Wat is het circadiaans ritme en hoe werkt het?
arrow_drop_up arrow_drop_down
circadiaans ritme invloed op je dag

Wat is het Circadiaans ritme en hoe werkt het?

Je hebt ongetwijfeld ooit gehoord van de zogenaamde biologische klok. Als de mens zelf niet ooit de tijd bij was gaan houden, hadden onze dagen er waarschijnlijk nog exact hetzelfde uitgezien. Deels heeft dit natuurlijk te maken met het feit dat we overdag leven. We zijn actief wanneer de zon opkomt en gaan slapen wanneer deze ondergaat. Het gekke is dat we dit ritme van actief tegenover inactief bijna perfect aanhouden wanneer we voor langere tijd worden onthouden van (dag)licht. Deze inwendige klok heeft dus geen input van buitenaf nodig om in het juiste patroon te blijven. We noemen deze inwendige klok het Circadiaans ritme.

Hoe ziet onze inwendige klok er uit?

Onderzoek naar het bioritme werd gedaan aan de hand van muizen en ratten. In de jaren 90 ontdekte professor Takahashi, een Japans-Amerikaanse onderzoeker, een mutatie in het genoom van één van zijn muizen. Opvallend was dat deze niet hetzelfde mooie constante dag-nacht ritme vertoonde dat de andere muizen wel lieten zien. Het werd Takahashi snel duidelijk dat de oplossing voor natuurlijke ritmiciteit wel eens in deze mutatie zou kunnen liggen. 

Circadiaans ritme activiteit muisDe muizen met het gemuteerde gen verloren hun dag- en nachtritme

Ontdekking van de CLOCK-genen

In 1997 kwam Takahashi eindelijk achter de aard van het gemuteerde gen. Hij noemde deze het CLOCK-gen. CLOCK-genen spelen een grote rol in de regulatie van de expressie van andere genen. Naar schatting wordt zo ongeveer 20% van ons genoom gereguleerd door CLOCK-genen. Wanneer we ervan uitgaan dat CLOCK-genen aan de basis staan van het circadiaans ritme,  betekent dit dat de expressie van 20% van onze genen afhankelijk is van ritmiciteit.

CLOCK-genes zetten een cyclus van expressie in gang

CLOCK-genen worden overdag actief en zetten een proces in gang waarbij er andere genen worden geactiveerd om hun eiwitten tot expressie te brengen. Wanneer deze eiwitten geproduceerd zijn vervullen ze hun bijbehorende functie in het lichaam (bijvoorbeeld metabolisme, signaal overdracht etc). Gedurende de dag komen deze eiwitten ook weer terug in de celkern waar de CLOCK-genen zich bevinden. Het terugkeren van deze eiwitten werkt remmend op de activiteit van de CLOCK-genen. Tegen de avond zullen de CLOCK-genen hierdoor hun activiteit verliezen en worden de eiwitten die onder hun regulatie staan ook niet meer geproduceerd. De volgende ochtend worden de CLOCK-genen weer actief en begint de cyclus opnieuw.

Verschillende eiwitten op verschillende momenten van de dag

We weten nu dat een groot deel van de eiwitten in ons lichaam onder de regulatie van het circadiaans ritme staat. Dit betekent dat de concentraties van signaalstoffen, hormonen en andere eiwitten gedurende de dag enorm kunnen schommelen. We noemen dit: oscilaties. Neem bijvoorbeeld de dagelijkse oscillaties van de hormonen cortisol en testosteron. Ze lijken beide sterk beïnvloedt te worden door circadiaanse schommelingen. Dit verklaart waarom jij je op verschillende momenten van de dag zo anders kunt voelen. Nu hebben hormonen als cortisol en testosteron niet alleen invloed op je gevoel. Ze beïnvloeden honderden metabole processen in je lichaam waar je zelf op korte termijn niets van merkt. Toch zijn al deze processen van cruciaal belang voor het dagelijks functioneren van je lichaam en fouten kunnen op lange termijn wel degelijk schade aanrichten.

Circadiaans ritme cortisol
Grafiek met circadiaans ritme van cortisol

Circadiaans ritme testosteronGrafiek met circadiaans ritme van testosteron

Andere lichamelijke parameters die circadiaans worden gereguleerd

Er zijn weinig hormoonspiegels in het menselijk lichaam die geen invloed ondervinden van het circadiaans ritme. Cortisol en de geslachtshormonen zoals testosteron, zijn hier goede voorbeelden van. 

