Wetenschapsvragen publieksdag 24 april

De afgelopen weken konden lezers van Dagblad de Gelderlander wetenschappelijke vragen insturen die op zondag 24 april tijdens de publieksmiddag op Campus Heijendaal zijn beantwoord. Tijdens de gezamelijke publiesdag van het UMC St Radboud, Radboud Universiteit en Hogeschool van Arnhem en Nijmegen de twaalf interessantste wetenschapsvragen beantwoord. Hieronder treft u de vragen én anwoorden aan.

• Hoe ontstaat warmte en waar komt de warmte vandaan bij een interne sauna, ofwel een opvlieger tijdens de overgang?


• Bij levertransplantatie haalt men een stukje gezonde lever af. Waarom groeit de lever wel weer tot normale grootte en een nier of long niet?


• Kunnen we diabetes mellitus (II) voorkomen? Zo ja, hoe?


• Waarom wordt er niet meer gebruik gemaakt van natuurlijke krachten voor energievoorziening zoals wind en zon?


• Het is tamelijk zeldzaam dat een middeleeuws handschrift is overgeleverd in een boekband uit dezelfde tijd. Bij het op één na oudste middeleeuwse handschrift in het bezit van de UB is dat wel het geval. Om welk handschrift gaat het?


• Waarom mag Nederland het begrotingstekort niet laten oplopen?


• Hoe maakt het lichaam scheiding aan als je heel veel medicijnen gebruikt?


• Waarom vallen paasdagen en carnaval ieder jaar op een andere datum?


• De aarde maakt onderdeel uit van het heelal. Kan er nog iets buiten het heelal zijn?

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

Hoe ontstaat warmte en waar komt de warmte vandaan bij een interne sauna, ofwel een opvlieger tijdens de overgang?

Tijdens een opvlieger gaan de bloedvaten in de huid plotseling wijd openstaan. Een snelle toename van de doorbloeding van de huid is het gevolg. Dit gaat gepaard met warmteontwikkeling en zweten. Hierdoor ontstaat het typische gevoel van een opvlieger.

Vóór de geboorte heeft een vrouw enkele miljoenen eicellen in haar eierstokken. Vanaf ongeveer de 20ste zwangerschapsweek is er een continu verlies van eicellen. Op het moment van de eerste menstruatie zijn er nog maar ± 400.000 eicellen over. Dit proces gaat door, onafhankelijk van zwangerschappen of pilgebruik. Bij de menopauze (dit is de laatste menstruatie op ± 52-jarige leeftijd) zijn er nog ± 1000 over. Deze kunnen niet meer tot een eisprong komen en gaan vanzelf ten gronde.

In de vruchtbare leeftijdsfase maken de rijpende eiblaasjes vrouwelijke geslachtshormonen aan. Deze zogenaamde oestrogenen zorgen ervoor dat een meisje zich in de puberteit ontwikkelt tot een volwassen vrouw. Als de eicelvoorraad uitgeput raakt neemt de hormoonproductie ook af. De vrouw komt dan in de overgang.

Eén van de meest typische overgangsverschijnselen is de opvlieger. De lichaamstemperatuur wordt op peil gehouden, doordat de hersenen als een soort thermostaat werken. Als de oestrogeenspiegel in het bloed daalt, geeft dit een verstoring van de regulatie van lichaamstemperatuur. Normaal is er een soort bufferzone van 0.4 ºC. Hierbinnen kan de temperatuur schommelen zonder uitingen van zweten of kippenvel. Bij vrouwen in de overgang is deze zone smaller. Op een relatief kleine temperatuurstijging van het lichaam reageren ze sneller met vaatverwijding van de huid. Dit geeft een snelle toename van de huidtemperatuur en de vrouw gaat zweten (= de opvlieger).

Vrouwen kunnen zich hierdoor ongemakkelijk voelen in gezelschap. ’s Nachts uiten opvliegers zich als nachtzweten. Dit kan aanleiding geven tot slaapstoornissen, vermoeidheid en stemmingswisselingen. Ongeveer 80% van de vrouwen in de overgang heeft last van opvliegers, meestal vanaf een paar jaar voordat de menstruaties definitief ophouden. De ernst en frequentie ervan kunnen sterk variëren. Gemiddeld houden vrouwen 5 jaar last van opvliegers.

