciden is het 2,4-D. Onder de ge­chloreerde koolwaterstoffen heeft DDT bewezen een storings­element te zijn en vermoedelijk zullen verdere studies nog andere in deze groep aanwijzen.

[161] Maar ontkoppeling is niet de enige manier om de kleine vuurtjes in sommige of alle miljarden lichaamsdelen te doven. We hebben gezien, dat elke stap in het oxidatieproces gericht is op en voort­gebracht wordt door een specifiek enzym. Als enkele van deze enzymen - of slechts een enkel exemplaar - worden vernietigd of hun werking verzwakt, dan komt de oxidatiecyclus binnen de cel tot stilstand. Het doet er niet toe welk enzym dat is. Het oxidatie­proces beweegt zich in een cyclus, die draait als een wiel. Als we een koevoet tussen de spaken van een wiel steken, maakt het ook niet uit op welke plek we dat doen; het wiel zal ophouden te draaien. Op dezelfde manier zal het oxidatieproces gaan stilstaan als we op een willekeurig punt in de cyclus een enzym vernietigen. Dan is er geen verdere energieproduktie.

De koevoet die tussen de wielen van het oxidatieproces wordt ge­stoken, kan bestaan uit een willekeurige stof uit de groep chemi­caliën, die gewoonlijk als verdelgers worden gebruikt. DDT, methoxychloorverbindingen, malathion, fenothiazine en verschil­lende dinitro-verbindingen bevinden zich onder de talrijke ver­delgers, die remmend werken op een of meer enzymen, die bij de oxidatiecyclus zijn betrokken. Ze verschijnen hier dus als stoffen, die in staat zijn om het gehele proces van de energieproduktie te doen stilstaan en de cellen de bruikbare zuurstof te onthouden. Dit is een letsel met zeer gevaarlijke gevolgen, waarvan er slechts enkele hier kunnen worden genoemd.

Alleen door systematisch zuurstof aan normale cellen te ont­houden, hebben onderzoekers van deze normale cellen kanker­cellen gemaakt, zoals we in het volgende hoofdstuk zullen zien. Een indicatie van andere drastische gevolgen van het onthouden van zuurstof aan een cel is voortgekomen uit proeven op zich ontwikkelende embryos van dieren. Bij onvoldoende zuurstof wor­den de geordende processen, waarbij de weefsels zich ontvouwen en de organen zich ontwikkelen, uiteengerukt; misvormingen en andere abnormaliteiten komen dan voor. Waarschijnlijk zal het menselijke embryo, dat gebrek aan zuurstof heeft, ook aangeboren misvormingen krijgen.

Er zijn tekenen van een toename van dit onheil, hoewel weinig mensen ver genoeg kunnen kijken om alle oorzaken te bevatten. Als een van de meer onplezierige voortekenen des tijds, vatte het “Office of Vital Statistics' in 1961 het plan op om een nationale classificatie van misvormde geboorten op te zetten en legde daar­bij uit, dat de statistieken, die daarvan het gevolg zouden zijn, de benodigde feiten zouden verschaffen over het aantal misvormingen bij de geboorte en de omstandigheden, waaronder deze voor­kwamen.

Deze onderzoekingen zullen ongetwijfeld grotendeels op [162] de straling gericht zijn, maar men moet niet over het hoofd zien, dat veel chemicaliën de compagnons van straling zijn en precies de­zelfde gevolgen hebben. Sommige gebreken en misvormingen bij de kinderen van morgen, die onverbiddelijk door het 'Office of Vital Statistics' worden tegemoetgezien, zullen bijna zeker door deze chemicaliën, die overal in ons milieu en zelfs in ons lichaam doordringen, veroorzaakt worden.

