Een klok voor de dokter

NRC Weekend Zaterdag 27 oktober & Zondag 28 oktober 2012
NRC Weekend Zaterdag 27 oktober & Zondag 28 oktober 2012
8 Wetenschap
9
Maar liefst 80 procent van de mensen loopt gedurende
de week een slaaptekort op. Dat komt door de terreur van de
wekker, zegt onderzoeker Till Roenneberg. “We moeten af van
het taboe op uitslapen.”
B I O LO G I E
Sander Voormolen
V
Het is weliswaar niet te verwachten dat
mensen zich helemaal aanpassen aan het
vroege ochtendlicht in de zomer, maar het
is opvallend dat de grafiek rechts onderaan de pagina juist knikt op het moment
van te tijdsverschuiving: vanaf dat weekend in maart worden mensen niet nóg eerder wakker. Wanneer de sociale klok op de
laatste zondag van oktober weer wordt teruggezet naar de ‘normale’ tijd, loopt het
moment van ontwaken op vrije dagen
meteen weer parallel aan zonsopkomst.
Zomertijd is een overbodige, extra onnatuurlijke factor die ons biologische ritme verstoort, zegt Roenneberg. “Dat zomertijd energie bespaart is helemaal niet
bewezen. Er is bovendien vooraf geen enkel onderzoek gedaan naar wat de invoering van zomertijd voor invloed zou hebben op mensen. Maar ik heb nu sterke aanwijzingen dat zo’n uurtje tijdsverschil wezenlijk bijdraagt aan het slaaptekort dat
mensen oplopen. Vooral in het voorjaar
kost het mensen weken voordat zij zich
aan de nieuwe opgelegde tijd hebben aangepast.”
raag Till Roenneberg niet wat hij
vindt van het uur tijdsverschil
tussen zomer en winter, want
dan moet je geheid een heftige
scheldkanonnade aanhoren over politici
die het ooit in hun hoofd haalden zomertijd in te voeren omdat het economisch
voordeel zou brengen. Of vraag het hem
juist wel, want dan word je getrakteerd op
een interessant wetenschappelijk college
over waarom het voor mensen zo belangrijk is om naar hun eigen interne biologische klok te luisteren.
Till Roenneberg, hoogleraar medische
psychologie aan de Ludwig-MaximiliansUniversität in München, was eerder deze
maand gastspreker op Lof der Geneeskunst, de jaarlijkse publiekslezing van
het Erasmus MC in Rotterdam. Daar sprak
ook zijn gastheer, de chronobioloog Bert
van der Horst (zie kader). Mensen luisteren niet naar hun biologische klok, betoogden Roenneberg en Van der Horst
eensgezind, en dat gaat ten koste van hun
gezondheid.
De klok een uurtje verzetten, wat maakt
dat nou uit? Heel veel, briest Roenneberg.
Het punt is, zegt hij, dat mensen met hun
slaap- en waakritme (op vrije dagen) van
nature meebewegen met de zonsopkomst. In de winter gaat dat keurig, maar
zodra de zomertijd wordt ingevoerd, bewegen mensen niet meer mee.
Slaapgegevens
Roenneberg baseert zich op een omvangrijke databank, waarin hij inmiddels via
online enquêtes de slaapgegevens van
honderdduizenden mensen heeft verzameld. Deze zogeheten Munich Chrono-
Weg met
de wekker
type Questionnaire levert een schat aan
nieuwe kennis op. Door de grote aantallen
kan er goede statistiek op worden losgelaten en komen de onderliggende patronen
aan de oppervlakte.
Zo blijkt bijvoorbeeld dat mensen in
het oosten van Duitsland eerder wakker
worden dan in het westen, waar de zon
ruwweg drie kwartier later opkomt. Of
dat inwoners van grote steden structureel
later opstaan dan mensen in kleine plaatsen. Het zijn van die feitjes die iedereen
wil weten. Roenneberg verzamelde ze in
een populair-wetenschappelijk boek over
zijn onderzoek, dat deze maand verscheen in Nederlandse vertaling, Het innerlijke uurwerk: alles over onze bioritmes.
Uit het onderzoek van Roenneberg
blijkt ook dat de spreekwoordelijke ochtendmensen en avondmensen daadwerkelijk bestaan. Verschillende chronotypes, noemt hij het, waarbij vroege vogels
vroeg naar bed gaan en vroeg opstaan en
nachtbrakers laat naar bed gaan en langer
uitslapen. “Maar het is natuurlijk niet zo
zwart-wit dat er maar twee chronotypes
bestaan”, zegt Roenneberg. “Dat zijn de
extremen, maar daartussen ligt een heel
continuum, net zoals je de verschillen in
lichaamslengte van mensen niet kunt indelen als dwergen en reuzen.” De verschillen staan duidelijk in de grafiek linksonder. “De spreiding volgt een normale verdeling, waarbij bij 60 procent van de bevolking het midden van de slaap ligt tussen half vier en half zes ’s nachts.”