  1. Ook het slaaphormoon, melatonine, staat onder sterke regulatie van het circadiaans ritme. 
  2. De neurotransmitter acetylcholine wordt onder circadiaanse controle overdag meer geproduceerd. Acetylcholine speelt een belangrijke rol in beweging en motore controle. Het verklaart het feit dat we overdag lichamelijk actiever zijn dan s' ochtends en in de avond. 
  3. Antidiuretisch hormoon (ADH) wordt tegen de avond en s'nachts verhoogd afgegeven om te zorgen dat onze nieren niet te veel water af voeren gedurende de nacht. Hierdoor blijven we s'nachts ook goed gehydrateerd, zonder dat we actief water hoeven te drinken.

Omdat al deze hormonen en signaalstoffen onderhevig zijn aan ritmiciteit veranderen ook onze lichamelijke parameters gedurende de dag:

  1. Bij de meeste mensen gaat er in de late ochtend en vroege middag de meeste glucose naar het brein. Hierdoor zijn dit de beste momenten om diepe focus en concentratie te bereiken voor zwaar mentaal denkwerk.
  2. Onze bloeddruk daalt vanaf het moment dat we wakker worden en kent zijn piek in de late ochtend. Tegen de avond zal je bloeddruk weer dalen. 
  3. Ook de kerntemperatuur van je lichaam steig vanaf het moment van wakker worden tot aan het einde van de dag. Tegen de avond daalt deze temperatuur, wat nodig is om in slaap te komen.

Het ritme komt vaak nèt niet overeen met 24 uur

Je weet nu dat de CLOCK-genen zorgen voor het tot stand komen van het circadiaans ritme. Door het feit dat de CLOCK-genen autonoom zijn en geen input van buitenaf nodig hebben, blijft het ritme bestaan in welke situatie we ons ook bevinden. Het blijkt alleen dat niet ieder circadiaans ritme uit een perfecte cyclus van 24 uur bestaat. Wanneer mensen voor langere tijd in een donkere ruimte moeten verblijven, zonder indicatie van tijd, blijkt dat hun bedtijd vaak elke dag iets opschuift. Hoe groot deze dagelijkse verschuiving is, verschilt per individu. Het is afhankelijk van het feit of het ritme langer of korter is dan 24 uur. Mensen met een korter ritme, zullen elke dag wat vroeger naar bed gaan ten opzichte van de vorige dag. Mensen met een langer ritme zullen wat later naar bed gaan ten opzichte van de vorige dag (en worden dus ook later wakker).

Verklaring voor avond- en ochtendmens

Variatie in lengte van circadiaans ritme verklaart ook deels waarom sommige mensen zich al springlevend voelen in de ochtend. Andere mensen daarentegen, komen maar moeizaam uit hun bed. Heb je een ritme van korter dan 24 uur, dan zal je over het algemeen wat vroeger wakker worden. Relatief is jouw lichaam dan al 1 of 2 uur verder in het circadiaans ritme dan iemand die zichzelf bestempeld als een zogenaamd avondmens. Voor mensen met een ritme langer dan 24 uur zullen alle processen die nodig zijn om het lichaam op te starten wat later voltooid zijn. Om deze reden kunnen ze ook tot later doorgaan dan de ochtendmens.

Licht synchroniseert onze inwendige klok

Je vraagt je misschien af hoe we ons toch (vaak met de nodige moeite) in het 24-uurs ritme kunnen wringen. Zojuist hebben we namelijk geconcludeerd dat niet ieder zijn ritme precies 24 uur is. Hoe kan het dat dan toch iedereen zich redelijk kan schikken naar de gangbare indeling van de dag? Het antwoord is licht! Via daglicht kan ons brein de inwendige klok synchroniseren. Dit verklaart ook waarom veel mensen enkel na verloop van tijd in een constant donkere kamer en zonder dat ze weten hoe laat het is uit het 24-uurs ritme gaan leven. 