Het is zeer waarschijnlijk, dat sommige bevindingen omtrent het teruglopen van de voortplanting ook verband houden met de interferentie van het biologische oxidatieproces en de daaruit voort­vloeiende uitputting van de overbelangrijke ATP accu's. Het eitje moet zelfs al vóór de bevruchting royaal van ATP voorzien zijn, als het wacht op de enorme krachtsinspanning, de grote afgifte van energie, die nodig zullen zijn zodra het sperma is binnenge­drongen en de bevruchting heeft plaats gehad. Of de spermacel het eitje zal bereiken en er zal binnendringen, hangt af van zijn eigen voorraad ATP, die is vrijgekomen in de mitochondria, die in dikke lagen om de cel heenligt. Zodra de bevruchting heeft plaats gehad en de celdeling is begonnen, zal de energielevering in de vorm van ATP voor een groot deel bepalen of de ontwikkeling van het embryo tot aan het laatste stadium voortgang zal vinden. Embryologen, die de voor hen meest geschikte studie-onderwerpen, de eitjes van kikkers en zeeëgels, bestudeerden, hebben gevonden, dat als het ATP-gehalte beneden een bepaald niveau wordt ge­houden, het eitje er eenvoudig mee ophoudt zich te delen en spoedig daarop sterft.

Het is geen onmogelijke stap van het laboratorium van de embryologen naar de appelboom, waar het nest van de roodborst­lijster blauwgroene, doch koude, eieren bevatte en waar de vuurtjes, die leven beloofden en enkele dagen brandden, thans zijn uitgedoofd. Of naar de top van een reusachtige sparreboom in Florida, waar een flinke hoop twijgen en takjes in een onordelijke ordelijkheid drie grote, witte eieren bevatten, die koud en leven­loos zijn. Waarom kwamen de eieren van de roodborstlijsters en de arend niet uit? Kwam de ontwikkeling van deze eieren, net zo­als de eitjes van de laboratorium-kikvorsen, tot stilstand omdat ze niet genoeg van het algemene energie-betaalmiddel - ATP - hadden om hun ontwikkeling voortgang te doen vinden? En werd het gebrek aan ATP veroorzaakt omdat er in het lichaam van de vogelouders en in de eieren genoeg insecticide voorhanden was om de kleine eeuwig-draaiende wieltjes van het oxidatieproces, waar­op de energielevering berust, te doen stoppen?

Het is helemaal niet meer nodig om te gissen of er insecticiden in de eieren van vogels aanwezig zijn. De eieren lenen zich vanzelfsprekend [163] gemakkelijker tot dit soort onderzoek dan het ovarium van zoogdieren. Grote residuen DDT en andere kool­waterstoffen zijn altijd in de vogeleieren aangetroffen als de vogels aan deze chemicaliën waren blootgesteld, of dat nu in het labora­torium of in de natuur was gebeurd. En de concentraties waren groot. Fazanteneieren bij een proef in Californië bevatten tot 349 delen per miljoen DDT. In Michigan werd aangetoond, dat nog niet gelegde eieren van roodborstlijsters, die aan DDT-vergiftiging waren gestorven, grote concentraties (tot 200 delen per miljoen) bevatten. Andere eieren werden uit verlaten nesten genomen - de ouders waren door het gif getroffen - en deze bevatten ook DDT. Kippen, die vergiftigd waren door aldrin, dat op een na­burige boerderij werd gebruikt, hebben het gif op hun eieren over­gebracht; kippen, die bij wijze van proef DDT hadden gekregen, legden eieren, die wel 65 delen per miljoen DDT bevatten.

Wetende dat DDT en andere (wellicht alle) gechloreerde kool­waterstoffen de energie-producerende cyclus doen stoppen door­dat een specifiek enzym buiten werking wordt gesteld of het energie-producerende mechanisme wordt ontkoppeld, kan men ook niet verwachten dat een ei, dat zo vol residuen zit, het gehele ontwikkelingsproces kan vervolmaken, het oneindige aantal cel­delingen, het voortbrengen van weefsels en organen, de samen­voeging van vitale substanties, die uiteindelijk een levend wezen maken, voltooien. Dit alles vereist hoeveelheden ATP, die alleen het draaiende stofwisselingswiel kan voortbrengen.