Bij levertransplantatie haalt men een stukje gezonde lever af. Waarom groeit de lever wel weer tot normale grootte en een nier of long niet?

Een aantal organen in ons lichaam is in staat weer uit te groeien tot hun oorspronkelijk volume nadat een groot deel van het orgaan is verwijderd of verwoest door bijvoorbeeld ontstekingsprocessen. Helaas is dit vermogen maar aanwezig in een beperkt aantal organen. Verloren gegaan hersenweefsel bijvoorbeeld wordt niet vervangen door nieuw en ook voor andere organen als nieren, hart en long gaat dit mechanisme niet op. De lever daarentegen beschikt wel over het vermogen zich volledig te herstellen nadat een groot deel ervan is verwijderd of door ontsteking is verwoest.

Ook voor darmslijmvlies is herstel mogelijk nadat een deel ervan verloren is gegaan. Dit vermogen tot herstel wordt regeneratie genoemd. Waarom sommige organen zoals lever en darmslijmvlies kunnen regeneren en andere niet, is op dit moment nog grotendeels onbekend. Verondersteld wordt dat dit vermogen tot regeneratie reeds vroeg in de evolutie van species is ontstaan. Darm en lever zijn organen die als eersten in contact komen met giftige stoffen uit de omgeving en daardoor beschadigd kunnen worden. Zijn dergelijke organen niet in staat deze schade te herstellen, dan betekent dit onherroepelijk de dood van het organisme. In de loop der tijd hebben species het vermogen ontwikkeld om organen die vaak met giftige stoffen in aanraking komen te kunnen herstellen, teneinde niet snel ten gronde te gaan.

Moderne moleculaire technieken hebben ons in staat gesteld iets van de sluier van dit geheim op te lichten. Beschadiging geeft aanleiding tot het activeren van verschillende genen die coderen voor cytokinen en groeifactoren, die op hun beurt in staat zijn de groei van nieuwe en gezonde cellen te bevorderen en de uitgroei tot een gezond orgaan mogelijk te maken. Hoe deze genen worden aan- en uitgeschakeld is nog grotendeels onbekend. Evenmin is het bekend, waarom dit in organen als lever en darm anders gebeurt dan in organen als nier, hart, hersenen, alvleesklier etc.

Kunnen we diabetes mellitus (II) voorkomen? Zo ja, hoe?

Type 2 diabetes mellitus (suikerziekte) komt veelvuldig voor (5% van de bevolking in Nederland). In ruim 80% van de gevallen is type 2 diabetes gerelateerd aan het bestaan van overgewicht.

Overgewicht leidt tot insulineresistentie (verminderde gevoeligheid voor insuline, het enige hormoon wat verantwoordelijk is voor een verlaging van onze suikerspiegel) en bij mensen met een (vaak erfelijk bepaalde) verminderde insulineproductie leidt dit tot een chronisch verhoogde bloedsuikerspiegel. De laatste jaren wordt een forse toename gezien in het bestaan van overgewicht. Dit is het gevolg van een veranderde leefstijl (minder bewegen) alsmede een te gemakkelijke toegang tot voedsel. Dit wordt reeds gezien op jonge leeftijd! De toename van overgewicht is vrijwel volledig verantwoordelijk voor de toename in het vóórkomen van diabetes mellitus.

Diabetes mellitus type 2 is te voorkómen indien overgewicht kan worden bestreden. Vooral het voorkomen van overgewicht bij jonge mensen is een must! Vooral een meer actieve leefstijl zal moeten worden gepropageerd.

Waarom wordt er niet meer gebruik gemaakt van natuurlijke krachten voor energievoorziening zoals wind en zon?

Natuurlijke krachten zoals zon en wind zijn inderdaad belangrijk in de toekomstige ‘duurzame’ energievoorziening. De toekomst van onze planeet hangt ervan af vanwege de op handen zijnde klimaatverandering, maar ook onze economie is gebaat bij een meer duurzame energievoorziening.

