Chronobiologie: hoe onze biologische processen worden beïnvloed

Chronobiologie bestudeert de invloed van het circadiaans ritme op biologische processen in ons lichaam. Het circadiaans ritme is een intern proces dat onze slaap/waakcyclus en andere belangrijke processen reguleert, zoals lichaamstemperatuur en hormoonafgifte en het metabolisme ondersteunt. Chronobiologie wordt toegepast in onder andere genetica, endocrinologie, medicijntoediening, ecologie, sportgeneeskunde en psychologie.

Elk biologisch proces in het lichaam dat zichzelf gedurende een periode van ongeveer 24 uur herhaalt en dit ritme handhaaft zonder externe prikkels, wordt beschouwd als een circadiaans ritme. Van vrijwel alle organismen is aangetoond dat ze een genetische basis hebben voor biologische klokken, en “klokgenen” zijn bestudeerd in organismen variërend van bacteriën en planten, tot fruitvliegjes en knaagdieren. Klokgenen reguleren ook processen binnen de mens.

Drie basiscycli

De chronobiologie kent drie basiscycli:

Infradiane ritmen zijn ritmen die langer dan 24 uur duren. Deze ritmen herhalen zich met tussenpozen van enkele dagen, weken, maanden of zelfs maar één keer per jaar. Een voorbeeld hiervan zijn de maanritmen die de maanfasen volgen (ongeveer 29,5 dagen) die gewoonlijk met getijdencycli worden geassocieerd. Ook de menstruatiecyclus van vrouwen, wordt als een infradiaan ritme beschouwd.

Ultradiane ritmen zijn biologische ritmen die minder dan 24 uur duren en in meerdere cycli binnen een dag worden herhaald. Hiertoe behoren fysiologische functies zoals de inname van voedsel, de bloedsomloop, de hormoonafscheiding, de verschillende slaapfasen en de prestatiecurve van het lichaam. Sommige van deze ritmen duren slechts enkele seconden, zoals de ademhaling, anderen zelfs maar milliseconden, zoals veel celprocessen.

Circadiaans ritmen gaan over de ritmen die ongeveer 24 uur duren. Het woord ‘circadiaans’ is afkomstig van de Latijnse woorden ‘circa’ wat ‘ongeveer’ betekent, en ‘dies’, wat ‘dag’ betekent. Tot dit ritme behoort bijvoorbeeld de slaap/waakcyclus van de mens. Omdat veel effecten van het circadiaans ritme een directe invloed op de mens hebben, worden deze ritmen het meest bestudeerd. Verstoring van dit ritme kan onder andere metabole aandoeningen (stofwisselingsziekten zoals diabetes mellitus) veroorzaken.

Zomertijd

De Aarde draait iedere 24 uur een rondje om haar as en daardoor worden ieder uur andere gebieden op de wereld verlicht door de zon. Hiermee kun je de Aarde dus in 24 vlakken of tijdzones verdelen. In een ideale situatie, als de tijdzones goed verdeeld zouden zijn, zou in iedere tijdzone de zon daar om 12 uur ’s middags op het hoogste punt staan. Deze tijd noemen we de wintertijd.

Dit is de meest natuurlijke tijd als je kijkt naar dag – en nachtritmes. Door de klok vooruit te schuiven (zomertijd), wordt dat natuurlijke, circadiaanse ritme niet meer gevolgd. Dit kan voor mensen die bijvoorbeeld het prikkelbare darm syndroom (IBS) hebben, tot een verergering van hun klachten leiden [1]. Het kan na het ingaan van de zomertijd wel een aantal weken duren voordat men het gevoel heeft dat z’n lichaam weer gesynchroniseerd is, de biologische klok weer ‘klopt’.

Ploegendienst

Verstoringen van circadiane ritmes kunnen leiden tot somatische en cognitieve symptomen, zoals behalve bij de zomertijd, te zien is bij een jetlag en bij mensen die werken in ploegendienst. Volgens cijfers van het CBS waren er in 2020 1,2 miljoen mensen soms of regelmatig in nachtdiensten aan het werk. Doordat zij op tijden werken waarop je normaal zou slapen, kan het zijn dat de klok in de hersenen verkeerde signalen krijgt.

Ruim een derde van de nachtwerkers krijgt daardoor al binnen een paar jaar te maken met gezondheidsproblemen. Een groot deel daarvan wordt veroorzaakt door een eetpatroon dat niet goed op de slaaptijden is afgesteld. De biologische klok is immers ook gelinkt aan de spijsvertering. Omdat men in principe ’s nachts niet eet, wordt normaal gesproken een groot deel van de spijsvertering als het ware stilgelegd. Maar mensen in ploegen- of nachtdiensten eten juist wél ’s nachts. Dat kan tot maag – en darmklachten leiden.

