Het histaminemolecuul stuurt allerlei lichaamsprocessen en speelt de hoofdrol bij allergische reacties. Het zorgt voor niezen, tranen en kortademigheid, in allerlei gradaties. In – zeldzame – gevallen kan het zelfs aanleiding geven tot een dodelijke bloeddrukdaling.
Het was al langer bekend, maar in de eerste wereldoorlog begon het echt op te vallen. Ernstig gewonde soldaten knapten in het veldhospitaal in eerste instantie snel weer op. Maar, de goede zorgen van artsen en verplegend personeel ten spijt, na een halve dag kregen ze vaak een onverklaarbare en extreme bloeddrukdaling en stierven ze alsnog. De periode tussen twaalf en vierentwintig uur na een zware verwonding of operatie bleek cruciaal. Wie daar doorheen kwam, had een goede kans het er levend af te brengen. Medici stonden voor een raadsel.
Toch werd al tien jaar lang op een heel ander gebied onderzoek gedaan dat uiteindelijk ook tot de oplossing van dit raadsel zou leiden. Scheikundigen deden studies naar histamine in brandnetels en andere plantenextracten. Histamine is één van de bestanddelen van brandnetelgif, en verantwoordelijk voor de jeuk van brandnetelblaren.
In 1907 was de structuur van histamine ontdekt, en het was duidelijk geworden dat het een afbraakproduct moest zijn van het aminozuur histidine. De biochemicus Henry Hallett Dale wist uit dierproeven wel dat een hele kleine dosis histamine bij sommige dieren een snelle en gevaarlijke bloeddrukdaling tot gevolg kon hebben. Maar niemand dacht aan de oorlogsgewonden. Want hoe zouden die het histamine hebben binnengekregen?
De puzzelstukjes vielen op hun plaats in 1927, toen histamine behalve in planten ook in het weefsel van veel zoogdieren aantoonbaar bleek. En zelfs bij de mens. Vooral in de huid, longen, maag en darmen komt de stof voor; in alle organen dus die in contact komen met de buitenwereld. Kennelijk speelt histamine een rol in de verdediging tegen ongewenste stoffen.
Mestcellen
Verder onderzoek maakte duidelijk dat een speciaal soort cellen histamine produceerde, door van het overal voorkomende aminozuur histidine eenvoudig een CO2 groep af te splitsen. Deze ‘mestcellen’ slaan het geproduceerde histamine op in kleine blaasjes. Als de mestcellen geactiveerd worden, dan geven ze dit histamine in één keer allemaal af.
Inmiddels is duidelijk dat het histaminemolecuul vele processen in het lichaam stuurt. Als er veel histamine in het bloed terecht komt, zetten de capillaire bloedvaatjes uit en laten de wanden van de bloedvaatjes meer bloed door. Het bloed verdwijnt letterlijk in het weefsel, en als dat op grote schaal gebeurt, leidt dat tot een dodelijke bloeddrukdaling. Dat dit juist na zware verwondingen optreedt komt omdat deze soms een algemene ontstekingsreactie op gang brengen, die de fatale hoeveelheid histamine in het bloed brengt.
Allergie
Soms is het ook een bijensteek de prikkel die een overdosis histamine laat ontstaan en dan is snel ingrijpen geboden. Gelukkig komt dit verschijnsel maar heel zelden voor. Behalve bloeddrukdaling kan histamine ook een heleboel andere uitwerkingen hebben. In de huid veroorzaakt het roodkleuring, zwelling en jeuk. In de luchtwegen leidt het tot niezen, hoesten, benauwdheid en slijmvorming. In de maag zorgt het voor een toename van de hoeveelheid maagzuur. Overduidelijk is dat histamine de hoofdrol speelt bij alle allergische reacties, of het nu nikkel-allergie is, latex-allergie, melkeiwit-allergie of allergie voor huisstof. Hoe verschillend elke allergie ook ontstaat, de laatste stap is steeds gelijk: er komt histamine vrij.
Je zou je kunnen afvragen wat eigenlijk het nut van zo’n stof als histamine is. Dat vragen veel biochemici zich ook af. Voor zover we histamine nu kennen, lijken we er meer last van te hebben dan voordeel. Onderzoek heeft uitgewezen dat muizen die geen histamine kunnen maken vrolijk doorleefden. Dit komt, omdat histamine niet de enige stof is die een rol speelt in het afweersysteem tegen indringers. Maar bij een op hol geslagen afweersysteem zorgt histamine wel voor de meeste narigheid.
Slot en sleutel
Hoe kan een signaalstof zoals histamine eigenlijk überhaupt een effect veroorzaken? Dat heeft te maken met bepaalde eiwitten op de celwand. Sommige van die eiwitten – de receptoren – fungeren als een soort schakelaar. Ze zorgen er bijvoorbeeld voor dat een spiercel samentrekt, dat een maagwandcel maagzuur gaat maken, of dat een zenuwcel een prikkel doorgeeft.
Zo’n moleculaire schakelaar lijkt niet op een lichtknopje, maar meer op een slot dat alleen met de juiste sleutel te bedienen valt. Het schakelen van een receptor gebeurt door een molecuul van een signaalstof, dat als sleutel werkt. Dat molecuul moet twee eigenschappen hebben: het moet zich goed kunnen verankeren aan de receptor en daarna moet het de receptor activeren. Oftewel: de sleutel moet eerst in het sleutelgat passen, en dan kunnen omdraaien, zodat het slot open gaat.
Met de kennis van het werkingsmechanisme van histamine zijn chemici op zoek gegaan naar stoffen die het receptoreiwit blokkeren en zo de werking van histamine tegengaan. Net zoals je sleutelgat kunt blokkeren met kauwgum of een verkeerde sleutel, kun je een receptor blokkeren met een daarvoor geschikt molecuul. Dat molecuul moet goed hechten maar de receptor niet activeren. Een stof die op deze manier de werking van de signaalstof histamine kan blokkeren, heet een antihistaminicum. Met zo’n antihistaminicum kun je de werking van histamine in het lichaam (zoals jeuk en astma) goed tegengaan. Op dit moment hoeft daarom niemand meer te lijden aan de gevolgen van een hooikoorts-aanval. Op tijd een antihistaminicum gebruiken en de ergste verschijnselen van hooikoorts worden onderdrukt.
Voor de dodelijke bloeddrukdaling die bij zwaargewonden kan optreden is een antihistaminicum helaas niet het beste geneesmiddel. Als alle histaminesleutels al in het slot zitten, heeft blokkeren namelijk geen zin meer. Hier helpt slechts voorzichtig toedienen van een middel als adrenaline: dit vernauwt de bloedvaten en heft zo de bloeddrukdaling op.
Alle Kennislinkartikelen uit het hoofdstuk ‘Wat jeukt daar…’:
Het boek ‘De kleur van chemie’ werd in 2007 uitgegeven door de Faculteit der Exacte Wetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam (Afdeling Scheikunde en Farmaceutische Wetenschappen). Het is een geactualiseerde bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren. Ze belichten de rol van de scheikunde op tal van gebieden.
- Nikkel – een duivels metaal
- Jeukende handen door latex
- Als de witte motor hapert
- Histamine: de sleutel tot effectieve behandeling van allergie
- Op zoek naar geneesmiddelen tegen allergie