De Radboud Universiteit Nijmegen is zich terdege bewust van de problemen met energiegebruik en energievoorziening, en heeft tal van maatregelen getroffen om op een meer duurzame wijze in de eigen energiebehoefte te voorzien. Dit is voor de meeste mensen op onze campus echter niet direct zichtbaar. Er staan geen windmolens op het terrein en er liggen geen zonnecellen op de daken. Voor de duurzame energievoorziening van de RU Nijmegen moeten we onder de grond gaan.

In 2003 is bij het Huygensgebouw een systeem van warmte-koude opslag in de bodem gerealiseerd. Dit houdt in dat overtollige warmte in de zomer - en overtollige koude in de winter - opgeslagen wordt in een aquifer (een watervoerende laag op ca. 25 tot 75 meter diepte). In de winter wordt hieruit warmte teruggewonnen en in de zomer de koude. De energie afkomstig van warmte-koude opslag in de bodem wordt beschouwd als duurzame energie.

Vernieuwend aan het Huygensgebouw is ook de ‘betonkernactivering’. Dit houdt in dat de verwarming en koeling van het gebouw niet via radiatoren gebeuren, maar via de betonnen constructie, dus via de vloeren en de plafonds. Met betonkernactivering kan zowel worden gekoeld als worden verwarmd. De koude wordt volledig uit de bodem gehaald, en voor de verwarming kan afvalwarmte van het Magnetenlab als bron worden ingezet. Bijkomend voordeel van betonkernactivering is dat er geen radiatoren nodig zijn. Daardoor is de werkruimte optimaal te benutten en ontstaan minder snel stofnesten.

Door deze maatregelen in het nieuwe gebouw wordt ruim 2.000.000 m3 aardgas per jaar bespaard. Dat is 65 tot 70% van het verbruik van de oude gebouwen. Voor warme douches en voor een stand-by ketel (bij echt strenge winters) zal nog wel aardgas nodig zijn. Het Huygensgebouw heeft een berekende energieprestatie die 18% beter is dan de eis uit het Bouwbesluit. Door deze besparingen is deze vorm van duurzame energievoorziening financieel haalbaar. Het plaatsen van zonnecellen en windmolens is nog steeds erg duur en om die reden geen verantwoorde investering voor de universiteit.

Het is tamelijk zeldzaam dat een middeleeuws handschrift is overgeleverd in een boekband uit dezelfde tijd. Bij het op één na oudste middeleeuwse handschrift in het bezit van de UB is dat wel het geval. Om welk handschrift gaat het?

Het gaat hier om een handschrift met signatuur Hs 290, een Italiaans manuscript uit de 12e eeuw, dat twee bijbelboeken in het Latijn bevat: het boek Wijsheid van Jezus Sirach en het boek Wijsheid.

De boekband van Hs 290 is een perkamenten omslag, dat gesloten wordt met twee paar veters. De band is weliswaar in de 2e helft van de vorige eeuw deskundig gerepareerd, maar voor het overgrote deel naar alle waarschijnlijkheid contemporain met het handschrift zelf. Een dergelijke manier van inbinden was een gebruikelijk (goedkoop) alternatief voor de manier die we meestal met middeleeuwse handschriften associëren: met leer beklede houten platten voor en achter en een leren rug met "ribben", uitstulpingen waaronder het touw schuilgaat dat de katernen (de losse dubbele pagina's) bijeenhoudt. Op de rugzijde van ons perkamenten omslag zien we een drietal knopen die door rolletjes perkament strak worden gehouden: die knopen zijn gelegd in de uiteinden van het touw dat op drie plaatsen door het perkamenten boekblok getrokken is.

Het handschrift zelf is – gezien de tijd van ontstaan en de bijbelse inhoud – ontstaan in een klooster en is dus letterlijk (en figuurlijk) monnikenwerk. In het scriptorium van het klooster is een Italiaanse monnik weken of maanden bezig geweest aan dit handschrift. In donkere inkt schreef hij de Latijnse bijbeltekst en liet daarbij de ruimte om met bruine inkt zogenaamde "glossen" toe te voegen, toelichtingen op de tekst. Later zijn daar ook aantekeningen aan toegevoegd door anderen. Ook – waarschijnlijk vooral voor eigen vermaak – zijn er her en der kleine illustraties in de marge toegevoegd, zoals een pijl, rozeknoppen en zelfs een vervaarlijke gesel met knopen.

