Interview Prof.dr. Wop Rietveld

Weinig onderwerpen uit de fysiologie overtreffen de biologische ritmen van de mens als boeiend gespreksonderwerp. De relatie tussen voeding en onze biologische klok is daarvan slechts één onderdeel. Zouden we daar meer over weten, dan zou dat bijzonder welkom zijn... Om te beginnen voor nachtwerkers en luchtreizigers met jetlag.

De wetenschappelijke belangstelling van Prof.dr. Wop Rietveld (1937), emeritus hoogleraar Fysiologie van de Universiteit Leiden, gaat in eerste instantie uit naar de werking van zintuigen en het zenuwstelsel. In het bijzonder is Rietveld geïnteresseerd in de manier waarop de biologische klok die werking beïnvloedt. Sinds hij in 2002 met emeritaat ging, houdt hij zich met name bezig met het informeren van de samenleving over ontwikkelingen in de bio(medische)wetenschappen. Voor deze Nieuwsbrief ontleedt Rietveld de biologische klok met de precisie van een horlogemaker.

Biologische ritmen spelen een belangrijke rol in ons leven. Hoe werkt het fenomeen van de bioritmiek?

"Voor de begripsvorming spreek ik altijd over biologische ritmiek of centrale biologische klok in plaats van bioritme. Bij bioritme denken de meeste mensen toch aan die populaire internetsites waarop je je goede en slechte dagen zou kunnen berekenen. Allemaal flauwekul. De biologische ritmen van de mens gaan over de centrale klok in de hersenen van de mens.

Vier à vijf miljard jaar geleden ontstond het eerste leven op aarde. Dit was een structuur die a) in stand bleef, en b) die zich kon reproduceren. Biologisch gezien is dat de kern van het leven; de rest is toeters en bellen. Om te kunnen (over)leven heeft een mechanisme voortdurend energie nodig. Dat geldt zowel voor de eencellige uit het begin van onze evolutie, als voor de mens. Dat is nooit anders geweest. De mens neemt energie tot zich en gebruikt die energie om in leven te blijven.

Die eerste vormen van leven ontstonden op een aardbol met tal van geofysische veranderingen, ofwel transformaties in de natuur. Je had de 24-uurs rotatie van de aarde, de getijden eb en vloed, de maanritmen van 28 dagen en de opeenvolging van seizoenen. Allemaal ritmen die steeds terugkwamen.

Wat je ziet is dat de levende systemen zich voortdurend aanpassen aan die ritmes om te kunnen overleven. Dus op het moment dat de zon gaat verdwijnen, zal een levend wezen energievoorraden opslaan. Zodat hij ook kan overleven als het donker is. In elk organisme zie je die basisritmes terug, het ene ritme wat duidelijker dan het andere. De getijdenritmes zie je bijvoorbeeld niet meer terug – we zijn immers geen strandkrabben meer maar mensen – maar de seizoensritmes en 24-uurs ritmes zie je nog wel. Die ritmes uit de natuur zijn als het ware ingebouwd in onszelf, als een biologische klok. Onze biologische ritmes zijn die ritmes die een tegenhanger hebben in de natuur."

Het ritme van de 24-uurscyclus is het duidelijkst zichtbare ritme in de levensstijl van de mens. Welke rol speelt voeding binnen dat ritme?

"De ritmes uit de natuur zijn zó belangrijk binnen onze evolutie dat ze zijn vastgelegd in onze genen. De genen die verantwoordelijk zijn voor het genereren van ons 24-uurs ritme, noemt men klokgenen. We hebben er een stuk of vijf, zes, en ze functioneren als timer. Een timer die afgaat wanneer je slaap hebt, wanneer je honger krijgt enzovoort.
Men is die klokgenen overigens ooit op het spoor gekomen door onderzoek naar de effecten van de maanlanding in het Kennedy-tijdperk. In die tijd was ook de moleculaire biologie sterk in opkomst. Die twee aspecten leidden tot een stroom van onderzoeken naar en publicaties over de biologische klok die tot in onze huidige tijd voortduurt. Bij één van de eerste experimenten, waarbij een student van tijd geïsoleerd werd, ontdekte men dat de dag/nachtritmiek van de mens niet precies 24 uur is, maar meer rond de 25 uur ligt. Onze interne klok moet dus elke dag één uur achteruit gezet worden. Dat is wat we circadiane ritmiek noemen, letterlijk: omstreeks één dag.

