‘Krokodillentranen’ lijken verrassend veel op de onze

Deze ontdekking kan bijdragen aan de ontwikkeling van betere behandelingen voor mensen met oogaandoeningen, aldus een nieuw onderzoek.

Monday, August 17, 2020,
Door Virginia Morell
De breedsnuitkaaiman kan urenlang kijken zonder te knipperen, wat de inspiratie vormde voor het nieuwe onderzoek.

De breedsnuitkaaiman kan urenlang kijken zonder te knipperen, wat de inspiratie vormde voor het nieuwe onderzoek.

Foto van Arianne P. Oriá

Tranen worden meestal gezien als een menselijk fenomeen, als een onderdeel van ons complexe emotionele leven. Maar tranen zijn niet alleen om te huilen. Alle gewervelde dieren, zelfs reptielen en vogels, hebben tranen. Ze zijn van groot belang voor een goed gezichtsvermogen.

Nu blijkt uit nieuw onderzoek waarover onlangs een artikel verscheen in Frontiers in Veterinary Science dat de tranen van dieren nauwelijks verschillen van die van ons. De chemische overeenkomsten zijn zelfs zo groot dat de samenstelling van de tranen van andere soorten, en de wijze waarop die zijn aangepast aan hun leefomgeving, mogelijk kennis kan opleveren om oogaandoeningen bij mensen beter te behandelen.

Eerder waren alleen de tranen van een handvol zoogdieren bestudeerd, onder meer die van mensen, honden, paarden, kamelen en apen. Voor het nieuwe onderzoek analyseerden Braziliaanse dierenartsen voor het eerst ook de tranen van reptielen en vogels. Ze richtten zich op zeven soorten: kerkuilen, blauwgele ara's, wegbuizerds, breedsnuitkaaimannen, echte en onechte karetschildpadden, en groene zeeschildpadden.

Een wetenschapper neemt een traanmonster af bij een kerkuil.

Foto van Arianne P. Oriá

Tranen, die via traanbuizen (bij mensen en sommige andere zoogdieren) of via soortgelijke klieren vrijkomen, vormen een dun laagje over het oog. Het vocht bestaat uit drie ingrediënten: slijm, water en olie. Het slijm bedekt het oppervlak van het oog en helpt om het laagje aan het oog te binden, het water is een natuurlijke zoutoplossing met daarin essentiële eiwitten en mineralen en de olie voorkomt dat het oog uitdroogt.

De mens is voor zover bekend de enige soort die emotionele tranen produceert. De uitdrukking ‘krokodillentranen’, die wordt gebruikt voor een onechte uiting van emotie bij mensen, komt van het mysterieuze verschijnsel dat er bij krokodillen tranen vrijkomen wanneer ze eten.

Maar tranen zijn niet alleen van groot belang voor gesnotter, vertelt Lionel Sebbag, die als dierenoogarts werkt aan de Iowa State University en die niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. Ze helpen ook bij het zien, doordat ze het oog 'smeren’ en schoonhouden. Daarnaast beschermen ze tegen infecties en voeden ze het hoornvlies, de doorzichtige buitenste laag van het oog, waar geen bloedvaten doorheen lopen, vertelt hij.

“Dit is een fascinerend inkijkje in onderling zeer verschillende soorten,” zegt Sebbag over de nieuwe studie.

Hoe je tranen moet analyseren

Onderzoeksleider Arianne Pontes Oriá, een dierenarts bij de Braziliaanse Universidade Federal da Bahia, wist al dat breedsnuitkaaimannen - een alligatorsoort met “prachtige ogen” - hun ogen tot wel twee uur open kunnen houden zonder te knipperen. Ter vergelijking: mensen knipperen eens in de tien tot twaalf seconden. Door te knipperen worden tranen over het oogoppervlak verspreid, waardoor de ogen vochtig blijven en het zicht intact blijft.

De opgedroogde tranen van een onechte karetschildpad vertonen een uniek kristallisatiepatroon. Deze patronen vertonen een grote variatie per soort, wat een van de grootste verrassingen was die dit onderzoek opleverde.

Foto van Arianne P. Oriá

De tranen van een kerkuil zien er heel anders uit dan reptielentranen wanneer ze gekristalliseerd zijn.

