Verrijking van de omgeving

Epidemiologisch onderzoek suggereert dat gebrek aan voedingstoffen tijdens de vroege ontwikkeling in de baarmoeder kan leiden tot een ver-groot risico op antisociaal gedrag bij het kind. Een voorbeeld is een studie naar de gezondheid en het gedrag van mensen die werden geboren uit een zwangerschap gedurende de hongerwinter (Neugebauer, Hoek & Susser, 1999). Bij hen kwam de antisociale gedragsstoornis relatief vaak voor. Gedacht wordt dat tekorten aan omega-3 vetzuren hierbij onder meer een rol spelen (Hibbeln, Ferguson & Blasbalg, 2006; zie ook box 5 over epige-netica).

Box 5 Epigenetica: het aan- en uitschakelen van genen

De term epigenetica wordt soms breed opgevat: als de studie van

gen-omgevingsinteracties meer in het algemeen, van de voortdurende inter-acties tussen genen en de omgeving waardoor een individu zich ontwikkelt. Epigenetica is ook een vakgebied in opkomst. In dat verband wordt de term epigenetica meestal gebruikt voor erfelijke veranderingen in de activiteit van genen die niet worden verklaard door veranderingen in de volgorde van het DNA (Reif & Lesch, 2003; Qiu, 2006; zie ook bijlage 3 over DNA). Bij gelijke genotypes kunnen dus toch individuen met verschillende kenmerken ontstaan. Epigenetische verschijnselen vormen bijvoorbeeld een mogelijke verklaring van het feit dat eeneiïge tweelingen ondanks hun gelijke genen nogal eens verschillen in bijvoorbeeld vatbaarheid voor ziekten.

Een ander voorbeeld is het volgende. Vrouwen die tijdens de hongerwinter zwanger waren, kregen relatief kleine baby’s. Deze baby’s groeiden op in redelijke welvaart, maar toen ze zelf kinderen kregen, werden deze ook onver-wacht klein geboren. De effecten van slechte voeding van de grootmoeders leken door te werken op de kleinkinderen. Hoe slechte voeding erfelijk kan zijn kon eerder niet worden verklaard. Door de ontdekking van epigenetische mechanismen hebben wetenschappers hierin meer inzicht gekregen. Het effect van voedseltekort op de Nederlandse families werd veroorzaakt door veranderingen in epigenetische mechanismen die in werking traden door tekorten aan specifieke moleculen in de voeding van de grootmoeders. Een van de belangrijkste epigenetische mechanismen is DNA-methylering. Hierbij wordt een kleine groep moleculen (een zogeheten methylgroep) op een bepaalde plaats toegevoegd aan het DNA. Het effect van methylering is veelal het uitschakelen van genen. Om er tijdens de DNA-replicatie (bij voort-planting, groei en vernieuwing van lichaamscellen) voor te zorgen dat de juiste methyleringspatronen bewaard blijven, wordt elk stukje nieuw gekopieerd DNA op de juiste plaatsen voorzien van methylgroepen. Hiervoor is echter constante toevoer uit voeding nodig. Deze toevoer kan stokken als bepaalde stoffen (bijvoorbeeld foliumzuur) onvoldoende in de voeding aanwezig zijn. Zo kan het bijvoorbeeld gebeuren dat bepaalde instructies over het aan- en uitschakelen van genen niet worden doorgegeven aan nakomelingen, die het dan op hun beurt ook niet meer kunnen doorgeven aan hun eigen kinderen. Er zijn meer epigenetische mechanismen bekend naast DNA-methylering, te weten zogeheten micro-RNA’s en histonmodificaties. Epigenetische mechanismen kunnen ertoe leiden dat genen minder actief worden of geheel worden stilgelegd, of kunnen juist leiden tot een sterker of voluit aanschake-len van een gen. (Bron: http://epigenome.eu/nl, 12/03/2008)

Een beroemd epigenetisch voorbeeld op gedragsgebied is een onderzoek aan ratten, waarbij opvoedingsaspecten de werking van genen die de ontwikkeling van het stressysteem reguleren beïnvloedden (Weaver, Cervoni, Champagne, Alessio, Sharma, Seck, Dymov, Szyf & Meaney, 2004). In dit geval ging het om de mate van likken en andere lichamelijke verzorging van de jongen door de moeder. Bij jonge ratjes die veel werden gepoetst werden bepaalde genen die van belang zijn voor de ontwikkeling van het stressysteem ‘voluit’ aangescha-keld. Hierdoor maakten de ratten minder stresshormonen aan, en waren ze als volwassenen minder angstig en minder gevoelig voor stress. Bij de kleintjes, die in mindere mate lichaamsverzorging van hun moeder kregen, bleven deze genen in de uitstand. Die jongen waren als volwassene schrikachtiger en vatbaarder voor stress.

Het epigenetisch onderzoek bij mensen richt zich tot nu toe vooral op het ontstaan van ziekten als kanker en op individuele verschillen in vatbaarheid daarvoor. Maar ook in het onderzoek naar de ontwikkeling van psychopatho-logie en antisociaal gedrag bij mensen begint er aandacht te komen voor

96 De hersenen in beeld

epigenetische mechanismen (Tremblay, 2005). Onderzoek richt zich bijvoor-beeld op epigenetisch effecten van roken, ondervoeding en stress van de moeder op een zich in de baarmoeder ontwikkelend kind. Ondervoeding in de baarmoeder kan optreden in armoedige omstandigheden (zoals de honger-winter in de tweede wereldoorlog) maar in welvarender omstandigheden bijvoorbeeld ook als gevolg van placenta-insufficiëntie. Er zijn aanwijzingen dat dergelijke factoren in de hele vroege ontwikkeling de kans op later anti-sociaal gedrag vergroten. Men weet nog niet hoe dat gebeurt, maar vermoedt dat epigenetische mechanismen een rol spelen. Meer kennis van die mecha-nismen kan wellicht helpen om op den duur meer gerichte preventiemethoden te ontwikkelen.