De Suprachiasmatische Nucleus dient als centrum van het Circadiaans ritme

Wanneer licht onze ogen binnenvalt, wordt het door de nervus opticus richting het brein geleid. Hier stuit het snel op een verzameling van cellen in de buurt van de hypothalamus. Deze cellen behoren tot de Suprachiasmatische Nucleus (SCN). De SCN bevat een hoop genen waarvan de expressie door licht gereguleerd wordt. Het daglicht wat s'ochtends je ogen binnenvalt, dient als setpoint voor het SCN. Je biologische klok wordt ingesteld en weet dat het weer synchroon loopt met het opkomen van de zon. Vervolgens zullen de cellen van de SCN ervoor zorgen dat alle circadiaanse processen in het lichaam ook gesynchroniseerd worden aan de hand van het setpoint.

Licht is een van de weinige externe vormen van input waarmee het circadiaans ritme kan worden gecorrigeerd. Daarnaast zijn er ook nog interne prikkels die invloed hebben om het ritme. Dit kunnen metabole signalen zijn of prikkels aan de hand van lichamelijke activiteit. Bovendien kunnen hormonen die worden aangestuurd door de CLOCK-genen ook weer feedback geven op het circadiaans ritme. Zo ontstaat er een enorm complex en uitgebalanceerd mechanisme waardoor jouw persoonlijke ritme wordt bepaald.

Circadiaans ritme werkingDeze afbeelding toont de uitgebreide invloeden van het circadiaans ritme met als centrum de suprachiasmatische nucleus.
Bron: Rosenwasser et al.4

Je Circadiaans ritme goed instellen

Heb je moeite met opstaan of voel jij je vaak nog slaperig in de ochtend? Waarschijnlijk is dit een teken dat je inwendige klok niet synchroon loopt met het moment van de dag. Dit kan komen doordat je laat naar bed bent gegaan in het weekend of misschien heb je een jetlag. Je wilt nu je Circadiaans ritme zo goed mogelijk synchroniseren met het ritme wat je de komende dagen van plan bent aan te houden. Wat je hiervoor het beste kunt doen, is je zelf direct blootstellen aan daglicht zodra je wakker wordt. Je brein krijgt nu direct een seintje dat de dag begint en de lichamelijke processen hierop af kan stellen. Lees meer over de invloed van daglicht op ons lichaam in de blog: "Hoe licht jouw brein beïnvloedt | Productiever met licht."

Andere manieren om in jouw Circadiaans ritme te blijven

Naast blootstelling aan daglicht zijn er nog een aantal belangrijke dingen die je kunt doen om in jouw ritme te blijven. Denk bijvoorbeeld aan een consistente bedtijd. Zorg dat je op een vaste tijd naar bed gaat en je 2 á 3 uur voor het slapen gaan niet meer aan licht blootstelt. Blauw licht lijkt specifiek een belangrijke prikkel te zijn voor het instellen van het Circadiaans ritme. Wanneer jij je hieraan s'avonds blootstelt, voorkomt dit de productie van melatonine, omdat je brein het signaal krijgt dat het nog overdag is. Hierdoor kun je serieuze problemen krijgen met de kwaliteit van je slaap. 

Het voeden-vasten ritme

Aan de hand van het Circadiaans ritme zijn er bepaalde tijdstippen waarop jouw lichaam het beste voedsel kan verteren en verwerken. Deze momenten zullen voornamelijk over de dag en vroege avond verspreid zijn. Aan de andere kant is het zo dat je lichaam maar weinig kan met nachtelijke snacks. Op tijdstippen waarop je normaalgesproken zou liggen te slapen, is je lichaam niet voorbereid om efficiënt voeding te verwerken. 

Het is dan ook niet verrassend dat onderzoekers hebben aangetoond dat de timing van het dieet enorm bijdraagt aan het ontwikkelen van overgewicht. Mensen die voedsel tot zich nemen op momenten die niet gunstig overeenkomen met het circadiaans ritme (vaak de late avond en vroege ochtend), hebben de neiging om veel sneller aan te komen. Aanpassingen in de timing van hun dieet laten dan ook indrukwekkende resultaten op het gebied van gewichtsverlies zijn. Zelfs zonder veranderingen in de calorie inhoud van het dieet!

Naast het feit dat je sneller aankomt door nachtelijke eetpartijen is het ook niet goed voor de kwaliteit van je slaap. Zorg dat je 2 á 3 uur voor het slapen gaan geen zware maaltijden meer tot je neemt. Je zult merken dat je makkelijk in slaap valt en dat de kwaliteit van je slaap ook beter is. 