Iemands biologische ritme wordt ten
eerste bepaald door genetische aanleg.
Daar bovenop geeft de licht-donkercylcus
van dag en nacht een prikkel waarop de biologische klok zich instelt. Maar heel onverwacht blijkt uit Roennebergs onderzoek naar slaapgedrag dat ook iemands
leeftijd en geslacht van invloed is op het
chronotype.
Roenneberg: “Er blijkt een natuurlijke
verschuiving in het chronotype op te treden naarmate mensen ouder worden.
Kleine kinderen worden, zoals de meeste
jonge ouders zullen herkennen, heel
vroeg wakker. Maar het ontwaken gebeurt steeds later tot het een piek bereikt
in de puberteit. Pubers blijven dus niet
lang in bed liggen omdat zij opstandig
willen zijn, maar dat is hun natuurlijke
ritme! Als volwassene worden we geleidelijk aan weer van een steeds vroeger chronotype. In die hele ontwikkeling zijn
vrouwen over het algemeen vroeger dan
mannen.”
Sociale jetlag
Chronotypes worden geboren. Er iets aan
veranderen door training lukt volgens
Roenneberg niet. In plaats daarvan negeren we onze natuurlijke ritmes op grote
schaal, zegt hij, met als gevolg dat 80 procent van de mensen een slaaptekort oploopt tijdens de werkweek. “Dat komt
door de terreur van de wekker, die bepaalt
wanneer wij opstaan, in plaats van onze
interne biologische klok. Ik noem dit een
sociale jetlag. Vooral de late chronotypes
krijgen minder slaap tijdens werkdagen
omdat ze telkens tegennatuurlijk vroeg
moeten opstaan. Het is net alsof ze in verschillende tijdszones leven tijdens werkdagen en in het weekend, zo groot is het
verschil in het tijdstip van wakker worden. Het slaaptekort dat zij gedurende de
werkweek oplopen, moeten zij in het
weekend weer inhalen.”
De sociale jetlag die van maandag tot
vrijdag erger wordt, heeft ernstige maatschappelijke gevolgen, zegt Roenneberg.
Slecht uitgeruste mensen veroorzaken
meer ongelukken en zijn over het algemeen onvriendelijker tegen hun medemensen. Bovendien is het slecht voor hun
gezondheid. Mensen gaan meer roken en
Gedreven klokwetenschappers
Till Roenneberg (1953) studeerde zoölogie, genetica en biochemie.
In 1983 promoveerde hij op het visuele systeem van zoogdieren.
Als postdoc bij Harvard University onderzocht hij het circadiane
systeem van eencellige algen. Sinds 1998 leidt
hij het centrum voor chronobiologie aan de medische faculteit van de LMU in München.
Bert van der Horst (1956) studeerde biologie en promoveerde in
1993 als celbioloog aan de Erasmus Universiteit. Als postdoc ontwikkelde hij muismodellen van genetische defecten die leiden tot
een verstoorde DNA-reparatie. Toen hij daarbij in 1999 bij toeval op
twee klokgenen stuitte, liet de chronobiologie hem niet meer los.
In 2007 werd hij hoogleraar chronobiologie en gezondheid.
meer alcohol en koffie drinken. Het is hun
strategie om met de sociale jetlag om te
gaan. Slaaptekort kan bijdragen aan overgewicht, diabetes en kanker.”
Een causaal verband is er nog niet gevonden. Maar het is wel belangrijk want
de biologische klok beïnvloedt de stofwisseling, cognitie, maar ook ziekten als kanker en obesitas. Dat maakt het des te
vreemder dat dit onderzoek naar iets wat
zo fundamenteel is pas nu op gang komt.
Waarom doen we het niet anders? Vroeg
opstaan om op tijd op je werk te zijn is in
de moderne 24-uurseconomie eigenlijk
niet meer nodig, betoogt Roenneberg, die
zelf geen wekker meer gebruikt. “We komen uit een agrarische cultuur, waarin
veel werk vroeg in de morgen gedaan
moest worden. Die oude moraal bestaat
nog steeds: iemand die vroeg aan het werk
gaat, is goed bezig. Mensen die laat opstaan worden gezien als lui. Maar tegenwoordig gaat dat niet meer op; iemand die
laat begint kan uiteindelijk op een dag wel
meer verzetten dan iemand die vroeg uit
de veren is. De indruk bestaat dat late
chronotypes langer slapen, maar dat is een
misverstand: er zijn evenveel lang- en
kortslapers onder vroege en late chronotypes. Het wordt hoog tijd dat we het taboe op uitslapen doorbreken.”