Er is geen reden om aan te nemen, dat deze ontzettende ge­volgen zich alleen tot vogels beperken. ATP is het universele circulatiemiddel van de energie en de stofwisselingscycli, die het doen ontstaan, werken voor hetzelfde doel in vogels en bacteriën, mensen en muizen. Het aanwezig zijn van insecticiden in de kiem­cellen van elke soort moet ons derhalve verontrusten, want het kan gelijksoortige gevolgen hebben bij menselijke wezens.

En er bestaan aanwijzingen, dat deze chemicaliën aanwezig zijn in de weefsels, die zich bezighouden met het maken van kiem­cellen, en in de cellen zelf. Een accumulatie van insecticiden is ontdekt in de geslachtsorganen van een groot aantal vogels en zoogdieren - bij fazanten, muizen en marmotten in het labora­torium, bij roodborstlijstcrs in een gebied, dat tegen de iep­ziekte met insecticide bespoten was en bij herten, die door de wouden van het westen zwierven, welke besproeid waren tegen de sparreknoprups. Bij een van de roodborstlijsters was de con­centratie DDT in de testes groter dan in enig ander deel van het lichaam. Fazanten vertoonden ook buitengewoon grote hoeveel­heden in de testes, wel 1.500 delen per miljoen.

[164] Waarschijnlijk als gevolg van deze opeenhoping in de geslachts­organen is atrophie van de testes bij proefzoogdieren waarge­nomen. Jonge ratten, die aan methoxychloorverbindingen waren blootgesteld, bezaten zeer kleine testes. Toen jonge hanen DDT gekregen hadden, maakten de testes slechts 18 % van hun nor­male groei door; de kammen en lellen, die wat hun groei betreft afhankelijk zijn van het hormoon uit de testes, bereikten slechts een derde van de normale grootte.

Ook de spermatozoïden zelf kunnen worden aangetast door het verlies van ATP. Experimenten tonen aan, dat de beweeglijkheid van het mannelijke sperma verminderd wordt door dinitrofenol, hetgeen een verkeerde uitwerking heeft op het energie-koppelende mechanisme, met een onvermijdelijk daarop volgend verlies aan energie. Hetzelfde zou waarschijnlijk van andere chemicaliën kun­nen worden gezegd als de zaak werd onderzocht. Enige aan­wijzing ten aanzien van een mogelijk gevolg voor menselijke wezens kan worden aangetroffen in de medische rapporten over oligospermia, of de teruglopende produktie van spermatozoa bij mensen, die per vliegtuig DDT over de gewassen aanbrengen.

Voor de mensheid als geheel is het bezit van onze erfelijke eigen­schappen oneindig waardevoller dan het individuele leven, het is de schakel tussen heden en verleden. Door de miljoenen jaren der evolutie heen, hebben onze genen ons niet alleen gemaakt tot wat wij zijn, maar zij bepalen in hun kleinheid ook de toekomst, of deze nu een belofte of een dreiging inhoudt. De erfelijkheids­verslechtering door stoffen, die door mensenhand worden gemaakt, is de grote dreiging van onze tijd, 'het laatste en grootste gevaar voor onze beschaving'.

Wederom is er een parallel te trekken tussen chemicaliën en straling, die exact en onontkoombaar is.

De levende cel, die aan straling onderhevig is, doet verschillende soorten letsel op: de mogelijkheid van deling kan worden ver­nietigd, de cel kan een verandering van de chromosomenstructuur ondergaan, of de genen, de dragers van erfelijkheidseigenschappen, kunnen plotselinge veranderingen vertonen, die we mutaties noe­men en die hen in staat stellen om nieuwe eigenschappen in volgende generaties te doen ontstaan. Als hij erg gevoelig is, kan de cel ook sterven of hij kan uiteindelijk, na verloop van tijd, die in jaren moet worden gemeten, kwaadaardig worden.