Het handschrift bevat slechts twee versierde initialen, aan het begin van ieder bijbelboek, en is voor rest ook sober: met rood zijn de belangrijkste beginplaatsen van passages en verzen gemarkeerd. Het perkament is van relatief goedkope kwaliteit, met veel beschadigingen en onregelmatige randen, maar desondanks maakt het handschrift een fraaie indruk, door de regelmaat van het twaalfde-eeuws minuskelschrift. Aardig detail: op het schutblad voorin het handschrift is in een andere hand een recept voor het maken van inkt toegevoegd.

Het handschrift is in 1968 aan de bibliotheek geschonken ter gelegenheid van de officiële opening van het nieuwe bibliotheekgebouw aan de Erasmuslaan.

Waarom mag Nederland het begrotingstekort niet laten oplopen?

Heel kort door de bocht is het antwoord op deze vraag dat dat niet mag omdat we dat hebben afgesproken met de andere landen die aan de Euro deelnemen. Een vraag die daar dan logischerwijze op volgt is: waarom hebben we dat afgesproken? Welke economische gedachte zit er achter? Om hier een antwoord op te geven, moeten we de economische problemen van de jaren 70 en 80 in ons achterhoofd houden.

Men was van mening dat de toenmalige hoge inflatie - in Nederland 11% in 1979 - en het oplopende begrotingstekort - midden jaren 80 10% in procenten van het Bruto Binnenlands Product (BBP = de waarde van alle goederen en diensten die in een jaar in een land worden geproduceerd, in Nederland ongeveer € 480 mrd.) - er toe leidden dat zowel de rentestand als de staatsschuld onaanvaardbaar hoog zouden worden. De stijgende rente zou komen doordat de vermogensverschaffers de hogere inflatie gecompenseerd wilden zien in een hogere rente. De stijging van de staatsschuld zou worden veroorzaakt doordat de overheid steeds weer leende.

Men dacht dat een te hoge rente - begin jaren 80 meer dan 12% - ertoe zou leiden dat bedrijven niet meer zouden investeren, met alle gevolgen van dien voor de economische ontwikkeling.

Daarnaast dacht men dat bij een gelijkblijvende of nog hogere staatsschuld - in Nederland toen meer dan 80% in procenten van het BBP - vermogenverschaffers niet meer bereid zouden zijn aan de overheid te lenen. Een verdere toename van de staatsschuld zou namelijk het risico met zich meebrengen dat de overheid niet terug zou kunnen betalen. En àls de vermogensverschaffers al bereid zouden zijn nog meer geld aan de overheid te lenen, zij dit alleen zouden doen als er een hoge rente tegenover zou staan.

Wanneer er aan de bovenstaande problemen niets zou worden gedaan, zou daarnaast de munt, destijds de gulden, ten opzichte van andere valuta in waarde dalen. Dit zou ontstaan door het verminderde vertrouwen van de financieel economische wereld in de Nederlandse overheid en in de economische kracht van de Nederlandse economie. Dit alles zou tot gevolg hebben dat de geïmporteerde goederen in prijs stijgen, wat weer tot een verdere inflatiestijging zou leiden.

Om al deze problemen te voorkomen, besloten de regeringsleiders begin jaren 90 dat alleen die landen met de Euro mochten meedoen, die aan bepaalde voorwaarden voldeden, onder andere ten aanzien van inflatie, begrotingstekort en staatsschuld. Ten aanzien van het begrotingstekort was de voorwaarde dat dit tekort maximaal 3% mocht zijn in procenten van het BBP. Als alle deelnemende landen aan de Euro zich aan deze voorwaarden zouden houden, zouden de problemen van de jaren 70 en 80 niet meer voorkomen. En dat is de reden dat het begrotingstekort niet verder mag oplopen.

Hoe maakt het lichaam scheiding aan als je heel veel medicijnen gebruikt?