De mens behoort tot de dagdieren. Dagdieren hebben van nature een langere dag/nachtcyclus dan bijvoorbeeld nachtdieren, die wel veel meer tegen de 24 uur aanzitten. Een ritme van precies 24 uur bestaat niet, ook al weet niemand waarom. Maar goed, binnen dat ritme van die 24 uur gebeurt er een heleboel met een mens. Men waakt en slaapt volgens een vast patroon en met eet en drinkt ook volgens een min of meer vast patroon. Het enige onderscheid van belang dat in dit soort experimenten ontdekt is, is het onderscheid tussen ochtendmensen en avondmensen. Een ochtendmens heeft een klok die 's ochtends meteen omhoog gaat en een avondmens heeft een klok die wat langzamer op gang komt. Zowel ochtend- als avondmensen hebben wel dezelfde 'min of meer' 24-uurs klok, alleen lijkt het er op dat de klok van ochtendmensen wat sneller tikt dan die van avondmensen. Een klok die blijft tikken doordat je energie, voeding, tot je neemt. Doe je dat niet, dan ga je dood."

Voeding is energie. Welke rol speelt voeding binnen de externe factoren die onze biologische ritmiek bepalen?

"Het belang van voeding ten aanzien van je biologische klok is om ervoor te zorgen dat je goed voedsel én voldoende voedsel tot je neemt. Daar beginnen de problemen. Voldoende voedsel is namelijk op veel plekken op aarde een groot probleem; bij ons in het Westen is er juist eerder te veel voedsel, met overgewicht tot gevolg. Over wat vervolgens goede voeding precies inhoudt, is men het nog steeds niet eens. Die inzichten veranderen voortdurend.

De ritmes in onszelf moeten gesynchroniseerd worden met de buitenwereld. Daar gebruikt de mens een aantal signalen voor, zoals licht (en donker) en het tijdstip van de maaltijd. Vrij recent is ontdekt dat licht sterk werkt op onze centrale klok in de hersenen. Maar we hebben ook een heleboel perifere klokjes, gewoon in al onze cellen, in al onze weefsels. En die perifere klokjes staan juist weer sterk onder invloed van voeding. Ik geef toe, ik heb er jarenlang niet aan gewild, maar het is bewezen dat je met voeding een boost kunt geven aan je biologische ritmes. Maar hoe dat precies werkt, dat is men nog aan het uitzoeken. Welke signalen levert voeding? Komen er bij eten en drinken signaalmoleculen los? Ligt het mogelijk aan de tijdstippen waarop je eet en drinkt? Allemaal vragen die nog beantwoord moeten worden."

Biologische ritmes spelen zich af in een repeterend systeem van 24 uur. Is dat systeem voor elk mens hetzelfde of zijn je biologische ritmes uniek?

"Voor elke actie die de mens bewust of onbewust onderneemt is een optimaal tijdstip binnen dat 24-uurs ritme gereserveerd. Want denk niet dat alles stilligt op het moment dat je gaat slapen. 's Nachts spelen zich veel herstelprocessen in je lichaam af. Die hebben ook hun ritme. Groeihormonen, van belang voor groei en herstel van weefsels, pieken 's nachts. Stresshormonen zoals cortison hebben een geweldige piek net voordat je wakker wordt. Dat betekent dat we een heel merkwaardig complex systeem hebben, een systeem wat inderdaad voor elk mens uniek is. De een is ingesteld op veel slaap, de ander op weinig. De een kan eten wat hij wil, de ander komt bij wijze van spreken van de lucht van voedsel al aan. Iedereen heeft zijn persoonlijke instelwaardes.

De mens is over het algemeen dan ook het best te vergelijken met een vergaarbak van alle mogelijke ritmes. Een soort orkestbak, waar de centrale klok als een soort dirigent voor staat, om te bepalen wanneer wie zijn partij mag spelen. Je moet dus zowel je interne processen op een rijtje hebben, als goed zijn afgestemd op de ritmes van de natuur. Interne én externe afstemming: ik noem het vaak een wonder dat het goed gaat met dat 24-uurs ritme van ons!"

Het biologische ritme van de mens kan ook verstoord worden. Zo zijn er mensen die 's nachts werken in plaats van slapen. Hoe werkt deze verstoring van hun bioritme?

"Nachtdiensten draaien is in feite een grove verstoring van je normale 24-uurs ritme. Op een tijd waarop je geacht wordt te slapen, ga je werken. Net een dagdier dat nachtdier probeert te zijn. Dat doet iets met je. Helaas niet zo veel positiefs, aangezien bewezen is dat mensen die vaak en over een langere periode nachtdiensten draaien, een groter risico lopen op overgewicht, diabetes mellitus type II en hart- en vaatziekten. Bij vrouwen komt daar een groter risico op borstkanker bij. Hier ligt een complex van oorzaken aan ten grondslag maar het komt er in feite op neer dat tal van herstelprocessen in de nachturen van onze 24-uurscyclus hun werk niet kunnen doen. Simpelweg doordat je actief bent in plaats van rust. Het wegvallen van de reguliere beschermingsprocessen veroorzaakt gaten in de natuurlijke bescherming van de mens. Met een verhoogd risico op ziekten en narigheid tot gevolg. Het fabeltje dat nachtwerkers dik worden door een gebrek aan reguliere maaltijden en de neiging tot snacken is hiermee gedegradeerd tot een onbeduidend neveneffect.