Al deze gevolgen van straling zijn in laboratoriumproeven door een grote groep chemicaliën, die bekend staan als stralingsna­bootsers, gedupliceerd. Veel chemicaliën, die als verdelgings­middelen worden gebruikt, herbiciden zowel als insecticiden, behoren [165] tot deze groep stoffen, die schade aan de chromosomen kunnen aanbrengen, normale celdeling in de weg kunnen staan of mutaties kunnen veroorzaken. Dit letsel aan de erfelijkheids­dragers is van een aard, die ziekte kan doen ontstaan bij de persoon of het dier, dat aan de chemicaliën is blootgesteld of dat de ge­volgen kan tonen bij de volgende generaties.

Nog slechts enkele tientallen jaren geleden wist niemand iets van de gevolgen van straling of chemicaliën af. In die dagen was het atoom nog onsplijtbaar en er waren nog maar weinig chemi­caliën, die straling konden nabootsen, in de proefbuizen van de chemici uitgevonden. Toen vond in 1927 een professor in de zoö­logie aan een universiteit in Texas, Dr. H. J. Muller, dat als een orga­nisme aan röntgenstralen werd blootgesteld, het mutaties in opeen­volgende generaties kon teweegbrengen. Met deze ontdekking werd een nieuw groot veld van wetenschappelijke en medische kennis opengelegd. Muller ontving de Nobelprijs voor geneeskunde voor deze ontdekking en op het ogenblik weet ieder niet-wetenschaps­mens helaas - door zijn bekendheid met 'fallout' - wat de moge­lijke gevolgen van straling kunnen zijn.

Een gelijksoortige ontdekking - hoewel er niet zo'n ophef van werd gemaakt - werd in de eerste veertiger jaren gedaan door Charlotte Auerbach en William Robson aan de universiteit van Edinburgh. Toen zij met mosterdgas werkten, ontdekten zij, dat dit chemische gas blijvende abnormaliteiten bij de chromosomen veroorzaakte, die niet konden worden onderscheiden van die welke door straling teweeg werden gebracht. Bij proeven op de fruitvlieg, hetzelfde organisme dat Muller oorspronkelijk met zijn röntgen­werk had gebruikt, bleek dat ook mosterdgas mutaties veroorzaak­te. Hiermede was de eerste chemische mutagen ontdekt.

Mosterdgas als mutagen is thans slechts een naam uit de lange lijst van chemicaliën die, zoals we thans weten, genetische eigen­schappen in planten en dieren kunnen doen veranderen. Om te be­grijpen hoe chemicaliën het verloop van erfelijkheid kunnen be­invloeden, moeten we eerst kijken naar het levensdrama zoals dat in de levende cel wordt opgevoerd.

De cellen, die de onderdelen zijn van de weefsels en organen van het lichaam, moeten het vermogen bezitten om in aantal toe te nemen als het lichaam wil groeien en als de levensstroom van generatie op generatie wil blijven vloeien. Dit wordt tot stand ge­bracht door mitose of kerndeling. In een cel, die op het punt staat zich te delen, vinden belangrijke wijzigingen plaats, eerst binnenin de kern, maar uiteindelijk omvatten deze wijzigingen de gehele cel. Binnen de kern bewegen en delen de chromosomen zich op een mysterieuze manier en stellen zich op in een vast patroon, dat [166] dient om de beslissende factoren van erfelijkheid, genen, aan de dochtercellen door te geven. Eerst nemen zij de vorm van lang­gerekte draden aan, waaraan de genen worden vastgeregen als kralen aan een snoer. Daarna deelt iedere chromosoom zich in de lengterichting en de genen delen zich ook. Als de cel zich in tweeën deelt, gaat elke helft naar een van de dochtercellen. Op deze manier zal iedere nieuwe cel een complete inhoud chromo­somen hebben met alle genetische voorwaarden erbij. Op deze manier wordt de volkomenheid van het ras en de soort bewaard; op deze wijze zal de soort dezelfde soort voortbrengen.