Na de inname van verschillende medicijnen, worden deze meestal via de darmen in het lichaam opgenomen. Via het bloed worden ze door het hele lichaam getransporteerd, zodat ze de verschillende organen kunnen bereiken.

Ideaal zou zijn, als medicijnen alleen in die organen terecht komen, waar ze ook werkelijk nodig zijn. Tegenwoordig doet men veel onderzoek naar het zo gericht mogelijk “sturen” van geneesmiddelen naar de juiste plek. Helaas lukt dit nu nog niet altijd.

Voor hun werking binden de meeste geneesmiddelen zich meestal eerst aan een receptor. Dat werkt als een sleutel in een slot. Past de sleutel (het geneesmiddel) in het slot (= de receptor), dan werkt het geneesmiddel. De ideale situatie zou zijn, als het geneesmiddel precies zou passen en er geen ander geneesmiddel in dezelfde receptor past. Alleen de goede sleutel past op die ene receptor. Helaas lukt ook dat lang niet altijd. Ook is nog lang niet voor alle geneesmiddelen duidelijk hoe ze precies werken. Uit onderzoek weten we alleen dat ze werken, maar niet hoe.

Als een patient meerdere geneesmiddelen inneemt, kan het dus voorkomen, dat twee of meerdere geneesmiddelen elkaar’s werking kunnen verstoren doordat ze op dezelfde receptor passen. Ze kunnen dan elkaar’s effect versterken, of afremmen. Andersom kan een geneesmiddel ook meerdere effecten hebben als het op meer dan één receptor in het lichaam past. Op deze manier kunnen ongewenste bijwerkingen ontstaan bij het gebruik van geneesmiddelen.

Artsen en apothekers letten bij het voorschrijven en afleveren van geneesmiddelen erop, dat een patient geen combinaties van geneesmiddelen krijgt die elkaar’s effect verstoren.

De medische wetenschap heeft inmiddels veel informatie beschikbaar. Computerprogramma’s kunnen daarbij beslissingen ondersteunen. Het is daarom van groot belang dat een patient altijd precies meldt, welke geneesmiddelen hij of zij tegelijkertijd gebruikt.

Waarom vallen paasdagen en carnaval ieder jaar op een andere datum?

De Paasdatum hangt af van drie factoren: hij is vastgesteld op de eerste zondag na de eerste volle maan na het begin van de lente. Dat zijn dus drie tijdscycli:

1. Seizoenswisseling: het begin van de lente.

2. Maanomloop om de aarde: de eerste volle maan

3. Weekcyclus: de zondag.

Van deze factoren is alleen het begin van de lente een vaste datum, 21 maart. De andere twee zijn variabelen.

Maanjaar en zonnejaar

Het begin van de lente is een vaste datum omdat ons jaar ingedeeld is in vier seizoenen. De vier seizoenen vormen het z.g. zonnejaar, en dat is door de Romeinen, door Julius Caesar in 46 v. C. vastgesteld. Het was toen de meest precieze berekening van de jaarlengte, gebaseerd op de omloop van de aarde om de zon (“zon om de aarde”). Dit heet het zonnejaar.

De volle maan, ofwel de omloop van de maan om de aarde, wordt berekend volgens het z.g. maanjaar: 12 maal de omloop om de aarde. Maar 12 maanomlopen om de aarde duren niet even lang als een omloop van de aarde om de zon: een maanjaar is elf dagen korter. Dus de eerste volle maan verspringt elk jaar ook met elf dagen t.o.v. het zonnejaar. En als je een jaarindeling alleen baseert op de omloop van de maan, op de maanfasen, dan loopt het jaar niet parallel met de seizoenen.

De eerste volle maan valt dus nooit op dezelfde dag na 21 maart. De eerste volle maan na 21 maart kan vallen tussen 22 maart en 25 april. Als de volle maan net valt vóór 21 maart, moeten we een hele maanomloop, maand, wachten. De vroegst mogelijke Pasen is dus 22 maart, en laatst mogelijke 25 april. (De vroegste en laatste komen zelden voor: in 1818 was hij op 22 maart en de volgende is in 2285. Die van 25 april was in 1943 en de volgende is in 2038. Maar misschien hebben we dan al lang een vaste Paasdatum!)

