We richten ons leven in op het ritme van de dag en de nacht, en het licht en donker dat daarbij hoort. De meeste mensen slapen in het donker en zijn actief als het licht is. Toch is het door de eeuwen heen steeds makkelijker geworden om ook 's nachts actief te zijn: door de uitvinding van kunstlicht is het mogelijk om ook 's nachts te lezen, werken en leven.
Wat doet dit nieuwe ritme met ons? Anneloes Opperhuizen, onderzoeker en projectmanager van het BioCLock Consortium vertelt je er meer over.
Iedere dag draait de Aarde een rondje om haar as, waardoor de zon op ons schijnt voor ongeveer de helft van de dag, en tijdens de andere helft van de dag zitten wij in het donker en is het voor ons dus nacht. Dit gebeurt iedere dag, maar toch geeft het ‘beleven’ van een zonsopkomst of zonsondergang veel mensen een soort van vakantiegevoel; een ultiem moment van genieten en alleen maar stil hoeven zijn en kijken naar de kleuren die zich ontvouwen. Dit is niet alleen maar mooi, het is ook nog eens heel goed voor ons. De voorspelbare herhaling van de zonsopkomst en zonsondergang en dus de verlichting en verduistering van onze plek op Aarde, heeft een bijzonder verschijnsel opgeleverd in ons lichaam. In alle vormen van leven bestaat er namelijk een biologische klok; een systeem in ons lichaam dat allerlei dag- en nachtritmes creëert en aanstuurt en die lopen synchroon met licht en donker. Het zijn ritmes in gedrag en lichaamsprocessen, denk bijvoorbeeld aan wanneer we slapen maar ook onze hormoonregulatie, afweersysteem, concentratievermogen, lichaamstemperatuur, pijngrens, cognitieve en motorische vaardigheden, bloeddruk en zelfs ons charisma werken met een dag- en nachtritme. Dit betekent dat deze en vele andere processen en gedragingen op sommige momenten van de dag actief of aanwezig zijn, en op andere momenten minder actief of zelfs afwezig. Deze biologische klok wordt ook wel circadiane klok genoemd, vernoemd naar de woorden circa (ongeveer) en dies (dag). Een circadiane klok geeft een tijd aan waarbij een cyclus ongeveer een dag duurt, en dit verschilt dus van ritmes die bijvoorbeeld een jaar duren, zoals het voortplantingsgedrag in bepaalde diersoorten of de winterslaap.
De circadiane klok werkt alleen goed als hij genoeg licht krijgt. Het binnendringen van licht in ons lichaam, eigenlijk specifiek in onze hersenen, is het belangrijkste signaal voor de klok om goed te functioneren. Onze ogen vangen (zon)licht op en zetten dit om naar een signaal dat onze hersenen begrijpen. Via zenuwbanen worden deze signalen naar een kleine kern gestuurd; dit is de biologische klok die officieel nucleus suprachiasmaticus, afgekort SCN, heet. De SCN bevindt zich middenin de hersenen, op een goed beschermde en strategische locatie. De SCN communiceert vanuit hier met het lichaam via stroompjes over zenuwbanen, maar ook via de bloedsomloop door middel van hormonen. In de cellen van de SCN zit een mechanisme waardoor ze uit zichzelf iedere 24 uur een periode actief zijn en een periode inactief zijn. Dit interne mechanisme, aangestuurd door zogenaamde klokgenen, is een complex maar fascinerend systeem dat behoorlijk nauwkeurig is. Het werkt alleen niet 100% perfect en het duurt bij de meeste mensen iets langer dan 24 uur om een cyclus af te ronden.
Als we volgens dit ritme zouden leven, gaan we iedere dag net wat later naar bed, worden we wat later wakker en schuiven we zo steeds een beetje op. Dat zou dus best onhandig zijn! Om dit niet perfecte ritme recht te trekken, gebruikt de SCN het regelmatig terugkerende zonlicht om zichzelf iedere dag te resetten. Daarmee blijft hij netjes met een 24 uurs ritme doorlopen. We noemen dit synchroniseren; dit is een cruciaal proces om het dag- en nachtritme van alles in ons lichaam goed te laten verlopen. Zonder zonlicht zal de biologische klok dus niet goed synchroniseren, met als gevolg dat lichaamsprocessen niet optimaal zullen verlopen wat weer kan leiden tot gezondheidsproblemen.
Planten, bacteriën, algen, schimmels en alle andere organismen op Aarde bezitten allemaal een vorm van de circadiane klok. De klok is nuttig omdat hij ervoor zorgt dat we ons goed kunnen voorbereiden op wat er komen gaat. Bijvoorbeeld, als we wakker worden moeten we rechtop komen om uit bed te gaan. Hiervoor hebben je spieren een beetje energie nodig, maar moet ook je bloeddruk wat veranderen om te voorkomen dat je flauwvalt als je overeind komt. Je klok weet al dat je wakker gaat worden voordat je echt wakker wordt en weet dus ook al dat je lichaam die activiteiten moet gaan uitvoeren. Daarom geeft hij vlak voordat je ontwaakt een signaal aan je lever om een beetje opgeslagen energie los te laten die je spieren kunnen gebruiken om te bewegen, hij regelt dat je bloeddruk verhoogt om flauwvallen te voorkomen en hij stuwt je hartslag en ademhaling omhoog voor betere zuurstofregulatie. En zo doet de klok dit de hele dag! Hartstikke handig dus, zo’n klok die de rest van ons lichaam helpt om optimaal de dag door te komen.
