Doden zien, is doodgaan, tenminste als je een fruitvliegje bent. Wetenschappers hebben ontdekt dat de diertjes sneller verouderen als ze een dode soortgenoot tegenkomen. Een specifieke groep neuronen in de hersenen is de boosdoener.
Veroudering is een complex proces dat wordt beïnvloed door zowel genen als de omgeving. Ook hoe we dingen ervaren, kan effect hebben op veroudering. Dat is al bekend, maar het is nog steeds grotendeels een mysterie hoe dat werkt. Een voorbeeld van dit effect is de ‘doodsperceptie’ die onderzoekers hebben ontdekt bij fruitvliegen. De dieren blijken sneller te verouderen als ze dode soortgenoten zien. Dit bleek af te hangen van het type serotoninereceptor. In hun nieuwe studie beschrijven de onderzoekers van de University of Michigan de details van dit proces.
Specifieke groep neuronen
Een serie experimenten met fruitvliegjes heeft aangetoond dat een specifieke groep neuronen verantwoordelijk is voor de veroudering. De blootstelling aan dode vliegjes leidde tot een toegenomen activiteit van de R2- en R4-neuronen. Sleutel in dit proces is de serotoninereceptor 5-HT2A die op deze neuronen zit. De onderzoekers konden aantonen dat als de neuronen kunstmatig werden geactiveerd, de levensverwachting van de fruitvliegen afnam, zelfs als de vliegjes niet echt een dode soortgenoot hadden gezien. Als we beter begrijpen hoe deze neurale circuits veroudering reguleren kan dit uiteindelijk leiden tot betere medicijnen bij mensen, die het verouderingsproces kunnen vertragen.
“We hebben specifieke neuronen en moleculen geïdentificeerd in het brein van de vliegen die ervoor zorgen dat de dieren sneller verouderen als gevolg van bepaalde omgevingsomstandigheden en ervaringen”, legt onderzoeker Scott Pletcher uit.
Oud idee
Die gedachte is niet nieuw, vertelt professor Pletcher aan Scientias.nl. “Al langer bestond het idee dat een zieke fruitvlieg impact zou hebben op het gedrag en de levensverwachting van zijn gezonde soortgenoten.” Dat besloten de onderzoekers te gaan testen in een reeks experimenten. En ze waren verbaasd door de resultaten: het was niet de ziekte, maar de dood van de vlieg die het effect veroorzaakte. “Dat besloten we veel directer te gaan bestuderen om te achterhalen hoe de vliegen hun dode soortgenoten opmerkten in hun omgeving. Ook wilden we zeker weten dat het echt door de visuele ervaring kwam en niet door andere aspecten uit de omgeving, zoals de geur van dode dieren. Maar zelfs als we ze achter glas stopten, bleef het effect overeind.”
Visuele neuronen
De vraag is natuurlijk hoe dit kan: hoe kan het dat een vlieg korter leeft als hij een dode soortgenoot heeft gezien? Om daar achter te komen, hebben de onderzoekers gekeken naar hoe de visuele neuronen in het brein van de vlieg reageerden op de informatie, hoe die wordt verwerkt en waar de neuronen zitten die handelen naar die informatie. “Het lukte ons om een klein aantal neuronen aan te wijzen die cruciaal waren voor het verwerken van deze informatie, de R2- en R4-neuronen. Zulke cijfers zeggen weinig, maar ze zijn interessant omdat ze onderdeel zijn van een complex gedeelte van de vliegenhersenen dat belangrijk is voor het evalueren van visuele en andere sensorische informatie. Het is vergelijkbaar met het deel in ons brein dat de basale ganglia heet. En wat bijzonder is: deze neuronen communiceren met andere delen van het brein die bij veel soorten de veroudering regelen en waar ook insulinereceptoren bij betrokken zijn.”
Insuline is belangrijk in het proces van veroudering. “Als dieren minder insuline hebben, leven ze langer en blijven ze ook langer gezond.” Ook bij de fruitvliegjes speelde insuline een rol. “We ontdekten dat als ze dode soortgenoten zagen dit een van de hormonen was die het verouderingscentrum in het brein activeerde.”
Trauma’s
Het lijkt heel raar dat vliegen verouderen als ze een dode soortgenoot zien, maar er zijn soortgelijke voorbeelden bekend bij mensen. “De moleculen die belangrijk zijn, komen ook bij mensen voor na traumatische gebeurtenissen. Zo kwam er bij de vliegen serotonine vrij na het zien van een dode vlieg. Dat gebeurt ook als mensen een dode zien. Het heeft dus in zekere zin dezelfde functie als bij ons.”
Pletcher legt uit: “We weten dat mensen die een traumatische ervaring hebben meegemaakt, zoals een natuurramp of oorlog, een grotere kans hebben op hart- en vaatziekten of kanker. Dus we weten dat dit niet goed voor je is, maar we weten niet waarom. We weten niet of zo’n gebeurtenis echt invloed heeft op veroudering. Dat willen we graag onderzoeken, maar als het echt zo is dat serotonine en andere van de bovengenoemde mechanismen betrokken zijn dan zijn er mogelijk al medicijnen beschikbaar, die nu worden gebruikt voor met name psychische ziektes, waarvoor de serotonineaanmaak moet worden gestimuleerd.”
Gevoelens meten
Het lijkt er overigens niet op dat de fruitvliegen een evolutionair voordeel hebben van hun reactie op dode soortgenoten. “Het is waarschijnlijk meer een traumatische respons op een stressvolle situatie, omdat ze ook ander gedrag vertonen waarvan we weten dat het een gevolg is van trauma of angst, maar we zoeken nog naar de moleculaire indicatoren daarvan”, vertelt Pletcher. “We zouden het graag kunnen meten in het brein of een hormoon ontdekken dat ons de staat van het dier vertelt. Maar dat weten we nog niet. Het is lastig bij elk organisme om te achterhalen hoe die zich voelt. Of je angstig bent of blij, is moeilijk vast te stellen zonder met een persoon te praten en te kijken hoe diegene zich gedraagt.”
Alleen bij soortgenoten
Maar nu al vindt Pletcher de resultaten van de studie heel opmerkelijk. “Het meest verrassend was toch wel het moment waarop we ons realiseerden dat de dieren dode vliegen konden zien en dat het daardoor kwam dat ze verouderden. Vliegen proeven en ruiken vooral met hun pootjes en voelsprieten. We dachten dus dat het zo werkte. Maar dat ze er alleen maar naar keken en dat daardoor hun gedrag en levensverwachting veranderden, dat was echt bijzonder.”
“En wat ook opmerkelijk is: deze effecten treden alleen op als de vliegen een dode soortgenoot zien of een nauwverwante vliegensoort. Dus het effect verdwijnt als we andere dode vliegen tonen die er anders uitzien. Het is eigenlijk hetzelfde als bij ons. Als wij een dood mens zien, heeft dat ook een groot effect, maar naar mate het dier verder van ons af staat, wordt ook de impact van een dood exemplaar kleiner.”