Een speciale manier van celdeling komt voor in de opstelling van de kiemcellen. Daar het aantal chromosomen voor een be­paalde soort constant is, moeten het eitje en het sperma, die zich verbinden om een nieuwe generatie van de soort te produceren, bij hun samenkomen slechts de helft van het bij de soort behorende aantal chromosomen medebrengen. Dit wordt met een buiten­gewone precisie bereikt door een wijziging in het gedrag van de chromosomen, die plaats heeft bij een van de delingen die deze cellen veroorzaken. Dan splitsen de chromosomen zich niet, maar er komt een hele chromosoom van elk paar in elke dochtercel. Op dit toneel van het leven is alles gelijk. Celdeling gebeurt bij alle aardse leven; mens noch amoebe, de reuzachtige mammoetboom noch de eenvoudige gistcel kan lang bestaan zonder het voort­duren van het proces van celdelingen. Alles wat derhalve mitose in de weg staat, betekent een ernstige dreiging voor het welzijn van het aangetaste organisme en zijn afstammelingen.

“De voornaamste kenmerken van de organisatie der cellen, met inbegrip van bijvoorbeeld mitose, moeten veel ouder zijn dan 500 miljoen jaren - misschien wel 1.000 miljoen jaren', schreven George Gaylord Simpson en zijn collega's Pittendrigh en Tiffany in hun veel omvattend boek 'Life'. 'In deze betekenis is leven, hoewel bepaald fragiel en ingewikkeld, ongelooflijk duurzaam, duurzamer dan bergen. Deze duurzaamheid is geheel afhankelijk van de bijna onvoorstelbare nauwkeurigheid waarmede de erfe­lijke eigenschappen van generatie op generatie worden gecopieerd.'

Maar in alle duizend miljoen jaren, die deze schrijvers onder ogen hebben gezien, heeft er geen zo rechtstreekse en krachtige be­dreiging van deze `onvoorstelbare nauwkeurigheid' plaats gehad als de twintigste eeuwse dreiging van opgewekte straling en door de mens gemaakte en verspreide chemicaliën. Sir Macfarlane Burnet, een eminente Australische arts en Nobelprijs-winnaar, vindt het `een van de belangrijkste medische kenmerken' van onze tijd, dat `als gevolg van meer en meer chemische stoffen, die buiten de biologische ervaring liggen, de normale bescherming, die [167] mutagens buiten de inwendige organen hield, steeds veelvuldiger wordt doorbroken.'

De studie van de menselijke chromosomen staat in zijn kinder­schoenen en dus is het eerst zeer kort geleden mogelijk geworden om de invloed van verschillende van buiten komende factoren erop te bestuderen. Vóór 1956 was het onmogelijk om precies het aantal chromosomen van de menselijke cel - 46 - vast te stellen en hen zo nauwkeurig waar te nemen, dat de aanwezigheid of de afwezigheid van hele chromosomen of zelfs gedeelten ervan ont­dekt kon worden. Het hele begrip van genetisch letsel door iets uit ons milieu is eveneens betrekkelijk nieuw en wordt zelden be­grepen, behalve dan door de genetici, wier advies niet dikwijls wordt ingeroepen. Het gevaar van straling in verschillende vormen is thans redelijk bekend - hoewel ook op onverwachte plaatsen ontkend.

Dr. Muller heeft dikwijls de 'weerstand' betreurd, die er bestaat tegen het 'aannemen van genetische principes door zovelen, niet alleen door regeringsinstituten, die richtlijnen uitvaardigden, doch ook door mensen uit de medische beroepen'. Het feit, dat chemicaliën eenzelfde rol als straling kunnen spelen is nog nauwe­lijks tot het publiek doorgedrongen, doch ook niet tot de geest van de meeste medische of wetenschappelijke werkers. Om deze redenen is de rol van de chemicaliën voor algemeen gebruik (meer dan die in laboratoriumproeven) nog niet precies vastgesteld. Het is buitengewoon belangrijk, dat dit gebeurt.

