Circadiane klok

Deze tekst heeft Bert van der Horst gebruikt bij een paneldiscussie met het ministerie van BZK (Binnenlandse Zaken en Koninkrijkrelaties)

Bert van der Horst (Erasmus MC)

Gedrag, fysiologie en stofwisseling van de mens zijn (evenals die van de meeste andere organismen) onderhevig aan een 24 uurs ritme. Hierdoor is ons lichaam in staat te anticiperen op dingen van de dag die nog gaan komen [1].

Dit ritme wordt aangedreven door een interne lichaamsklok.  Deze klok is aanwezig in al onze cellen en zorgt er voor dat meer dan 10-20% (afhankelijk van het orgaan) van onze genen cyclisch tot expressie komen. Het moleculaire mechanisme van deze klok is opgehelderd (Nobelprijs Geneeskunde 2017) [2,3].

De omloopsnelheid van onze lichaamsklok is niet exact, maar ongeveer (circa) 24 uur (dies). Vandaar dat deze biologische klok wordt aangeduid met circadiane klok. Deze klok tikt niet bij iedereen even snel. Bij ochtend- en avondmensen lijkt de klok sneller, respectievelijk langzamer te tikken dan die van de gemiddelde mens. Dit bepaalt mede ons chronotype, het moment van de dag waarop iemand actief is, dan wel slaapt (vroeg/gemiddeld/laat) [4,5].

Om in de pas te blijven met de aardse licht-donker cyclus moet deze klok dagelijks worden gelijkgezet. De krachtigste klok-verzettende factor is licht. Lichtsignalen, opgevangen via het oog, synchroniseren de centrale klok in de SupraChiasmatische Nuclei (SCN) van de hersenen iedere dag opnieuw met de dag-nacht cyclus. De SCN klok synchroniseert op haar beurt weer de (licht-ongevoelige) klokken in andere delen van ons lichaam. Ochtendlicht verschuift de lichaamsklok naar voren, avondlicht verschuift de klok naar achteren [5].

In onze moderne maatschappij worden wij overdag vaak te weinig, en ’s avonds te veel aan licht blootgesteld. Hierdoor wordt de fase van onze klok (en dus het tijdstip van slapen) naar een later tijdstip verschoven.  Een groot deel van de bevolking moet ’s morgens door de wekker gewekt worden om op tijd op school of werk te zijn. Dit zorgt ervoor dat gedurende werkdagen een slaaptekort wordt opgebouwd (2 of meer uur per nacht voor 30% van de bevolking!!), dat gedurende het weekend weer moet worden ingelost. We noemen dit verschil tussen lichaamstijd en sociale tijd een sociale jetlag. Avondmensen hebben hier meer last van dan ochtendmensen [6].

De overgang van standaardtijd naar zomertijd genereert een situatie waarin wij ten opzichte van de licht-donker situatie een uur eerder opstaan. Onze biologische klok schuift echter niet voldoende mee, waardoor deze klok niet evenredig veel eerder het lichaam aanspoort te gaan slapen [7]. Hierdoor zal het risico op het krijgen van, of het verergeren van een reeds aanwezige sociale jetlag groter worden.

Epidemiologisch en dierexperimenteel onderzoek heeft laten zien dat chronische verstoring van onze circadiane klok (bijv. door werken in ploegendienst) een risicofactor is voor aandoeningen als depressie, diabetes, obesitas en kanker [8-11]. Dit lijkt ook te gaan gelden voor langdurige sociale jetlag [12-37]. Omdat de zomertijd een sociale jetlag bevordert moet de zomertijd in zijn huidige vorm dus al gezien worden als een risicofactor voor aandoeningen geassocieerd met een chronische verstoring van onze circadiane klok. Een keuze voor de zomertijd als nieuwe standaardtijd maakt het gezondheidsrisico nog weer groter.