Een mogelijk mechanisme waardoor de tekorten tot een verhoogd risico op antisociaal gedrag leiden zou ontregeling zijn van de ontwikkeling van het serotonerge neurotransmittersysteem, waardoor de ontwikkeling van de emotie- en stressregulatie verstoord raakt (Hibbeln et al., 2006). Een vraag is of bij kinderen die als ze worden geboren te klein zijn voor hun leeftijd (dysmatuur) door bijvoorbeeld een niet goed werkende placenta, sprake is van vergelijkbare tekorten aan voedingsstoffen. De hiervoor beschreven effecten zijn organiserende effecten, vroeg in de onwikkeling, waardoor de aanleg van hersengebieden wordt beïnvloed. Er is onderzoek dat wijst op het belang van vroege preventie door goede prenatale zorg, ter voorkoming van ziekten en ontwikkelingsstoornissen (o.a. Swaab & Boer, 2001; Huizink & Mulder, 2005) en ook van antisociaal gedrag (Brennan, Grekin & Mednick, 1999; Neuman, Lobos, Reich, Henderson, Sun & Todd, 2007; Reinisch, 1981; Mittendorfer-Rutz, Wasserman & Rasmussen, 2008; zie ook Buikhuisen, 2007). Daarbij gaat het vooralsnog om globale advie-zen over bijvoorbeeld de preventie van roken en alcoholgebruik en stress van de zwangere moeder.

Er zijn ook aanwijzingen dat verrijking van de omgeving van kleine kinde-ren, zoals meer gevarieerde activiteiten en betere voeding, langetermijn-effecten kan hebben op fysiologische arousal en crimineel gedrag. Raine, Venables, Dalais, Mellingen, Reynolds, & Mednick (2001) boden kinderen die in armoedige omstandigheden opgroeiden van 3- tot 5-jarige leef-tijd een verrijkingsprogramma bestaand uit betere voeding, onderwijs en lichamelijke oefening. In vergelijking tot een controlegroep die dit programma niet kreeg, vertoonden de kinderen op 11-jarige leeftijd een minder lage fysiologische arousal, hadden ze op 8-, 11- en 17-jarige leef-tijd minder vaak de diagnose conduct disorder (CD) en vertoonden ze op 23-jarige leeftijd minder criminaliteit (Liu, Raine, Venables & Mednick, 2004; Raine, Mellingen, Liu, Venables & Mednick, 2003). In Engeland (Gesch, Hammond, Hampson, Eves & Crowder, 2002) en Nederland (Nijman, Zaalberg, Bulten, Van der Staak & Stroosma, 2007) zijn bij jongvolwassen gedetineerden experimenten gedaan om het effect van

voedingssupplementen op agressie en regelschendend gedrag te onder-zoeken (box 6). Inmiddels zijn er drie methodologisch goed opgezette studies waaruit blijkt dat de toevoeging van vitaminen en mineralen aan de voeding gewelddadig en regelschendend gedrag kan verminderen bij gedetineerden en bij schoolkinderen (zie Benton, 2007 voor een over-zicht).

Box 6 Voeding en agressieregulatie

Zaalberg en collega’s onderzochten het effect van voedingssupplementen op agressie en regelschendend gedrag bij jongvolwassen gedetineerden binnen het Nederlandse gevangeniswezen.

Aan het experiment namen 221 gedetineerden deel: 116 van hen kregen gedurende twee en een halve maand voedingssuplementen, de 105 anderen gebruikten placebo’s. De voedingssupplementen bestonden uit twee capsules met 25 vitaminen en mineralen, zoveel mogelijk gedoseerd op 100% van de dagelijkse aanbevolen hoeveelheid, en een zestal capsules met essentiële vetzuren (o.a. omega-3 meervoudig onverzadigde vetzuren).

Als maat voor agressie en regelschending werd het aantal rapporten en strafcelplaatsingen gehanteerd. Daarnaast werd agressie geregistreerd met behulp van een aantal vragenlijsten en observatie-instrumenten. Verder werden psychische klachten zoals angst en somberheid bepaald. De belangrijkste resultaten waren:

– Een toename in het totale aantal incidenten met 13% bij de placebogroep versus een afname bij de supplementengroep met 34%. Dit verschil tussen de groepen is statistisch significant.

– Een toename van het aantal agressieve incidenten en regelschendingen (exclusief alcohol- en drugsovertredingen) met 23% bij de placebogroep versus een afname bij de supplementengroep met 38%.

– De agressiemetingen aan de hand van vragenlijsten leverden echter geen significante verschillen op tussen de groepen, evenmin als de bepalingen van psychische klachten met behulp van vragenlijsten.

De resultaten stemmen overeen met die van een vergelijkbaar onderzoek in Engeland (Gesch et al., 2002). De onderzoekers concluderen dat de resultaten met voorzichtigheid moeten worden geïnterpreteerd, onder meer omdat niet op alle maten voor agressie significante effecten werden gevonden. Tevens is dit een van de eerste onderzoeken naar het effect van voeding op gedrag bij gedetineerden. In een breder verband bestaat wel meer onderzoek naar voeding en gedrag, onder andere bij patiënten met psychische stoornissen (Gesch, 2005).

98 De hersenen in beeld