De biologische klok is een interne klok die aangeeft wanneer we willen slapen, wakker worden of eten. Werken in ploegendienst, slaapgebrek of een jetlag verstoren de biologische klok en kunnen leiden tot o.a. slaapproblemen, maag-darmstoornissen en hart- en vaatziekten.
Elk orgaan en elk celtype heeft zijn eigen biologische klok. Die biologische klok loopt echter niet bij iedereen gelijk. Daarom is het van belang individueel te kunnen bepalen ‘hoe laat’ het is in een bepaald orgaan in iemands lichaam. Daarmee kan worden bepaald wanneer een patiënt het best zijn medicatie kan nemen, zodat de stof wordt toegediend op het moment dat deze het best door het lichaam wordt getolereerd. Hierdoor worden bijwerkingen beperkt.
Naarmate we ouder worden, gaat de biologische klok uit de pas lopen en raken de circadiaanse ritmes verstoord. Vooral bij 80-plussers, daalt het aantal zenuwcellen in de hypothalamus, waarin de biologische klok zich bevindt, tot minder dan de helft vergeleken met mensen van 20-30 jaar.
Daardoor stopt het lichaam met werken zoals het zou moeten.
Een circadiaans ritme is een biologisch ritme waarvan de cyclus ongeveer één dag duurt. Het wordt ook 24-uursritme of slaap-waakritme genoemd. Er zijn meer dan 100 functies in het lichaam die door circadiaanse ritmes worden aangestuurd, zoals bloeddruk, hartslag, eetlust, afgifte van hormonen, ontgiften en reacties op medicijnen.
Steeds meer wetenschappers raken er van overtuigd, dat onze biologische klok een grote rol speelt in het behoud van onze gezondheid. Zo worden bijv. de effectiviteit van ingenomen medicatie en het resultaat van hartoperaties er door beïnvloed. Hartchirurgie kan het best in de middag plaatsvinden, waarschijnlijk omdat reparatiemechanismen in de middag beter verlopen.
Bij een studie m.b.t. artrose zijn tijdens het onderzoek circadiane ritmes in kraakbeen ontdekt. Het onderzoek lijkt aan te geven dat biologische klokken een cruciale rol spelen in het behoud van gezond kraakbeen en helpen bij het repareren van weefsel dat beschadigd is geraakt.
Immuunsysteem
Ander onderzoek laat zien dat verstoring van de biologische klok het immuunsysteem negatief beïnvloedt. Onregelmatige circadiaanse ritmes maken het lichaam gevoeliger voor ontstekingen, zoals die bij bijv. reumatoïde artritis. In het onderzoek worden de dagelijkse patronen van een ontsteking in kaart gebracht. Meer inzicht in de 24-uurscyclus kan helpen om vaste tijdstippen te ontdekken waarop medicijnen het effectiefst werken. Uit het onderzoek bleek dat er ‘s nachts veel minder ontstekingen waren, hetgeen samen ging met hogere niveaus cryptochroom.
Medicatie
Cryptochroom is een eiwit dat de biologische klokken in de cellen aanstuurt. Onderzocht wordt nu hoe de toename van dit ‘klokeiwit’ naar een ander tijdstip van de dag kan worden verplaatst. Daardoor kan de werking van ontstekingsremmende medicijnen sterk worden verbeterd.
Ziektebeelden kunnen ook door de biologische klok beïnvloed worden.
Hersen- en hartinfarcten treden vooral ‘s morgens vroeg op. Ook clusterhoofdpijn is klokgestuurd: de pijn begint ’s nachts. De tremoren van Parkinsonpatiënten beginnen ‘s ochtends om zeven uur, ‘s middags nemen ze af en ’s nachts zijn er geen tremoren. Bij eierstok-, borst- en colorectale kanker is het circadiane ritme van concentraties cortisol, leverenzymen, bloedcellen, en creatinine afwijkend. Bij obesitas, hypertensie en diabetes is het biologische ritme ook verstoord.