 

  1. Young MW (2000) The tick-tock of the biological clock. Sci Am 282(3):64-71. Review.
  2. Mohawk JA, Green CB, Takahashi JS (2012) Central and peripheral circadian clocks in mammals. Annu Rev Neurosci 35:445-62. Review.
  3. Bollinger T, Schibler U (2014) Circadian rhythms – from genes to physiology and disease. Swiss Med Wkly144:w13984. Review.
  4. Saini C, Brown SA, Dibner C (2015) Human peripheral clocks: applications for studying circadian phenotypes in physiology and pathophysiology. Front Neurol 6:95. Review.
  5. Roenneberg T, Merrow M (2007) Entrainment of the human circadian clock. Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 72:293-9. Review.
  6. Roenneberg T, Merrow M (2016) The Circadian Clock and Human Health. Curr Biol 26(10):R432-43. Review
  7. Kantermann T, Juda M, Merrow M, Roenneberg T (2007) The human circadian clock’s seasonal adjustment is disrupted by daylight saving time. Curr Biol 17(22):1996-2000.
  8. Wulff K, Porcheret K, Cussans E, Foster RG(2009) Sleep and circadian rhythm disturbances: multiple genes and multiple phenotypes. Curr Opin Genet Dev 19(3):237-46.
  9. Panda S (2016) Circadian physiology of metabolism. Science 354(6315):1008-1015. Review.
  10. Haus EL, Smolensky MH (2013) Shift work and cancer risk: potential mechanistic roles of circadian disruption, light at night, and sleep deprivation. Sleep Med Rev 17(4):273-84.
  11. Lunn RM, Blask DE, Coogan AN, Figueiro MG, et al (2017) Health consequences of electric lighting practices in the modern world: A report on the National Toxicology Program’s workshop on shift work at night, artificial light at night, and circadian disruption. Sci Total Environ 607-608:1073-1084.
  12. Alencar JCN, Leocadio-Miguel MA, Duarte LL, Louzada F, Fontenele Araujo J, Pedrazzoli M (2017) Self-reported discomfort associated with Daylight Saving Time in Brazilian tropical and subtropical zones. Ann Hum Biol 44(7):628-635.
  13. Almoosawi S, Palla L, Walshe I, Vingeliene S, Ellis JG (2018) Long Sleep Duration and Social Jetlag Are Associated Inversely with a Healthy Dietary Pattern in Adults: Results from the UK National Diet and Nutrition Survey Rolling Programme Y1⁻ Nutrients 10(9). pii: E1131. doi: 10.3390/nu10091131.
  14. Anothaisintawee T, Lertrattananon D, Thamakaison S, Thakkinstian A, Reutrakul S (2018) The Relationship Among Morningness-Eveningness, Sleep Duration, Social Jetlag, and Body Mass Index in Asian Patients With Prediabetes. Front Endocrinol 9:435.
  15. Anothaisintawee T, Lertrattananon D, Thamakaison S, Knutson KL, Thakkinstian A, Reutrakul S (2017) Later chronotype is associated with higher hemoglobin A1c in prediabetes patients. Chronobiol Int 34(3):393-402.
  16. Chakradeo PS, Keshavarzian A, Singh S, Dera AE, Esteban JPG, Lee AA, Burgess HJ, Fogg L, Swanson GR (2018) Chronotype, social jet lag, sleep debt and food timing in inflammatory bowel disease. Sleep Med S1389-9457(18)30524-0.
  17. Chang SJ, Jang SJ (2018) Social jetlag and quality of life among nursing students: A cross-sectional study. J Adv Nurs doi: 10.1111/jan.13857. [Epub ahead of print]
  18. de Zwart BJ, Beulens JWJ, Elders P, Rutters F (2018) Pilot data on the association between social jetlag and obesity-related characteristics in Dutch adolescents over one year. Sleep Med 47:32-35.
  19. Espitia-Bautista E, Velasco-Ramos M, Osnaya-Ramírez I, Ángeles-Castellanos M, Buijs RM, Escobar C (2017) Social jet-lag potentiates obesity and metabolic syndrome when combined with cafeteria diet in rats. Metabolism 72:83-93.
  20. Gamaldo CE, Chung Y, Kang YM, Salas RM (2014) Tick-tock-tick-tock: the impact of circadian rhythm disorders on cardiovascular health and wellness. J Am Soc Hypertens 8(12):921-9.