Sir Macfarlane staat niet alleen in zijn oordeel over het moge­lijke gevaar. Ook Dr. Peter Alexander, een grote Britse auto­riteit, heeft gezegd dat de stralingnabootsende chemicaliën 'wel eens een groter gevaar konden betekenen dan straling zelf'. Dr. Muller, die dankzij tientallen jaren werk op dit gebied een groot inzicht in de genetica heeft verkregen, waarschuwt dat ver­schillende chemicaliën (met inbegrip van groepen verdelgers) 'de mutatie-frequentie net zo hard als bij straling kan doen stijgen ... Op het ogenblik weten wij veel te weinig af van de omvang van het blootstellen van onze genen aan zulke mutagene invloeden door moderne omstandigheden, waarbij wij maar al te dikwijls aan ongewone chemicaliën worden blootgesteld.'

De alom verbreide veronachtzaming van het probleem der chemische mutagens is wellicht te wijten aan het feit, dat de eerst ontdekte alleen van wetenschappelijk belang waren. Mosterdgas wordt uiteindelijk niet vanuit de lucht over hele bevolkingsgroepen gesproeid; het gebruik daarvan rust in de handen van ervaren biologen of artsen, die het aanwenden bij de kankertherapie. (Er is onlangs een geval bekend geworden van een patiënt, die chromo­soomletsel had opgelopen bij deze behandeling.) Maar insecticiden [168] en onkruiddoders worden in nauw contact gebracht met grote aantallen mensen.

Ondanks de bijzonder geringe aandacht, die aan deze kwestie is besteed, is het toch mogelijk geweest specifieke inlichtingen over een aantal van deze bestrijdingsmiddelen te vergaren en deze inlichtingen tonen aan, dat de vitale processen van de cel worden gehinderd in graden, die variëren van licht chromosoom­letsel tot mutatie der genen en met gevolgen, die uiteindelijk tot de tragiek van misvorming kunnen leiden.

Muskieten, die verscheidene generaties achter elkaar aan DDT werden blootgesteld, zijn in vreemde, half mannelijke, half vrouwe­lijke, wezens veranderd, die hermafrodieten genoemd worden.

Planten, die met verschillende fenolen waren behandeld, ver­toonden een volkomen vernieling van de chromosomen, verande­ringen in de genen, een verrassend aantal mutaties, 'onherroepe­lijke erfelijke veranderingen'.

Mutaties kwamen ook voor bij de fruitvlieg, het klassieke voorwerp van genetische proeven, toen die aan fenol was blootgesteld; deze vliegen vertoonden mutaties die fataal genoemd konden worden nadat ze aan een van de ge­wone herbiciden of aan urethaan waren blootgesteld geweest. Urethaan behoort tot de groep chemicaliën die carbamaten ge­noemd worden en waaruit een steeds toenemend aantal insecti­ciden en andere landbouwchemicaliën voorkomt. Twee van deze carbamaten worden reeds gebruikt om te voorkomen, dat op­geslagen aardappelen gaan uitlopen - juist om hun bewezen eigen­schap, dat ze celdeling kunnen tegengaan. Een van de twee, maleïnezuur hydrazide, wordt als een krachtige mutagens be­schouwd.

Planten, die met benzeenhexachloride (BHC) of lindaan wer­den behandeld, werden monsterachtig misvormd en kregen tumor­achtige gezwellen aan de wortels. Hun cellen groeiden buitensporig en waren opgezwollen door de chromosomen, die in aantal ver­dubbeld waren. Deze verdubbeling ging bij de voortdurende delingen door totdat nog meer celdeling technisch onmogelijk werd.

Het herbicide 2,4-D heeft ook tumorachtige gezwellen bij be­handelde planten opgeleverd. De chromosomen werden kort en dik en hoopten zich opeen. Celdeling wordt ernstig vertraagd. Het effect is over het algemeen praktisch gelijk aan dat van rontgenstraling, zegt men.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden; er zouden er meer kunnen worden gegeven. Tot op heden is er geen uitgebreide studie ge­maakt van de mutagene gevolgen van verdelgingsmiddelen. De feiten, die hierboven werden weergegeven, zijn zijdelingse bevindingen [169] uit de research van celfysiologie of genetica. Wat op het ogenblik zeer noodzakelijk is, is een rechtstreekse aanval op dit probleem.