Bij cardiovasculaire doodsoorzaken ligt de piek in de wintermaanden. Het lijkt er op dat dit door het donker komt en niet door de kou, want ook op plaatsen waar de winters mild zijn, doet dit verschijnsel zich voor.
Licht
Bij depressieve patiënten is de biologische klok minder actief. Hun stemming verbetert door blootstelling aan voldoende licht.
Bij te vroeg geboren baby’s kan de hoeveelheid licht in de omgeving invloed hebben op de ontwikkeling van de biologische klok, die zich in de eerste drie maanden ontwikkelt. De couveuse-afdeling is over het algemeen continu verlicht. Wanneer het licht daar ‘s nachts gedempt wordt, blijken couveusebaby’s minder zuurstof nodig te hebben en zich beter te ontwikkelen.
In een verpleeghuis is het licht vaak juist te veel gedempt. Meer licht in de leefruimte kan het ritme van Alzheimerpatiënten herstellen.
Maaltijdritme
Ons bioritme wordt gesynchroniseerd met de omgeving door het ‘slaaphormoon’ melatonine, maar ook door de timing van maaltijden. Insuline, het hormoon dat wordt vrijgegeven op het moment dat we eten, past de circadiane ritmes in vele verschillende cellen en weefsels individueel aan door de productie van het PER-eiwit te stimuleren. Het PER-eiwit is een product van het period-gen en een essentieel onderdeel van de circadiane klok in elke cel.
Het bleek dat eten op de verkeerde tijdstippen onze biologische klok stevig kan beïnvloeden. Insulineproductie op verkeerde tijdstippen heeft een verstorende werking op de melatonineniveaus, hetgeen kan leiden tot chronische aandoeningen als metabool syndroom, obesitas en diabetes type 2.
Moedermelk en de biologische klok
De samenstelling van moedermelk varieert van colostrum in de eerste dagen na de geboorte, via overgangsmelk tot rijpe moedermelk, vanaf ongeveer 2 weken na de geboorte.
Ook tijdens het borstvoeding geven zelf verandert de samenstelling van moedermelk geleidelijk.
Uit onderzoek [1,2] blijkt dat de hormonale, immunologische en nutritionele samenstelling van moedermelk door de dag heen verandert.
Moedermelk is dus ook een vorm van chrononutrition. Zo bevat moedermelk overdag hogere niveaus van cortisol en activiteitbevorderende aminozuren, die waarschijnlijk dienen om alertheid, voedingsgedrag en spijsverteringsprocessen in zuigelingen te bevorderen.
De moedermelk die ‘s nachts wordt geproduceerd bevat daarentegen lage niveaus van deze bestanddelen en levert juist hoge niveaus van melatonine en tryptophaan die slaap bevorderen, de spijsvertering ontspannen en celreparatie ondersteunen.
Als de baby direct borstvoeding krijgt, dan krijgt het melk die overeenkomt met de circadiaanse ritmes van de moeder, en mogelijk, andere circadiaanse signalen zoals licht-donkertecycli. Als de baby afgekolfde melk krijgt, is die niet vanzelfsprekend overeenkomstig met het circadiaans ritme. De baby krijgt bijvoorbeeld ‘s morgens melk, die de avond ervoor is afgekolfd. Dit zou het ontwikkelen van circadiaanse ritmes, bijvoorbeeld het slaapritme, kunnen verstoren. Een simpele oplossing is om de afgekolfde melk te labelen met het tijdstip waarop het is afgenomen, en dus op hetzelfde tijdstip weer aan te bieden.
Regelmaat
Een regelmatig dagschema helpt om circadiaanse ritmes te verbeteren. Een goede gewoonte is om dagelijks op vaste tijden naar bed te gaan en weer op te staan, dus ook tijdens het weekend.
Zorg voor een donkere slaapkamer en kijk niet vlak voor het slapen gaan op schermen van tv, computer, smartphone of tablet. Straling, afkomstig van draadloze apparatuur, alsmede het blauwe licht remmen de aanmaak van het slaaphormoon melatonine.