Een bijkomend probleem is dat veel mensen zich tijdens hun nachtdienst slaperig voelen, en dat proberen op te lossen door ongezond te gaan snacken. Het beste is om tijdens de nacht- of ploegendienst regelmaat in de maaltijden te houden, dus drie grote maaltijden, eventueel met wat, bij voorkeur, gezonde snacks. Je lichaam is meer aan dit schema gewend en daardoor kun je je eten beter verteren.

Het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek (IARC) dat deel uitmaakt van de Wereldgezondheidsorganisatie van de Verenigde Naties (WHO), stelde eerder [2] dat het werken in nachtdienst mogelijk kankerverwekkend is.

‘Eethormonen’

Bepaalde hormonen zorgen ervoor dat we honger krijgen of ons verzadigd voelen. Deze hormonen komen vrij op verschillende tijdstippen van de dag of nacht, in een van tevoren bepaald ritme. Ze fungeren als belangrijke neurotransmitters in ons lichaam. De belangrijkste hormonen, waarvan het vrijkomen bepaald wordt door het tijdstip van de maaltijd, zijn:

Gherline: geeft in de loop van de dag om de 5-6 uur een signaal af dat je moet eten. Het peil hiervan daalt heel snel nadat je hebt gegeten.

Leptine: is een eetlustremmer en bereikt zijn hoogste niveau tussen middernacht en vroeg in de ochtend. Dit hormoon is de reden dat we ’s nachts niet wakker worden met een hongergevoel.

Cortisol: bevordert de vetstofwisseling en regelt onze koolhydraatbalans. Het peil hiervan is het hoogst vroeg in de ochtend en het laagst in de avond en de nacht.

Melatonine: is een hormoon dat wordt gemaakt door de pijnappelklier in de hersenen. Naarmate men ouder wordt, wordt er minder melatonine aangemaakt. Melatonine helpt bij je slaap-waakcyclus. Zodra het donker begint te worden, neemt de aanmaak van melatonine toe. Enkele uren na middernacht is de hoeveelheid melatonine het hoogst. Daarna neemt het snel af.

Als er niet voldoende van het hormoon wordt aangemaakt of niet op het juiste moment wordt gedistribueerd, wordt onze slaap verstoord. Hier reageert ons lichaam op en daardoor raken andere lichaamsprocessen zoals de spijsvertering, hormoonspiegels, het immuunsysteem en de gemoedstoestand ook uit balans.

Stemmingsstoornissen

Stemmingsstoornissen zijn gevoelig voor levensgebeurtenissen die sociale ritmes verstoren. Zo werden tijdens de COVID19-lockdowns, aanzienlijk meer stemmingsstoornissen gerapporteerd. In een onderzoek [3] onder 997 deelnemers gaf bijna 80% van de deelnemers aan dat COVID-19-gerelateerde sociale ontwrichting de regelmaat van hun dagelijkse routines tot op zekere hoogte had beïnvloed en dat dit gepaard ging met meer depressieve symptomen.

Chronotherapeutische behandelingsmethoden omvatten het veranderen van lichaamsritmen met prikkels uit de omgeving die deze ritmen op een gecontroleerde manier beïnvloeden, bijvoorbeeld door het toevoegen van licht of juist lichtvermijding.

Binnen de geestelijke gezondheidszorg worden deze interventies onderzocht en aangeboden bij allerlei vormen van depressie, bipolaire stoornissen, A(D)HD, slaap/waakproblematiek, angst, borderlineproblematiek, dementie en als ondersteuning bij de behandeling van een aantal somatische klachten, zoals vermoeidheid bij kanker en premenstrueel syndroom. Lichttherapie is de best onderzochte vorm van chronotherapie.

Social Zeitgebers en depressieve gevoelens

Naast interne biologische klokken, die biologische ritmes synchroniseren, bestaan er ook zeitgebers (“tijdgevers”) . Dit zijn bepaalde externe signalen uit de omgeving, die biologische ritmes synchroniseren met de 24-uurs licht/donkercyclus. Hiertoe behoren het nuttigen van maaltijden, het onderhouden van persoonlijke relaties, sociale verplichtingen of levenstaken die circadiane ritmes met zich meebrengen. Deze zijn qua effect vergelijkbaar met licht.

Omdat de interne klok zichzelf instelt met behulp van zeitgebers kan het verlies of de verstoring
van de dagelijkse routines (ploegendienst, COVID-lockdowns) stress veroorzaken bij het in stand houden van slaap-waakcycli, eetlust en energiepeil van het lichaam. Wanneer de ritmes van het lichaam gedesynchroniseerd raken, kan dit leiden tot episodes van depressie.

Hoe houd je je biologische klok in balans?