Sommige geleerden, die bereid zijn om toe te geven dat er mogelijke gevolgen voor de mens zijn bij stralingsgevaar, vragen zich niettemin af of mutagene chemicaliën hetzelfde gevolg kunnen hebben. Ze halen de grote doordringende kracht van straling aan en twijfelen er aan of de chemicaliën de kiemcellen kunnen be­reiken. Opnieuw worden we gehinderd door het feit, dat er weinig rechtstreekse onderzoekingen zijn gedaan bij de mens.

Maar het vinden van grote residuen DDT in de geslachtsklieren en kiem­cellen van vogels en zoogdieren vormt een steekhoudend bewijs, dat de gechloreerde koolwaterstoffen niet alleen wijd en zijd in het lichaam verspreid worden, doch ook in aanraking komen met genetische organismen.

Professor David E. Davis heeft onlangs aan de universiteit van Pennsylvania ontdekt dat een krachtige chemische stof, die celdeling voorkomt en beperkt wordt toegepast bij de kankertherapie, ook gebruikt kan worden om steriliteit bij vogels te veroorzaken. Net niet dodelijke concentraties van deze stof doen de celdeling in de geslachtsklieren ophouden. Professor Davis heeft enig succes geboekt met proeven in de natuur. Er is derhalve weinig grond voor de hoop of zelfs de gedachte, dat de geslachtsklieren van welk organisme dan ook tegen de chemicaliën in hun omgeving beschermd worden.

Recente medische bevindingen op het gebied van abnormali­teiten der chromosomen zijn van buitengewoon belang en bij­zondere betekenis. In 1959 ontdekten enkele Britse en Franse researchteams, dat hun onafhankelijke studies op een gemeen­schappelijke conclusie wezen: dat sommige menselijke ziekten ver­oorzaakt werden door een verstoring van het normale aantal chromosomen.

Bij verschillende ziekten en onregelmatigheden, die door deze onderzoekers werden bestudeerd, was het aantal daarvan niet normaal. Als voorbeeld moge dienen, dat het thans bekend is, dat het typisch 'mongolisme' betekent, dat er een extra chromosoom aanwezig is. Soms komt het voor, dat deze extra chromosoom aan een ander verbonden is, zodat het aantal toch normaal 46 is. In de regel is de extra chromosoom echter separaat, en wordt het aantal dus 47. Bij zulke mensen moet de oorzaak van de misvorming worden gezocht bij de generatie vóór zijn geboorte.

Een andere techniek schijnt voor te komen bij een aantal patiënten, in Amerika zowel als in Engeland, die lijden aan een chronische vorm van leukemie. Men heeft gevonden dat zij een voortdurende onregelmatigheid van de chromosomen in sommige bloedcellen hebben. De abnormaliteit bestaat uit het verlies van [170] een deel van een chromosoom. Bij deze patiënten hebben de huid­cellen de normale vereiste hoeveelheid aan chromosomen. Dit bewijst, dat de fout in de chromosomen niet plaats had gevonden bij de kiemcellen, die het begin van deze mensen waren geweest, maar een schade toegebracht had aan bepaalde cellen (in dit ge­val de voorlopers van de bloedcellen), die geschiedde gedurende het leven van die mensen. Het verlies van een deel van een chromosoom kan wellicht deze cellen hun 'instructies' voor een normaal gedrag ontnomen hebben.

