Van alles wat

Drank maakt meer kapot dan je lief is, meldde het Departement van Volksgezondheid een tijd lang op haar enveloppen. Drank werd met koeienletters geschreven, als ging het om de reclame van een afgezakte jeneverfabrikant, maar de enveloppen waren van een miserabele grauwheid, omdat in die tijd het hergebruikte papier er nog erg gebruikt uitzag. Met drank hadden de brieven van Volksgezondheid zelden iets te maken: meestal ging het over de wenselijkheid om oudjes tegen griep te vaccineren.

In die periode kwam ik nogal eens bij Volksgezondheid thuis, dat toen gehuisvest was in een groot gebouw in Leidschendam. Wij vergaderden daar over klemmende maatschappelijke problemen, zoals de risicos van recombinant DNA. Dankzij onze rapporten is daar gelukkig niemand ziek van geworden. Voor de lunch mochten wij naar de kantine, waar een zuinig broodje Volksgezondheid werd geserveerd. Wij keken dan met afgunst naar de top van het Departement, die in een afgescheiden deel van de kantine een vorstelijk maal zat te verorberen. Ook wijn werd daarbij niet geschuwd. De toenmalige staatssecretaris stond bekend als een groot drankliefhebber en de slogan, Drank maakt meer kapot dan je lief is, kwam dus recht uit het hart.

Drank wordt drank door de alcohol en die wordt sinds mensenheugenis voor ons gemaakt door gist. Niet dat nijvere chemici niet in staat zijn om alcohol uit aardolie te maken, maar gist doet het zo goedkoop, dat geen chemicus daar tegenop kan, zeker als die alcohol ook nog onderdeel moet worden van bier, jenever of wijn. Zelfs de bio-ethanol, de alcohol die bijgemengd wordt in benzine, wordt door vergisting geproduceerd. Hoe gist dat talent in de evolutie heeft verworven, is nu in grote lijn duidelijk (Piskur et al., Trends in Genetics, april 2006).

Gist maakt alcohol uit suiker en de wijze waarop dit gebeurt heeft veel gemeen met de suikerafbraak in onze spieren. Wie rustig holt, verbrandt suiker en vet in zijn spieren tot CO2 (koolzuur) en H2O (water). Getrainde mensen kunnen dat uren volhouden. Moet er echter een sprintje getrokken worden, dan schiet de zuurstofvoorziening tekort om suiker en vet volledig te verbranden. De spieren schakelen dan over op zuurstofloze suikerafbraak met melkzuur als eindproduct en ook dat levert nog voldoende energie op om een boze buurman te ontlopen. Het melkzuur dat in de spier wordt gevormd komt in de bloedbaan en wordt in de lever verder afgebroken of weer omgezet in suiker.

Gist is ook goed in de gedeeltelijke afbraak van suiker, maar produceert daarbij alcohol in plaats van melkzuur. Alcohol is een goed middel tegen concurrerende parasieten die op de suiker afkomen: Ook mensen bewaren kwetsbaar materiaal onder alcohol. Geen insect of bacterie waagt zich daar in, want zij weten dat drank meer kapot maakt dan hen lief is. Zo kan gist in de vrije natuur suikerrijke vruchten voor zichzelf monopoliseren door een cordon van alcohol dat de omstanders weghoudt van de suikerpot.

Hoe heeft gist zijn eigen niche gecreëerd in de loop van de evolutie? Alcoholproductie is één ding, maar grootschalige alcoholproductie terwijl er voldoende zuurstof is om die alcohol te consumeren, is een veel grotere opgave. Dat vereist een omvangrijke aanpassing van de stofwisseling. Hoe heeft gist dat voor elkaar gekregen?

Vragen over de evolutionaire oorsprong van nieuwe biologische functies kunnen nooit met absolute zekerheid worden beantwoord. Het gebeurde lang geleden, zon nieuwe functie is vaak in een periode van miljoenen jaren ontstaan, en dat proces kunnen we vandaag niet even reproduceren in een reageerbuis. Biochemici zitten echter niet bij de pakken neer, want er valt best een plausibel scenario te ontwikkelen voor het ontstaan van die alcoholproductie. Zoals we door het vergelijken van genen van aap en mens kunnen afleiden dat wij nauwer verwant zijn aan de chimpansee dan aan de gorilla, zo zijn er ook stambomen van het ontstaan van hedendaagse gistsoorten te maken. Daaruit blijkt dat gisten al minstens 100 miljoen jaar in staat zijn om suiker om te zetten in alcohol. Alleen de biergist heeft echter het vermogen verworven om veel alcohol te produceren, zelfs als er zuurstof genoeg is.

Suikerrijke vruchten kwamen zon 100 miljoen jaar geleden in de aanbieding en toen werd het voordelig voor suikereters om die nieuwe niche met alcohol af te schermen. Biergist heeft die kans kunnen grijpen door een gistgenoomduplicatie die in diezelfde periode, zon 100 miljoen jaar geleden, heeft plaatsgevonden. De resten van die duplicatie kunnen we nog terug vinden in het DNA van de hedendaagse gist.

Eén extra chromosoom bij ons mensen is altijd ongezond denk aan het syndroom van Down, de trisomie van het chromosoom 21 en meestal fataal bij andere chromosomen. Eéncelligen kunnen echter goed overweg met een extra chromosoom en zelfs met een verdubbeling van het aantal chromosomen. Zon verdubbeling biedt grote kansen: al die nieuwe genen zijn niet nodig voor het bestaan van de gist en kunnen dus evolueren naar nieuwe functies. Door vergelijking van verschillende soorten gist is aangetoond dat na de verdubbeling van het genoom een herprogrammering van de nieuwe genen is opgetreden, die het mogelijk heeft gemaakt dat gist alcohol kan blijven maken in aanwezigheid van zuurstof. Door verandering van DNA sequenties die de genactiviteit regelen, kan biergist nu de genen uitschakelen die betrokken zijn bij de afbraak van alcohol. Die genschakelingen worden gecontroleerd door het suikeraanbod. Zodra de suiker op is, worden de alcoholafbraakgenen weer aangezet, zodat de gist nog een tijdje voort kan door de eigen alcoholvoorraad te consumeren.

Drank maakt meer kapot dan je lief is, maar het heelt ook wonden. Het was al lang bekend dat een beetje drank goed is voor onze bloedvaten, zodat matige drinkers minder hartinfarcten krijgen dan geheelonthouders. Nu komen Deense drankonderzoekers met positief nieuws voor mensen die graag iedere dag een glaasje drinken: ook die zonde loont, althans volgens het artikel van Tolstrup en medewerkers in de British Medical Journal van 3 mei jl. Zij vinden dat de kans op een hartinfarct kleiner is bij mannen die iedere dag een glaasje drinken, dan bij minder frequente drinkers. Die conclusie wordt met veel slagen om de arm gepresenteerd, maar toch.

Het blijft wijs om niet te overdrijven. Gist maakt alcohol om concurrenten te vergiftigen en ook bij de mens maakt alcohol meer kapot dan goed voor ons is: de acute intoxicatie kan dodelijk zijn door hersen- of leverbeschadiging of door een auto-ongeluk; de chronische intoxicatie eindigt met levercirrose, een verlittekende lever.