Foto van Arianne P. Oriá

Voor de analyse van de tranen van de kaaimannen en de zes andere soorten onderzochten Oriá en haar collega's 65 dieren die in gevangenschap leefden in een reservaat, een opvangcentrum en bij een commerciële Braziliaanse fokker. Het team verzamelde op verantwoorde wijze traanmonsters, waarbij ze zich hielden aan de regels van verschillende overheidsinstanties op het gebied van dierenwelzijn. Ze vingen de traanmonsters op teststrips op of namen ze met een spuit af uit de ogen van de dieren. Daarnaast vingen ze tranen op van tien gezonde menselijke vrijwilligers. De wetenschappers maakten gebruik van speciale kits om de hoeveelheid van bepaalde chemicaliën en verbindingen te meten, bijvoorbeeld van elektrolyten (mengsels van natrium en chloride) en eiwitten.

Gezien het feit dat vogels, reptielen en zoogdieren verschillende structuren hebben voor de traanproductie, kwam het als een verrassing dat de tranen van alle soorten, inclusief die van mensen, chemisch gezien op elkaar leken. Wel waren vogel- en reptielentranen iets geconcentreerder. Het verschil zit hem waarschijnlijk in het feit dat ze in het water en de lucht leven, wat mogelijk schadelijker is voor het oogoppervlak. Het zou kunnen dat er daardoor een grotere hoeveelheid elektrolyten in hun tranen nodig is, als bescherming tegen ontstekingen, aldus Oriá.

Net als bij kaaimannen en kerkuilen was de hoeveelheid eiwit in mensentranen hoger dan bij de andere soorten. Die eiwitten zijn van belang om de stabiliteit van het oogoppervlak te behouden. Het eiwitniveau bij kaaimannen en uilen is mogelijk hoog omdat deze beide soorten grote ogen hebben en er veel tijd zit tussen het ene en het volgende moment van knipperen. De ogen van kaaimannen bevinden zich bovendien een groot deel van de tijd onder water, waardoor hun tranen zeer stabiel moeten zijn.

De onderzoekers analyseerden daarnaast de kristallisatiepatronen die de tranen vormden wanneer ze opdroogden. Deze techniek wordt ook vaak toegepast voor de diagnose van oogaandoeningen. Dit leverde de grootste verrassing op, legt Oriá uit: “Er was een veel grotere variatie in de traankristallen dan in de samenstelling van de tranen.” De traankristallen van zeeschildpadden en kaaimannen waren opvallend afwijkend, vertelt ze. “Waarschijnlijk heeft ook dat te maken met hun aanpassing aan een wateromgeving.”

De opgedroogde tranen van een wegbuizerd. Kristallisatie wordt vaak toegepast bij onderzoeken naar oogaandoeningen bij mensen.

Foto van Arianne P. Oriá

De kristallen in de tranen van de breedsnuitkaaiman liggen verder uit elkaar dan in die van andere onderzochte soorten.

Foto van Arianne P. Oriá

De zeeschildpadden hadden ook verreweg de dikste tranen van alle dieren. Daarom moesten de onderzoekers ze met een spuit verzamelen. “Ze leven in zout water, dus moeten hun tranen aan die omstandigheden zijn aangepast,” zegt Oriá. Het extra dikke slijm in de traanlaag vormt waarschijnlijk een bescherming voor het gezichtsvermogen van de schildpadden. Zonder die dikke laag zouden hun tranen worden verdund en uiteindelijk nutteloos zijn.

Bescherming van het zicht van zeeschildpadden, mensen, honden en katten

Het onderzoek kan van nut zijn voor initiatieven voor het behoud van de soort, omdat het informatie oplevert over de bescherming van het gezichtsvermogen van bijvoorbeeld zeeschildpadden. “Als we weten waar een gezonde traanlaag uit bestaat, kunnen we ook te weten komen hoe verontreinigende stoffen of andere milieueffecten de ogen van een dier kunnen beschadigen,” aldus Oriá.

Kennis over de tranen van reptielen en vogels kan mogelijk ook nieuwe geneesmiddelen opleveren voor aandoeningen als droge ogen. Die ontstaan wanneer de traanbuizen onvoldoende olie produceren. Deze ziekte, die regelmatig voorkomt bij katten, honden en mensen, kan soms tot blindheid leiden.

Het onderzoek toont aan hoe weinig we nog maar weten over tranen en hun functie bij mensen en andere dieren, stelt Brian Leonard, een dierenoogarts van de University of California, Davis.

“Dit is een belangrijk onderwerp waar nog maar heel weinig over bekend is,” stelt hij. “Daarom is dit onderzoek op meerdere vlakken interessant.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer