In de baarmoeder ontstaat de basis voor het brein – voor de rest van het leven
In de baarmoeder wordt in een paar maanden tijd de basis gelegd voor het brein voor de rest van het leven. Doordat het brein in de baarmoeder zo snel ontwikkelt, is het tijdens deze periode heel gevoelig voor de omgeving waarin dit plaatsvindt. Daarom is het ontzettend belangrijk dat er een gezonde omgeving met voldoende voedingsstoffen aanwezig is, en dat het zich ontwikkelende brein niet wordt blootgesteld aan schadelijke stoffen. Dit kan je vergelijken met de groei van een jonge boom: hoe beter de voedingsbodem en hoe gunstiger de omgeving, hoe sterker de wortels en hoe beter de boom kan groeien.
Van hersenontwikkeling naar hersenveroudering
Schadelijke prenatale invloeden kunnen de hersenontwikkeling verstoren, wat kan leiden tot kleinere hersenvolumes en veranderingen in zowel de structuur als functie van het brein. Voorbeelden van schadelijke prenatale blootstellingen zijn ondervoeding, alcohol-, en drugsgebruik en roken door de moeder. De effecten hiervan zijn duidelijk te meten in de hersenen, zowel bij kinderen als volwassenen (Boots et.al. 2023).
Deze aanpassingen in de hersenontwikkeling door de vroege omgeving kunnen van invloed zijn op de hersengezondheid voor de rest van het leven. Het volume, het aantal cellen en verbindingen in het brein zijn bepalend voor hoe veerkrachtig het brein is om latere schade op te vangen, zoals een beroerte en hersenveroudering. Als je start met meer, kun je ook meer verliezen voor het een probleem wordt. Zo zal een persoon met een kleinere buffer – ook wel hersenreserve genoemd – sneller problemen ervaren met cognitieve achteruitgang vergeleken met een persoon met een grotere hersenreserve. Daarmee kan een ongunstige omgeving tijdens de vroege (hersen)ontwikkeling leiden tot een groter risico op dementie. En dit werkt ook andersom; als de prenatale omgeving gunstig is en het brein optimaal kan ontwikkelen, start een kind met een veerkrachtig brein dat in staat is om schade op te vangen en gezond oud te worden.
Figuur 1. Boom als symbool voor hersengezondheid over de levensspanne
Deze boom moet zich goed wortelen in een gezonde voedingsbodem en zal uiteindelijk in de herfst haar bladeren verliezen, net zoals het brein uiteindelijk ook hersenveroudering zal doormaken. Geschilderd door Mandy Spaan.
Het Hongerwinter onderzoek
Om te begrijpen hoe het brein gezond oud kan worden, is het belangrijk om te kijken naar de omgeving waarin het brein is gevormd. Toch weten we nog heel weinig over hoe bepaalde omgevingsfactoren de hersenontwikkeling beïnvloeden en zich later vertalen naar hersenveroudering en dementie. Door de unieke opzet van het Hongerwinter onderzoek (www.hongerwinter.nl) hebben we het verband tussen de vroege omgeving en hersenveroudering kunnen onderzoeken. In het Hongerwinter onderzoek volgen we mannen en vrouwen die tijdens de prenatale ontwikkeling zijn blootgesteld aan de Hongerwinter in Amsterdam, in de winter van 1944-1945. In het Wilhelmina Gasthuis in Amsterdam werden gedetailleerde geboortedossiers bijgehouden van de baby’s die werden verwekt of in de baarmoeder zaten tijdens de hongersnood, en tijdens deze kritieke ontwikkelingsperiode ernstige voedselschaarste ondervonden. Dertig jaar geleden zijn deze kinderen op basis van de geboortedossiers getraceerd. Zij waren toen 50 jaar oud. Sindsdien worden deze bijzondere baby’s gevolgd om te onderzoeken wat het effect is van de blootstelling aan de Hongerwinter tijdens de vroege ontwikkeling op de gezondheid later in het leven.
In het Hongerwinter onderzoek is bijvoorbeeld gevonden dat mannen en vrouwen die tijdens het eerste trimester van de zwangerschap waren blootgesteld aan de Hongerwinter, vaker hart- en vaatziekten en diabetes hadden dan mannen en vrouwen die geboren waren voor de Hongerwinter, of verwekt waren na de Hongerwinter (Bleker et.al. 2021). Op 58-jarige leeftijd presteerden mannen en vrouwen die vroeg in de zwangerschap blootgesteld waren aan ondervoeding slechter op een selectieve aandachtstaak (Stroop taak) dan mensen die niet waren blootgesteld aan prenatale ondervoeding. Omdat cognitieve flexibiliteit vaak een van de eerste cognitieve domeinen is die achteruit gaan bij veroudering, kan dit mogelijk wijzen op vroege tekenen van hersenveroudering (de Rooij et.al. 2010).