Slaapbehoefte
Aan de andere kant kan er met de nieuwe
kennis ook meer begrip komen voor mensen die vroeg naar bed gaan, en daardoor ’s
avonds liever niet mee gaan uit eten of
naar de film. Die krijgen nu vaak het verwijt weinig sociaal te zijn, maar het is hun
biologische behoefte. Hoeveel slaap iemand nodig heeft, is eveneens een persoonlijke eigenschap. Er zijn mensen die
met minder dan vijf uur slaap toe kunnen,
anderen hebben meer dan tien uur nodig
om goed uit te rusten.
“Accepteer dat je niet gemiddeld bent”,
zegt Roenneberg. “Mijn boodschap is:
neem de lichaamstijd serieus. Als je die negeert, word je ziek. Hoe dom konden we
zijn? Geen stamhoofd in de oertijd zou het
in zijn hoofd gehaald hebben een vroeg
chronotype ’s nachts op wacht te zetten.
Onze maatschappij kan nog zo geavanceerd zijn, we staan niet boven de evolutie.”
Mensen zouden er zelfs rekening mee
moeten houden bij hun beroepskeuze, en
Roenneberg heeft de indruk dat zij dat
soms onbewust al doen. “Onder onderwijzers kom je bijvoorbeeld erg weinig late
types tegen, om acht uur staan ze al voor
de klas.” En als bedrijven er rekening mee
houden, zal hetzelfde personeel meer productie leveren en zal ook de arbeidsvreugde toenemen. “Vroege en late chronotypes
onder chirurgen en fabrieksarbeiders
kunnen elkaar afwisselen. Als de een niet
optimaal is op een bepaald moment van
de dag, dan is er altijd iemand anders die
dat wel is. In de 24-uurseconomie is het
een voordeel dat niet iedereen hetzelfde
is.”
Roenneberg wil als wetenschapper die
de slaap onderzoekt eigenlijk liever niet
onthullen van welk chronotype hij zelf is.
“Dan zullen mensen mij meteen vooringenomenheid verwijten”, vreest hij. Maar
even later laat hij toch doorschemeren dat
hij van het late type is, als hij vertelt dat
het chronotype ook iemands gemoedstoestand kan bepalen gedurende de dag. “Ik
kan ’s ochtends de krant lezen zonder veel
emotie. Maar als ik hetzelfde nieuws ’s
avonds lees, maak ik me vaak kwaad over
de domme acties van politici of onrecht in
de wereld. We zijn totaal verschillende
mensen op verschillende momenten van
de dag. Als we daar meer rekening mee
zouden houden, zouden er minder ongelukken gebeuren, daarvan ben ik overtuigd.”
Iedereen kan meedoen aan het slaaponderzoek van Till Roenneberg via de online
enquête van de Chronotype Study op thewep.org. Lof der Geneeskunst terugkijken
kan op http://nrch.nl/k52
Vooral een laat chronotype loopt tijdens de werkweek een slaaptekort
op. Op vrije dagen slaapt hij daarom veel langer uit
Werkdagen ma
Weekend
zo
ma
zo
ma
zo
ma
zo
ma
zo
ma
Gemiddeld slapen we rond de acht uur per etmaal,
maar er zijn zelfs mensen die met vijf uur kunnen volstaan
25
zo
18:00u
02:00
06:00
10:00
14:00
18:00
15
10
4 uren
5
6
7
8
9
10
11
12
December
Vroege en late chronotypes verschillen in het tijdstip
waarop het midden van hun slaap valt
16
14
Juni
12
Zomertijd
0
Wintertijd
In de wintertijd loopt het tijdstip van opstaan in de
pas met de zonsopgang, maar zodra de zomertijd
ingaat, verdwijnt dat verband
5
% bevolking
22:00
10
8
6
4
December
5:00u
6:00
7:00
Europese standaardtijd
2
0
W.tijd
% bevolking
20
0:00u
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00 11:00 12:00
8:00
9:00
10:00
Zon op in
Midden-Europa
NRC 271012 / RB / Bron: Roenneberg; Het Innerlijke Uurwerk / Foto: Corbis
Een klok voor
de dokter
De timing bepaalt de effectiviteit
en bijwerkingen van medicijnen,
verwacht Bert van der Horst.