Er wordt momenteel veel onderzoek gedaan naar de ontregeling van onze biologische klok. Bijvoorbeeld naar de effecten van slaaptekort. Ieder mens heeft nu eenmaal een bepaalde hoeveelheid slaap van een goede kwaliteit nodig, en slaapderivatie stuurt je hele klokmechanisme in de war."

Een andere vorm van verstoring van het biologische ritme is jetlag, een gevolg van het vliegen naar een andere tijdszone. Hoe werkt deze verstoring?

"Wat hierbij gebeurt is dat de omgevingsritmes (bijvoorbeeld dag en nacht) van de nieuwe locatie zo verschillen van de normale omgevingsritmes waar jouw 24-uurs ritme op afgestemd is, dat je ernstig van slag raakt. De synchronisatie met de buitenwereld is dan verstoord. Daar moet je als mens vreselijk aan wennen. Als ik naar Japan vlieg, gebruik ik allerlei signalen om mijn interne klok gelijk te zetten met daar. Ik pas me zo snel mogelijk aan aan mijn nieuwe omgeving: ik ga slapen wanneer zij slapen, ik eet wanneer zij eten, ik ga overdag de buitenlucht in, ik zorg voor voldoende lichamelijke en sociale activiteiten – eigenlijk zelfs nog een beetje intenser dan normaal. Wat je in feite doet is je interne klok bombarderen met synchronisatiesignalen van de nieuwe omgevingstijd. Een andere mogelijkheid is om je interne klok medicamenteus te verzetten. Dat kun je doen met behulp van melatonine. Die stof is van nature in ons lichaam aanwezig en vertelt ons wanneer het nacht wordt. Onze centrale klok heeft geweldig veel melatonine-receptoren dus wanneer je een extra shot van 5 milligram tot je neemt een half uur voordat het bedtijd is, dan denkt je centrale klok van 'hé, het is nacht'. Je interne klok synchroniseert dus sneller met melatonine."

Veel nachtwerkers proberen vooraf zoveel mogelijk te slapen om slaaptekort te voorkomen en daarmee de nadelige gevolgen van hun nachtdiensten te beperken. Kan voeding dat ook?

"Ja, met een optimale timing en kwaliteit van voeding zou je je biologische ritme moeten kunnen beïnvloeden. Ik verwijs hierbij naar een onderzoek dat in India is uitgevoerd, overigens vanuit een hele andere motivatie. Hierbij werd onderzocht wanneer je het beste kon eten als je maar één maaltijd per dag tot je kon nemen – niet ongebruikelijk in een land waar veel armoede heerst. Het tijdstip waarop je je calorische intake hebt, bepaalt namelijk wat er met die calorieën gebeurt. Dat komt door onze biologische ritmiek. Een vroege maaltijd leidde in dat onderzoek tot gewichtsverlies, een late maaltijd tot een toename van gewicht.

Echter, hoe voeding precies de nadelige gevolgen van biologische ritme-verstoringen zou kunnen beperken, daar is nog weinig gericht onderzoek naar gedaan. Ik weet dat er ooit in de VS eens een anti-jetlag dieet is geweest waar veel belangstelling voor was. Ik meen ten tijde van president Reagan. Enfin, de president, die constant onderweg was in zijn presidentiële jet, werd zo ziek van dit dieet, dat alle subsidies voor onderzoek naar dat dieet acuut werden stopgezet. Einde dieet. Ik weet dan ook niet wat ik hier wetenschappelijk gezien mee aan moet. Koolhydraat of juist eiwitrijk eten bij verstoringen van je biologische ritmes? Er is mij in elk geval nog geen sluitend bewijs bekend voor het voordeel van het één of het ander.

Het enige wat ik tot slot kan zeggen is dit: de mens is nu een eenmaal een dagdier en zou daar eigenlijk zo veel mogelijk naar moeten leven. Zó zijn we biologisch gemaakt. Door ons denkvermogen vastgelegd in de neocortex kunnen we logisch nadenken en ons systeem proberen te beïnvloeden. Maar we zijn en blijven dagdieren met een 24-uurs ritme waar slapen en waken nu eenmaal hun eigen plaats innemen. Het komt in dat kader behoorlijk aanmatigend over om je biologische ritme, wat ontstaan is na een evolutie van circa 5 miljard jaar, naar je eigen behoefte te willen ombuigen."