En dan is er nog de weekcyclus. Als de eerste volle maan valt op zaterdag, dan is Pasen de dag erna, maar als de volle maan op maandag is, dan komen er nog 6 dagen bij, tot de volgende zondag.

Juliaanse en Gregoriaanse kalender

Tenslotte het verschil in Paasdatum tussen Oosterse en Westerse kerken. Dat komt door de kalenderhervorming van paus Gregorius in 1582. Deze heeft de onzuiverheden in de Juliaanse vervangen door een veel preciezere berekening van de omlooptijd van de aarde. Het zonnejaar was inmiddels 11 dagen achter op de werkelijke omlooptijd van de aarde om de zon, daarom besloten de astronomen van de paus na 4 okt. 1582 meteen over te gaan op 15 oktober.

Maar de Orthodoxe kerken in het Oosten hebben de nieuwe kalender niet aangenomen, want die kwam uit de katholieke hoek! Daardoor zijn de vaste feestdagen in de Oosterse kerk, zoals Kerstmis, 13 dagen later dan in het Westen. Inmiddels is namelijk het verschil tussen oude en nieuwe kalender al opgelopen tot 13 dagen.

De aarde maakt onderdeel uit van het heelal. Kan er nog iets buiten het heelal zijn?

Dit is een buitengewoon interessante vraag en het is eigenlijk een vraag waar ieder met enige nieuwsgierigheid naar wat er buiten de aarde bestaat, vroeg of laat tegenaan loopt. Laat ik er direct bij zeggen dat we het antwoord - dat zal u niet verbazen - ook als sterrenkundigen

niet kennen. W'el kunnen we er een paar opmerkingen over maken die hout

snijden.

Om op de vraag te kunnen antwoorden moet je het eens zijn over de betekenis van `heelal' en ook over die van `iets'!

Ten aanzien van het eerste, het heelal omvat alles wat op enigerlei wijze gemeten kan worden - of in principe gemeten zou kunnen worden bij voldoende fondsen, tijd en dergelijke. Maar er is meer: ook de `ruimte' tussen de meetbare materie rekenen we tot het heelal. En nog belangrijker: ook het deel van de ruimte dat samenhangt met het `zichtbare' heelal door middel van een van de vier bekende natuurkundige krachten hoort bij het heelal ook al blijft dat deel mogelijk voor altijd voor ons achter een `horizon' verborgen. De natuurkundige kracht waar het dan meestal om gaat is de zwaartekracht die juist op grote afstanden een overheersende rol speelt. Gaandeweg hebben we ook aangegeven wat we als sterrenkundigen bedoelen met `iets': er moet sprake zijn van enige natuurkundige werking of kracht die van dat `iets' uitgaat om het tot `iets' te maken.

De meest volledige beschrijving die wij op dit moment hebben van dit heelal - waarin wij leven - is de Algemene Relativiteitstheorie van Albert Einstein. Het is een fantastich nauwkeurige theorie en heel veel van haar voorspellingen zijn inmiddels getoetst aan de beste waarnemingen. Maar tegelijk weten we dat deze theorie - en daarmee ons begrip van het heelal en ook 'of en zo ja wat daarbuiten is - niet de definitieve theorie is. Waar de theorie faalt, is bijvoorbeeld heel dicht bij de oerknal en in het binnenste van zwarte gaten.

Binnen dit geschetste kader zijn de mogelijke antwoorden, waar we op dit moment (nog?) niet uit kunnen kiezen:

- Nee, er is echt niets buiten het heelal;

- Ja, er zijn meerdere heelallen maar ze staan op geen enkele manier met

elkaar in verbinding. Het geheel van heelallen zouden we het `veelal'

kunnen noemen;

- Mogelijk is er een soort superstruktuur waarin ons heelal is ingebed

en waarvan we in principe `zo nu en dan' en `hier en daar' wat van kunnen

merken (bijvoorbeeld door de zwaartekracht) maar waarin we ons niet kunnen

begeven...

• Meer weten over deze onderwerpen? Klik dan via onderstaande buttons door naar meer nieuws.

  Nieuws homepage Patientenzorg en Nieuws en verhalen