M
uizen die overdag een injectie met cyclofosfamide krijgen, overleven,
maar muizen die ’s nachts dezelfde dosis
van dezelfde stof krijgen, gaan dood.
Ziedaar het dramatische effect dat de interne biologische klok kan hebben op hoe
het lichaam reageert op medicijnen en gifstoffen. Cyclofosfamide wordt onder meer
gebruikt als chemotherapie tegen kanker.
Bert van der Horst, hoogleraar chronobiologie en gezondheid, vindt het eigenlijk
niet meer dan logisch dat de timing zo cruciaal is voor de reactie van cellen en het lichaam. “Na de ontdekking van de centrale
biologische klok die zetelt in de hersenen
en die reageert op daglicht, is de laatste tien
jaar gebleken dat alle cellen in het lichaam
een intern biologisch uurwerk hebben.”
Dat uurwerk bestaat uit zogeheten klokgenen, die elkaar ritmisch aan- en uitzetten. Ze beïnvloeden de activiteit van de cel.
Naar schatting 10 procent van alle genen in
het DNA volgt het ritme van de klokgenen.
Biologisch is het zeer relevant dat cellen
“tijdsgevoel” hebben, zegt Van der Horst.
Daardoor is ons lichaam voorbereid op wat
komen gaat, en wordt de activiteit van de
verschillende organen op elkaar afgestemd.
Het ritme van de cellen en organen weerspiegelt zich in het 24-uursritme van onder
meer de lichaamstemperatuur, spijsvertering en bloeddruk.
Van der Horst ontwikkelde een test waarmee hij kan bepalen “hoe laat het is in de
cel”, oftewel in welke fase van de biologische dag de cel zich bevindt. Daarmee kan
hij zien dat cellen die net uit het lichaam
komen, allemaal in hetzelfde ritme zitten.
Begrijpelijk, want ze worden in het lichaam
allemaal ‘gelijkgezet’ door de centrale biologische klok in de hersenen. Maar naarmate cellen langer in kweek zijn, gaan hun ritmes wijd uiteen lopen.
Dat is niet triviaal, zegt Van der Horst.
“Het betekent namelijk dat deze cellen onderling behoorlijk uit de pas lopen in hun
genactiviteit, een verschil van soms wel
honderden genen. Het betekent ook dat
standaardtests waarmee toxicologen bepalen hoe gekweekte cellen op chemische stoffen reageren, een gemiddelde van de reacties laten zien. Omdat alle klokken nu door
elkaar lopen, valt niet meer op dat de ene cel
mogelijk veel gevoeliger is dan de andere,
afhankelijk van de fase waarin hij zit.”
En dan is er nog iets anders, zegt Van der
Horst. “Veel dierproeven die zijn bedoeld
om de giftigheid van chemische stoffen vast
te stellen, zijn tijdens kantooruren gedaan,
omdat het de onderzoekers makkelijk uitkwam. Maar een muis is een nachtdier, en
zit dus in precies het omgekeerde ritme. Dit
soort proeven moet dus eigenlijk gedaan
worden op het moment dat de muis actief
is: ’s nachts. Hoe verschillend de uitkomst
kan zijn, zagen we al met cyclofosfamide.”
De Rotterdamse hoogleraar verwacht
veel van zogeheten chronotherapie. Als artsen het tijdstip van toedienen van een medicijn afstemmen op de biologische klok van
een patiënt, zouden geneesmiddelen effectiever kunnen worden, met minder bijwerkingen, denkt hij. “Er is door artsen heel
lang sceptisch tegenaan gekeken. Bioritme,
dat was iets van het alternatieve circuit.
Maar nu duidelijk is dat de biologische klok
grote invloed heeft op alle cellen in het lichaam, kun je je er wel wat bij voorstellen.
“Er is bijvoorbeeld ontdekt dat cellen in
het lichaam niet delen op willekeurige momenten, maar rond een vast tijdstip. Maar
dat geldt niet voor woekerende tumorcellen, die zijn hun ritme kwijt en delen voortdurend. Als je nu chemotherapie geeft op
het moment dat normale lichaamscellen
niet delen, hebben patiënten misschien
minder last van bijwerkingen.”
Samen met internist-oncoloog Ron Mathijssen neemt Van der Horst nu de proef op
de som met kankerpatiënten die behandeld
worden met tamoxifen. Tot nu toe kunnen
patiënten zelf bepalen wanneer zij het medicijn slikken, maar Mathijssen onderzoekt
nu of het uitmaakt of tamoxifen om acht
uur ’s ochtends of om acht uur ’s avonds
wordt ingenomen.