De lijst van gebreken, die met een stoornis in de chromosomen in verband kunnen worden gebracht, is sedert dit gebied is be­treden, met rasse schreden uitgebreid, zelfs tot buiten de grenzen van de medische research. Een ervan, die bekend staat als het ziektebeeld van Klinefelter, houdt in dat een van de geslachts­chromosomen is gedupliceerd. Het individu is mannelijk, maar omdat het twee X chromosomen heeft (die dus XXY in plaats van XY, het normale vereiste voor mannen, maken) is het ietwat abnormaal. Een bijzondere lengte en geestelijke gebreken ver­gezellen dikwijls de steriliteit, die mede hierdoor veroorzaakt wordt. Hier tegenover staat, dat een individu dat slechts één geslachts­chromosoom ontvangt (en dus XO in plaats van hetzij XX of XY wordt) in werkelijkheid vrouwelijk is, maar toch vele secun­daire vrouwelijke geslachtskenmerken mist. Dit gaat vergezeld van verschillende lichamelijke (en soms geestelijke) afwijkingen, want het X chromosoom draagt natuurlijk de genen, die ver­antwoordelijk zijn voor verschillende kenmerken. Het boven­staande wordt het ziektebeeld van Turner genoemd. Beide gevallen zijn in de medische literatuur behandeld lang voordat de ware oorzaak bekend was.

Er wordt een enorme hoeveelheid werk over dit onderwerp ver­richt door geleerden uit vele landen. Een groep aan de universiteit van Wisconsin, onder leiding van Dr. Klaus Patau, heeft zich geconcentreerd op een aantal aangeboren afwijkingen, die meestal van achterlijkheid vergezeld gaan en die schijnen te worden ver­oorzaakt door het verdubbelen van slechts een deel van een chro­mosoom, alsof er ergens in de formatie van een van de kiemcellen een chromosoom is gebroken, waarvan de stukken niet goed op­nieuw zijn geherdistribueerd. Zulk een ongelukje zal waarschijnlijk de normale ontwikkeling van het embryo in de weg staan.

Voor zover wij thans weten is het voorkomen van een geheel extra chromosomencomplex gewoonlijk dodelijk en het embryo zal dit dan ook niet overleven. Er zijn slechts drie van deze ge­vallen bekend, die wel overleefd kunnen worden; een ervan is natuurlijk de kwestie van de mongolide kinderen. De aanwezigheid [171] van een extra fragment chromosoom is echter niet nood­zakelijkerwijs fataal, hoewel zij wel bijzonder schadelijk is en volgens de onderzoekers uit Wisconsin verantwoordelijk is voor een groot deel van de tot dusverre onverklaarde gevallen, waarin een kind met verschillende gebreken wordt geboren, gewoonlijk gepaard aan achterlijkheid.

Dit is zulk een nieuw studieterrein, dat tot op heden de ge­leerden zich meer hebben bezig gehouden met het indentificeren van de abnormaliteiten der chromosomen, die verband houden met ziekte en misvorming dan met het gissen naar de oorzaken. Het zou dwaas zijn om aan te nemen, dat één enkele stof ver­antwoordelijk is voor de schade aan chromosomen of voor hun vreemde gedrag tijdens de celdeling. Maar kunnen we ons ver­oorloven het feit te negeren, dat we op het ogenblik ons milieu volstoppen met chemicaliën, die de mogelijkheid in zich houden om rechtstreeks de chromosomen aan te vallen en hen zo aan te tasten dat er zulke omstandigheden worden geschapen? Is dit geen te hoge prijs voor een aardappel, die niet is uitgelopen of een terras zonder muggen?

Als we willen, kunnen we deze dreiging voor onze erfelijke eigenschappen verminderen, een bezit dat tot ons is gekomen in een periode van ongeveer 2 miljard jaren van evolutie en selectie van levend protoplasma, een bezit dat slechts op dit ogenblik van ons is voordat wij het doorgeven aan de latere generaties. We doen nog maar weinig om de integriteit ervan te bewaren. Hoe­wel fabrikanten van chemicaliën wettelijk verplicht zijn om hun produkt op vergiftigde eigenschappen te testen, zijn ze niet ge­noodzaakt om die proeven te nemen, die op een verantwoorde wijze genetische gevolgen aanwijzen en dus doen zij dit niet.