Om verder onderzoek te doen naar hersenveroudering in dit cohort, werden bij mannen en vrouwen die vroeg in de zwangerschap aan ondervoeding waren blootgesteld op 68-jarige leeftijd Magnetic Resonance Imaging (MRI) scans van de hersenen gemaakt. Hieruit bleek dat met name mannen die vroeg in de zwangerschap blootgesteld waren aan ondervoeding kleinere hersenvolumes en een slechtere doorbloeding van het brein hadden (de Rooij e.a., 2016; de Rooij e.a., 2019). Ook schatte een computermodel de leeftijd van de hersenen van mannen die verwekt waren tijdens de Hongerwinter vaak iets ouder op basis van deze hersenscans (Franke et.al. 2018). Tijdens het dagdromen – wanneer de hersenen niet met een opdracht bezig waren – was de communicatie tussen de verschillende gebieden in de hersenen net iets anders bij deelnemers die verwekt waren tijdens de Hongerwinter, dan bij deelnemers die niet verwekt waren tijdens de Hongerwinter (Boots et.al. 2022). Hiermee zagen we voor het eerst dat het effect van blootstelling aan de Hongerwinter in de baarmoeder terug te zien is in de functie van de hersenen – zelfs 68 jaar na de geboorte.
Hersenveroudering na prenatale ondervoeding – longitudinale veranderingen in het brein
Gezamenlijk kunnen deze resultaten wijzen op versnelde hersenveroudering, of een teken zijn van een kleinere hersenreserve door blijvende ontwikkelingseffecten van prenatale ondervoeding op de hersenstructuur en -functie. Om een beter beeld te krijgen van deze processen is het belangrijk om hersenveroudering over de tijd te volgen. Op 74-jarige leeftijd hebben we daarom opnieuw MRI hersenscans gemaakt in dezelfde groep mannen en vrouwen die vroeg in de zwangerschap waren blootgesteld aan ondervoeding. Ook zijn er verschillende geheugentesten afgenomen. We vonden geen signalen van versnelde veroudering van de hersenen bij personen die waren blootgesteld aan ondervoeding. Wel zagen we dat veel van de verschillen in de structuur en doorbloeding van de hersenen ook op 74-jarige leeftijd nog zichtbaar waren, vergelijkbaar met de effecten op 68-jarige leeftijd. Dit lijkt erop te wijzen dat de verschillen in het brein inderdaad al vroeg in de ontwikkeling zijn ontstaan door prenatale blootstelling aan ondervoeding, en de rest van het leven zijn blijven bestaan.
In de MRI scanner hebben de deelnemers ook de Stroop test gemaakt. Zo konden we zien hoe verschillende gebieden van de hersenen reageren tijdens het maken van deze opdracht. Tijdens deze taak kregen deelnemers een woord te zien (bijvoorbeeld het woord ‘rood’), wat gedrukt was in een andere kleur (bijvoorbeeld ‘geel’). Hierbij was het de opdracht om de kleur waarbinnen het woord gedrukt stond te benoemen (geel) en niet de geschreven tekst (rood). Deze taak meet selectieve aandacht en het vermogen om automatische reacties te onderdrukken, wat vaak achteruit gaat met het ouder worden. We zagen geen verschillen in dit patroon van hersenactiviteit tijdens het maken van de opdracht tussen de groepen die wel of niet waren blootgesteld aan ondervoeding tijdens de zwangerschap (Boots et.al. 2024).
Hersenveroudering na prenatale ondervoeding – geheugen
Zowel op 68- als 74-jarige leeftijd vonden we geen verschillen in geheugen- en denktaken (trailmaking test, Montreal Cognitive Assessment, 15-woorden taak, Stroop taak) tussen deelnemers die verwekt waren tijdens de Hongerwinter en de controlegroep. Gemiddeld gingen de deelnemers wat achteruit op de verschillende taken tussen 68- en 74-jarige leeftijd, maar we zagen niet dat mannen en vrouwen die prenataal blootgesteld waren aan de Hongerwinter sneller achteruitgingen dan andere deelnemers (Wiegersma et.al 2023). Hier zagen we dus geen aanwijzingen voor een snellere veroudering van het geheugen.