  21. Garaulet M, Gómez-Abellán P (2013) Chronobiology and obesity. Nutr Hosp 28 Suppl 5:114-20.
  22. Goodman A, Page AS, Cooper AR; International Children’s Accelerometry Database (ICAD) Collaborators (2014) Daylight saving time as a potential public health intervention: an observational study of evening daylight and objectively-measured physical activity among 23,000 children from 9 countries. Int J Behav Nutr Phys Act 11:84.
  23. Islam Z, Akter S, Kochi T, Hu H, Eguchi M, Yamaguchi M, Kuwahara K, Kabe I, Mizoue T (2018) Association of social jetlag with metabolic syndrome among Japanese working population: the Furukawa Nutrition and Health Study. Sleep Med 51:53-58.
  24. Juda M, Vetter C, Roenneberg T (2013) Chronotype modulates sleep duration, sleep quality, and social jet lag in shift-workers. J Biol Rhythms 28(2):141-51.
  25. Kantermann T, Duboutay F, Haubruge D, Kerkhofs M, Schmidt-Trucksäss A, Skene DJ (2013) Atherosclerotic risk and social jetlag in rotating shift-workers: first evidence from a pilot study. Work 46(3):273-82.
  26. Knapen SE, Riemersma-van der Lek RF, Antypa N, Meesters Y, Penninx BWJH, Schoevers RA (2018) Social jetlag and depression status: Results obtained from the Netherlands Study of Depression and Anxiety. Chronobiol Int 35(1):1-7.
  27. Koopman ADM, Rauh SP, van ’t Riet E, Groeneveld L, van der Heijden AA, Elders PJ, Dekker JM, Nijpels G, Beulens JW, Rutters F (2017) The Association between Social Jetlag, the Metabolic Syndrome, and Type 2 Diabetes Mellitus in the General Population: The New Hoorn Study. J Biol Rhythms 32(4):359-368.
  28. Lang CJ, Reynolds AC, Appleton SL, Taylor AW, Gill TK, McEvoy RD, Ferguson SA, Adams RA (2018) Sociodemographic and behavioural correlates of social jetlag in Australian adults: results from the 2016 National Sleep Health Foundation Study. Sleep Med 51:133-139.
  29. McMahon DM, Burch JB, Wirth MD, Youngstedt SD, Hardin JW, Hurley TG, Blair SN, Hand GA, Shook RP, Drenowatz C, Burgess S, Hebert JR (2018) Persistence of social jetlag and sleep disruption in healthy young adults. Chronobiol Int 35(3):312-328.
  30. Mota MC, Silva CM, Balieiro LCT, Fahmy WM, Crispim CA (2017) Social jetlag and metabolic control in non-communicable chronic diseases: a study addressing different obesity statuses. Sci Rep 7(1):6358.
  31. Parsons MJ, Moffitt TE, Gregory AM, Goldman-Mellor S, Nolan PM, Poulton R, Caspi A (2015) Social jetlag, obesity and metabolic disorder: investigation in a cohort study. Int J Obes (Lond) 39(5):842-8.
  32. Pilz LK, Keller LK, Lenssen D, Roenneberg T (2018) Time to rethink sleep quality: PSQI scores reflect sleep quality on workdays. Sleep 41(5). doi: 10.1093/sleep/zsy029.
  33. Roenneberg T, Allebrandt KV, Merrow M, Vetter C (2012) Social jetlag and obesity. Curr Biol 22(10):939-43.
  34. Rutters F, Lemmens SG, Adam TC, Bremmer MA, Elders PJ, Nijpels G, Dekker JM (2014) Is social jetlag associated with an adverse endocrine, behavioral, and cardiovascular risk profile? J Biol Rhythms 29(5):377-83.
  35. Stoner L, Castro N, Signal L, Skidmore P, Faulkner J, Lark S, Williams MA, Muller D4, Harrex H (2018) Sleep and Adiposity in Preadolescent Children: The Importance of Social Jetlag. Child Obes 14(3):158-164.
  36. West AC, Smith L, Ray DW, Loudon ASI, Brown TM, Bechtold DA (2017) Misalignment with the external light environment drives metabolic and cardiac dysfunction. Nat Commun 8(1):417.
  37. Wong PM, Hasler BP, Kamarck TW, Muldoon MF, Manuck SB (2015) Social Jetlag, Chronotype, and Cardiometabolic Risk. J Clin Endocrinol Metab 100(12):4612-20.