24-uursritmen blijken steeds invloedrijker


Prof.dr. Joke Meijer
De genen die de biologische klok aansturen beïnvloeden de kans op depressieve verschijnselen sterk, zo toonde prof.dr. Joke Meijer onlangs met haar onderzoeksgroep aan. Vandaag, 12 februari 2008, hield ze haar oratie. Daarin vertelde ze hoe het onderzoek naar de biologische klok en 24-uursritmen steeds meer licht werpt op maatschappelijke en medische vragen.

Joke Meijer is hoogleraar neurofysiologie in het LUMC, en autoriteit op het gebied van de biologische klok. Haar devies: de biologische klok moet niet in isolatie moet worden bestudeerd, maar in interactie met de rest van de hersens en met de buitenwereld.

Anticiperende werking
Voordat 's ochtends de wekker gaat begint ons lichaam zich al voor te bereiden op de naderende dag. Bloeddruk en temperatuur gaan omhoog, en verschillende hormoonspiegels, zoals die van cortisol, stijgen. Dat is het werk van onze biologische klok, die een anticiperende werking heeft, en in het hele lichaam processen in gang zet. Biochemisch is iemand 's ochtends 'een ander mens' dan 's avonds.

Hartaanvallen
De gevolgen daarvan zijn groot. Ook ziektebeelden vertonen bijvoorbeeld een 24-uurs patroon. Zo treden 7 van de 10 hartaanvallen op tussen 6.00 en 10.00 uur 's ochtends, en is de kans op een astma-aanval 's nachts 100 maal zo groot als overdag. De expressie van 10% van onze genen vertoont een 24-uursritme. Een recente hypothese is dat geneesmiddelen op het ene moment van de dag een sterker effect hebben dan op het andere. Die hypothese lijkt bevestigd te worden. Toediening van medicijnen tegen eierstok- en darmkanker op het juiste moment van de 24-uurscyclus heeft al geleid tot een sterke vermindering van bijwerkingen, zo vermeldt Meijer.

Depressies
Een veelbelovend onderzoeksterrein is de relatie tussen de werking van de biologische klok en depressies. Dat er een verband is tussen endogene depressies en de werking van de biologische klok is al tientallen jaren bekend; bij depressieve patiënten is een groot aantal ritmen in het lichaam verstoord, en 90% van hen heeft slaapstoornissen. Maar sinds in 2007 verschillende genen zijn geïdentificeerd die de biologische klok aansturen, kan onderzocht worden of er echt een oorzakelijk verband is tussen stoornissen in 24-uursritmen en depressiviteit. Het is een onderzoekslijn die Meijer dan ook verder wil uitwerken. Haar onderzoeksgroep heeft recent al aangetoond dat klokgenen de kans op depressieve kenmerken sterk beïnvloeden.

Slecht slapende ouderen
Wat Meijer ook steeds beter gaat begrijpen, zo zegt ze in haar oratie, is waarom ouderen 's nachts slecht slapen. Het komt niet doordat ze overdag vaak in slaap vallen. Het omgekeerde is ook niet waar: dat ze overdag veel slapen door het slaaptekort dat ze 's nachts oplopen. De oorzaak is fysiologisch, weet Meijer nu: de signalen van de biologische klok om 's nachts in slaap te vallen en om overdag wakker te blijven vlakken af bij oudere mensen. Ze hoopt dat haar onderzoek naar de communicatie tussen de verschillende klokcellen zal leiden tot een betere aanpak van deze slaapproblemen. Oudere werknemers ondervinden ook meer nadelige gevolgen van ploegendiensten dan jongere, voor wie ploegendiensten ook al een risico voor de gezondheid vormen.

Zeealg
De biologische klok is een klompje van 20.000 zenuwcellen in de hypothalamus. De klok is heel vroeg in de evolutie ontstaan als aanpassing aan gevolgen van de draaiing van de aarde om zijn eigen as en om de zon. Een eencellige lichtgevende zeealg ontwikkelde hem. 's Nachts leeft deze alg aan het zeeoppervlak, maar voor zonsopgang neemt hij, gewaarschuwd door zijn biologische klok, de wijk naar de diepte, omdat hij de ultraviolette zonnestralen niet kan verdragen.

Genetische basis
Sinds de klok in 1972 werd ontdekt, is er wereldwijd enorm veel onderzoek naar gedaan. In 1982 werd bij fruitvliegen de eerste aanwijzing gevonden dat de klok een genetische basis heeft. In hetzelfde jaar toonde Leids onderzoek aan dat de cellen van de klok ook buiten het lichaam een ritme produceren.

Lichtinformatie
Dit betekent niet dat losse cellen het werk van de klok kunnen overnemen. Juist de interacties tussen vrij simpele klokcellen maken complexe vermogens van de klok mogelijk, zoals de kunst om daglengtes te herkennen in verschillende seizoenen, zo liet Meijer de afgelopen jaren zien. In 1994 toonde haar groep daarnaast aan dat de neurotransmitter glutamaat lichtinformatie doorgeeft van het oog naar de biologische klok. In 2003 werd een nieuw fotopigment ontdekt in het netvlies, dat een belangrijke rol speelt bij dat proces.

Modelterrein
Een locatie die exact bekend is, een goed meetbare in- en output, het zijn zaken waar veel hersenwetenschappers die onderzoek doen naar complexe zaken als intelligentie en geheugen alleen maar van kunnen dromen. Het onderzoek naar de biologische klok is dan ook een soort modelonderzoeksterrein geworden voor de neurowetenschappen, aldus Meijer. De organisatie van de klok zelf, met zijn directe input en output, heeft zeer veel aandacht gekregen. 'Maar het gebied is nu ook rijp voor een bredere blijk, en staat meer dan voorheen open voor medische en maatschappelijke vraagstukken waar 24-uursritmen mogelijk een rol bij spelen.'

Links

(12 februari 2008/HP)