Op 72-jarige leeftijd hebben we ook een vragenlijst rondgestuurd naar een grotere groep mannen en vrouwen uit het Hongerwinter cohort. In die vragenlijst stelden we de vraag of deelnemers zelf problemen ervaren met het geheugen, aandacht en denken. Deze zelfgerapporteerde cognitieve achteruitgang kan een beeld geven van vroege signalen van geheugenproblemen. Mannen die vroeg in de zwangerschap waren blootgesteld aan de Hongerwinter gaven op deze vragenlijst vaker aan problemen met hun geheugen te ervaren dan mannen die hier niet aan waren blootgesteld. Ook hadden zij vaker een dokter bezocht voor deze problemen. Vrouwen die juist aan het einde van de zwangerschap aan de Hongerwinter blootgesteld werden, gaven ook vaker aan dat ze problemen met het geheugen, aandacht en denken ervaren (Wiegersma et.al. 022).
De preventie van dementie begint in de baarmoeder
Samengevat zien we in het Hongerwinter onderzoek duidelijk verbanden tussen prenatale blootstelling aan ondervoeding op de structuur en functie van het brein op late leeftijd. Toch zien we niet dat de hersenen van de blootgestelde mannen en vrouwen sneller verouderen tussen 68- en 74-jarige leeftijd. Mogelijk zijn de verschillen die we zien al vroeg in het leven ontstaan, en de rest van het leven blijven bestaan. Als je een slechte start in het leven maakt, draag je dit de rest van je leven met je mee. Hierdoor hebben de hersenen een minder grote buffer om schade van hersenveroudering op te vangen, en zullen blootgestelde personen mogelijk eerder last krijgen van cognitieve problemen en dementie. Voorzichtige aanwijzingen hiervoor zagen we ook terug in de zelfgerapporteerde cognitieve problemen.
De resultaten van dit onderzoek laten zien hoe belangrijk een goede start in het leven is voor de gezondheid van de hersenen gedurende de rest van het leven. Dit vertaalt zich ook naar een bredere maatschappelijke context. Vergelijkbare verschrikkelijke situaties als de Hongerwinter zijn momenteel gaande in gebieden als Soedan, Gaza en Oekraïne. De consequenties hiervan zullen deze (ongeboren) kinderen de rest van hun leven bij zich dragen. Maar ook in Nederland komen vele jonge gezinnen in aanraking met mogelijk schadelijke blootstellingen. Factoren als roken en het gebruik van alcohol tijdens de zwangerschap, sociale onzekerheden en medische complicaties tijdens de zwangerschap zoals ernstige zwangerschapsmisselijkheid hebben de grootste impact op de ongeboren toekomstige generaties. Deze kinderen worden geboren met een achterstand, met de negatieve omgevingsfactoren in het brein geprogrammeerd. Onderzoeksresultaten laten zien dat deze achterstand de rest van het leven blijft bestaan, en mogelijk zelfs kan bijdragen aan het risico op dementie. Als maatschappij kunnen we, door te investeren in een goede start, hier veel winst behalen. Daarbij moet de focus liggen op een gezonde prenatale omgeving zonder schadelijke blootstellingen, voor een optimale hersengezondheid en een kleiner risico op dementie.
Dementiepreventie in utero – een blik vooruit
In de zorg en het wetenschappelijk onderzoek worden hersenontwikkeling en hersenveroudering als twee losse velden beschouwd, en is er weinig uitwisseling en samenwerking tussen deze vakgebieden. Wanneer we ons realiseren dat de hersengezondheid over het gehele leven gevormd wordt tijdens de vroege ontwikkeling, en dat een groot deel van het brein waar je mee geboren wordt hetzelfde brein is wat uiteindelijk hersenveroudering zal doormaken, kunnen we ons begrip van deze processen vergroten. Door een brug te slaan tussen onderzoek naar hersenontwikkeling en hersenveroudering, met meer samenwerking tussen beide velden, kunnen we toewerken naar gezondere hersenen over het gehele leven. Wanneer we willen werken aan preventie van dementie, moeten we onze blik verbreden van programma’s om ouderen te laten bewegen en gezond te eten, naar jonge gezinnen, toekomstige ouders en nationale zwangerschapszorg- en educatieprogramma’s. Zo kunnen we als maatschappij investeren in toekomstige generaties met gezonde en veerkrachtige hersenen.