Daglicht is het voornaamste signaal dat de hersenen gebruiken om de biologische klok gelijk te zetten, daarom is het belangrijk jezelf op een natuurlijke manier aan licht bloot te stellen. Dit kan door:

• ’s Ochtends meteen de gordijnen open te doen,
• Overdag een stevige wandeling te maken,
• In je middagpauze naar buiten te gaan,
• Zorgen voor voldoende daglichtinval op je werkplek,
• Eventueel een daglichtlamp aan te schaffen,
• ‘s Avonds minimaal een uur voordat je gaat slapen je computer, tv en smartphone uit te zetten. Het blauwe licht dat deze apparaten uitstralen verstoort de aanmaak van melatonine,
• Op vaste tijdstippen eten, slapen en (werk)activiteiten ondernemen bevorderen ook een goed uitgebalanceerde biologische klok en kunnen daardoor gezondheidsaandoeningen voorkomen.

Zie ook: Chrononutrition: eetritme en gezondheidseffecten.

Marijke Verstege

Zelftesten: Hoe test ik zelf de invloed van het circadiaans ritme op de biologische processen in mijn lichaam?

Cortisol Awaking Respons speekseltest (CAR)

Verkoopprijs (incl. BTW): € 86,95
Koop deze test hier

Cortisol, een belangrijk stresshormoon dat in de bijnierschors wordt gevormd, heeft een sterk circadiaans ritme met hoge cortisol waarden in de eerste 60 minuten na het wakker worden in de ochtend en lage waarden in de avond. In het speeksel stijgen die cortisolwaarden in de ontwaakfase met wel 70 %. Omdat de bepaling van een cortisol dagprofiel voor de patiënt zeer tijdrovend was werd naar een meetmethode gezocht met een eenvoudigere monsterafname. Tegelijkertijd moest de test ook nog betaalbaar zijn. Met de „Cortisol Awakening Response“ (CAR) wordt aan deze eisen voldaan.

De „Cortisol Awakening Response“ (CAR) geeft een inschatting van de adrenale activiteit van de hypothalamus-hypofyse-bijnier-as (HPA). De patiënt neemt daarbij binnen het eerste uur na het opstaan ‘s ochtends vijf speekselmonsters af ter bepaling van het cortisol.

O.W. Schweisthal (2007) heeft zowel meetmethodische aspecten, als mede de invloed van verschillende variabelen op de uitslagen van de CAR, in het kader van een kwantitatieve meta-analyse, nader onderzocht. Door berekening van verschillende statische kernwaarden werd de informatieinhoud van de CAR gespecificeerd. De AUCI-MAX (Aurea Under Curve) is bijvoorbeeld de kernwaarde van de adrenale reactiviteit op de stimulans van het ontwaken.Deze houdt rekening met de absolute toename, de mogelijke tijdzone vanaf het opstaan tot aan het bereiken van de maximale waarde, alsmede het individuele profiel na verloop van tijd (veranderingen in de mate van stijging na verloop van de tijd).

Indicaties:

– bij lichamelijke of mentale stress
– bij vermoeidheidstoestanden

Melatonine speekseltest

Verkoopprijs (incl. BTW): € 66,95
Koop deze test hier

Het systeem van ontwaken en slapen wordt op de eerste plaatst bepaald door de hersenen. Maar ook het lichaam speelt hierin een wezenlijke rol: melatonine regelt het dag-nacht ritme van het lichaam. Het vrijkomen van melatonine begint ‘s avonds en bereikt haar hoogtepunt tussen twee en drie uur in de ochtend.
Bij stoornissen in de hormoonproductie kan dit tot enorme in- of doorslaapklachten leiden. De gevolgen zijn een verminderd prestatievermogen en aanhoudende vermoeidheid overdag, geïrriteerdheid, concentratieproblemen tot aan depressies en angst voor de volgende nacht aan toe. Of een verstoorde hormoonhuishouding de oorzaak voor de slaapstoornissen is kan een analyse van melatonine ophelderen.

Indicaties:
– bij lichamelijke of geestelijke stress
– bij uitputtingstoestanden

Zelftesten

Lees meer hier over zelftesten die u kunt bestellen via Natuur Diëtisten Nederland.

Het betreft de volgende zelftesten:

Diverse darmmicrobioomtesten (ontlasting),
Hormoontesten (speeksel),
Diverse urinetesten  waaronder vitamine B 12 urinetest, candida, oestrogeenmetabolieten, glyfosaat, jodium, organische zuren dysbiose (dunne darm), serotonine, SOA test, zuur-base, zware metalen, tryptofaan-stofwisselingsstoornis (depressietest).
Bloedtesten waaronder: Allergo (IgG 1-4 voedselintolerantietesten), lyme, corona, Q10, cholesterol, vitamine D, ijzer, selenium en zink.
Schildkliertesten,
Zware metalen drinkwatertest,
Aanhoudende stress en uitputtingstest (Burnout).
DNA levercyp-enzymentest (Gamedi leverpaspoort).