Het actief-inactief ritme

Waarschijnlijk heb je ontdekt dat er een terugkerend moment op de dag is dat jij je lichamelijk het fitst voelt. We hoeven je niet meer te vertellen dat ook dit met het circadiaans ritme te maken heeft. Al je hormoonspiegels en lichamelijke processen werken op dit moment het meest gunstig om het optimale van je lichaam te vragen. Als je op dit tijdstip kunt sporten, doe dat dan vooral !

Let wederom op met uitgebreide workouts vlak voor het slapen gaan. Intensieve lichaamsbeweging heeft ook een instellend effect op je inwendige klok. Doe je dit vlak voor je bedtijd, dan kom je waarschijnlijk moeilijk in slaap en loop je de volgende dag achter de feiten aan.

Wat er gebeurt als je uit het Circadiaans ritme leeft

Als het goed is, begrijp je nu dat het circadiaans ritme niet zomaar iets is. Elke dag van ons leven wordt er door geleid. Je vraagt je misschien af wat er gebeurt als je jouw persoonlijke ritme minder serieus neemt. Ten eerste zal dit voor jezelf een stuk minder prettig zijn. Als je lichaam zich presenteert met afwisselende optimale omstandigheden gedurende de dag, waarom zou je hier dan niet dankbaar gebruik van maken? Je kunt natuurlijk altijd beter met de stroom mee zwemmen. Ten tweede bestaan er een aantal serieuze gezondheidsrisico's aan de hand van consistent uit je ritme leven. 

De gezondheidsrisico's wanneer je uit je circadiaans ritme leeft

In sommige situaties is het gewoonweg onmogelijk om in je ritme te blijven. Denk bijvoorbeeld aan werknemers die nachtdiensten moeten draaien of piloten die de hele wereld over vliegen. Zoals gezegd zijn deze vormen van asynchroniteit niet zonder risico's. Er is uitgebreid onderzoek gedaan met ratten en muizen die op wat voor een manier dan ook uit hun circadiaans ritme leefde. Ze werden ofwel gevoerd op afwijkende tijden of konden niet op consistente momenten gaan slapen. Het blijkt dat deze dieren verhoogd vatbaar zijn voor een heel aantal ziekten. Denk aan hart- en vaatziekten, diabetes type II, neurodegeneratieve aandoeningen, maar ook verschillende soorten kankers. Bovendien lijken psychiatrische aandoeningen zoals depressie een sterk verband te hebben met het circadiaans ritme. 

In het kort

Na het lezen van dit artikel ben je op de hoogte van de werking van het circadiaans ritme en de gevolgen hiervan. Je weet dat praktisch elke cel in ons lichaam wordt aangestuurd door CLOCK-genen. Zij zorgen ervoor dat inwendige processen aan de hand van hun eigen ritme opstarten en weer afbreken. Alle inwendige klokken staan onder controle van de cellen in de Suprachiasmatische Nucleus. Deze kan aan de hand van daglicht het ritme corrigeren. Wanneer je weet dat zo een beetje elk proces in je lichaam een ritme volgt, kun je hier gebruik van maken door je gedrag hierop af te stemmen. Ga je consistent tegen het ritme in, dan kan dit op lange termijn gezondheidsrisico's met zich meebrengen. 

Bronnen

    1. Gnocchi, D., & Bruscalupi, G. (2017). Circadian Rhythms and Hormonal Homeostasis: Pathophysiological Implications. Biology, 6(1), 10. https://doi.org/10.3390/biology6010010
    2. Blume, C., Garbazza, C., & Spitschan, M. (2019). Effects of light on human circadian rhythms, sleep and mood. Somnologie : Schlafforschung und Schlafmedizin = Somnology : sleep research and sleep medicine, 23(3), 147–156. https://doi.org/10.1007/s11818-019-00215-x
    3. Bernard S, Gonze D, Cajavec B, Herzel H, Kramer A (April 2007). "Synchronization-induced rhythmicity of circadian oscillators in the suprachiasmatic nucleus". PLoS Computational Biology." doi:10.1371/journal.pcbi.0030068
    4. Rosenwasser AM, Turek FW. Neurobiology of Circadian Rhythm Regulation. Sleep Med Clin. 2015;10(4):403-412. doi:10.1016/j.jsmc.2015.08.003
Reactie plaatsen
We maken gebruik van cookies!