De biologische klok heeft dus licht nodig om goed te kunnen functioneren, maar niet constant! De regelmatige aanwezigheid van donkerte is juist erg belangrijk voor een gezonde klok. De cellen van de biologische klok werken altijd met een dag- en nachtritme dus de signalen die dit mechanisme aansturen zoals licht en donker, moeten daarom ook ritmisch aanwezig zijn. Onderzoekers zien dit ook in onderzoeken waarbij mensen of dieren altijd in het licht zijn. Hun slaap-waakritme raakt dan ernstig verstoord, hun energiehuishouding werkt slechter en kan het leiden tot mentale problemen. De aanwezigheid, maar ook afwezigheid, van licht zijn dus onmisbaar voor een goede werking van de biologische klok en alle processen die daarbij horen.
“ Slaap is heel belangrijk voor mensen: we slapen ongeveer één derde van ons hele leven! ”
Anneloes Opperhuizen
Door de opmars van kunstlicht is de samenleving steeds meer veranderd in een 24/7 maatschappij, waarbij alles op ieder moment van de dag mogelijk is. We kunnen bijvoorbeeld met een lampje thuis nog tot laat wakker blijven of juist vroeger wakker worden dan ons lichaam zou willen. Een schadelijk gevolg hiervan is dat de biologische klok in mensen en dieren verstoord raakt. Eén van de grootste gezondheidseffecten is het verlies van slaap, in hoeveelheid en kwaliteit. Slaap is heel belangrijk voor mensen: we slapen ongeveer één derde van ons hele leven! Lichtvervuiling in de slaapkamer, door schermen, nachtlampjes en buitenlicht zorgt ervoor dat goed slapen moeilijker wordt. Verlichting in de slaapkamer, al is het nog zo’n klein lampje, stimuleert de aanmaak van het stresshormoon cortisol en onderdrukt tegelijk het nachthormoon melatonine. Samen zorgt dit ervoor dat doorslapen moeilijk wordt omdat deze hormonen signalen zijn om te ontwaken, wat dus ook vaker gebeurt wanneer er licht in je slaapkamer, of door je slaapkamerraam naar binnen komt. Ook kan nachtelijk licht leiden tot een verschuiving in het natuurlijke ritme, en worden mensen wakker voordat ze uitgerust zijn.
Dit verlies van slaap veroorzaakt andere problemen met wakker blijven overdag, een grotere neiging tot ongezond eten en weinig bewegen, gevolgen die op hun beurt bijdragen aan grote gezondheidsproblemen. Het heeft ook een slechte invloed op het plezier in werk, en veroorzaakt grotere kans op ongelukken en vaker mentale klachten zoals angst en depressiviteit. Naast problemen met slaap, raakt onze energiehuishouding ook verstoord door nachtelijk licht. De suiker- en vetregulatie werken minder goed waardoor er een grotere kans is om suikerziekte of overgewicht te ontwikkelen. Dit wordt nog erger als er ook nog laat wordt gegeten, wat vaker gebeurt als je nog in het licht zit en langer wakker blijft. Het zijn allemaal gevolgen van de aanwezigheid van licht op een onnatuurlijk tijdstip, namelijk als het buiten donker is. Het is niet voor niets donker in de natuur en ons lichaam is er op ingesteld dat het donker is.
Wetenschappers vermoeden dat er veel meer positieve gevolgen van een donkere nacht bestaan. Daarom werken we in Nederland met een grote groep wetenschappers samen om te onderzoeken hoe we de negatieve gevolgen van onze huidige maatschappij voor onze klok kunnen tegengaan. In dit BioClock project kijken we naar allerlei factoren die de werking van de klok beïnvloeden, zoals voeding, bewegen maar ook licht en donker. We willen weten hoe we de klok kunnen versterken en hoe we dit kunnen gebruiken om mensen in allerlei lagen van de bevolking gezonder te maken; van pasgeboren baby’s tot studenten en ouderen. In enkele projecten wordt er zelfs specifiek gekeken wat een gezond patroon van licht- en donkerblootstelling zou moeten zijn om mensen gezonder te maken, zoals mensen met depressie of te vroeg geboren kindjes.
Het is ons doel om de kennis over de klok te gebruiken op allerlei thema’s in de maatschappij en in de gezondheidszorg. Binnen het project onderzoeken we tegelijkertijd ook de effecten van lichtvervuiling op natuur, waarmee specifiek wordt gekeken hoe licht de klok van andere organismen zoals vissen, nachtvlinders, amfibieën en vleermuizen verstoord en daarmee problemen voor het voortbestaan veroorzaakt. Het Waddengebied is een van de belangrijkste onderzoekslocaties van deze projecten. Een groot deel van de resultaten van de onderzoeken binnen het BioClock project zullen leiden tot concrete adviezen over hoe belangrijk het donker is voor de gezondheid van de mens en het behoud van biodiversiteit.
Door Reynier Peletier, hoogleraar Sterrenkunde aan de Rijksuniversiteit Groningen
Door student Ecologie & Evolutie Vera Thijssen
Door Koen van den Driesche, landschapshistoricus en oprichter van Waddensky
