Ontbijten bij blauw licht om overgewicht of suikerziekte te voorkomen? AMC'ers van de afdeling Experimentele Endocrinologie gaan uitzoeken welke invloed voeding en licht hebben op de biologische klok. Zij maken deel uit van een consortium dat 5,5 miljoen euro kreeg van Technologiestichting STW om de effecten van een ontregelde biologische klok op de gezondheid in kaart te brengen.

Ontbijt niet overslaan, drie keer per dag een maaltijd. Wijsheden die er zijn ingestampt, rituelen die nodig zouden zijn voor een gezond leven. Maar in onze hectische tijd lukt die regelmaat vaak niet meer. Het sociale ritme wijkt steeds meer af van het natuurlijke ritme van de biologische klok. AMC-onderzoekers Andries Kalsbeek en Susanne la Fleur: 'Mogelijk ligt hier een oorzaak voor de forse groei van overgewicht en suikerziekte in de westerse wereld.'

De twee neurowetenschappers, geïnteresseerd in hoe de hersenen de stofwisseling aansturen, nemen namens het AMC deel aan een onderzoeksprogramma van STW over het effect van een ontregelde biologische klok op de gezondheid. Hieraan doet een consortium mee van umc's, universiteiten en bedrijven, onder coördinatie van professor Martha Merrow van de Rijksuniversiteit Groningen. Het AMC-deel van het onderzoek richt zich op voeding en de invloed van licht.

De kwestie is hoogst actueel, gezien de gestaag groeiende groep mensen met overgewicht en diabetes type 2. Bij die personen hapert de stofwisseling en het AMC wil uitzoeken of de verstoring van de biologische klok een rol speelt bij het ontstaan van de ziekten. Het moderne leven laat zich immers steeds minder gelegen aan de wetten van de natuur zoals het opkomen en ondergaan van de zon. We eten als het ons uitkomt en gaan slapen als het al uren donker is. De sociale klok loopt niet meer synchroon met de biologische klok, waarvoor geldt dat licht synoniem is met lichamelijke activiteit en eten. Donker is een signaal voor rust, slaap en vasten.

Het wordt een groot project, zeggen Kalsbeek en La Fleur, beiden verbonden aan de afdeling Experimentele Endocrinologie. STW heeft voor de komende jaren 5,5 miljoen euro toegekend voor het programma 'On Time', waarvan 1 miljoen naar het AMC gaat. Daarnaast draagt het bedrijfsleven één miljoen euro bij. Het onderzoek moet leiden tot strategieën om de ontregelde biologische klok te repareren. Ook zullen er leefregels opgesteld worden die leren hoe gezond valt te leven met een ontregelde klok. Iedereen met een lamp en een wekker zal profijt hebben van deze studie, zeggen de initiatiefnemers.

Brits ontbijt
Wat heeft de biologische klok eigenlijk te maken met eten, suikerziekte en vetzucht? Kalsbeek legt uit: 'In 1972 werd duidelijk dat er in het brein zoiets zit als een biologische klok, die het slaap- en waakritme regelt. Halverwege de jaren negentig werden de eerste genen gevonden die verantwoordelijk zijn voor het 24-uurs ritme. Het bleek dat die klokgenen niet alleen in de hersenen zitten, maar overal in het lichaam tot expressie komen.' De klokgenen in de lever regelen de aanmaak van glucose tijdens het tweede deel van de nacht als het voedsel opraakt, of het opslaan van glucose in de ochtend als de meeste mensen voedsel tot zich nemen. In de spier maken deze genen het mogelijk dat spieren in de ochtend makkelijk glucose opnemen, en klokgenen in de pancreas zorgen ervoor dat we overdag reageren op een maaltijd met de afgifte van voldoende insuline.

De kennis over die klokgenen groeit snel. We weten nu dat de genen in de biologische klok in de hersenen de moederklok van het lichaam vormen. Zet deze cellen op kweek en de klok blijft tot in lengte der dagen actief. Voor de klokgenen in de andere delen van het lichaam geldt dat niet. Kalsbeek: 'Die perifere klokken houden er na een paar dagen mee op als ze geen signaal krijgen van de moederklok. De genen in de moederklok houden er keurig een ritme van ongeveer 24 uur op na, direct gestuurd door licht dat op het netvlies valt, terwijl de perifere lichaamsklokken vooral gevoelig zijn voor verandering in de energiehuishouding van het lichaam.'

En dat breekt de moderne mens op. Niet iedereen houdt zich meer aan het ritme van een ontbijt na het ontwaken. In de stress van de ochtend vliegt menigeen het huis uit om op tijd op school of werk of waar dan ook te zijn. Later in de ochtend bij wat koffie volgt een vette snack. Een grotere maaltijd later moet het overslaan van het ontbijt compenseren. 'En dan zitten veel mensen laat op de avond te snacken voor de televisie met chips, cola of bier', vult La Fleur het rampscenario aan, waarmee het lichaam en de biologische klok dag-in-dag-uit te maken hebben. 'Zo krijgen de perifere klokken in lever, spieren en alvleesklier voortdurend onverwachte en tegenstrijdige prikkels. De moederklok in de hersenen geeft aan dat het tijd is om te slapen en te vasten, terwijl de perifere genen ervaren dat het dag is.'

Om uit te zoeken hoe de timing van maaltijden de opname van glucose en de gevoeligheid voor insuline beïnvloedt, gaat het AMC vrijwilligers werven van wie de ene helft gedurende vier weken ontbijt en de andere niet. Wat het onderzoek lastig maakt, is dat niet alleen het tijdstip waarop iemand eet van invloed is op hoe efficiënt het lichaam het voedsel kan verwerken, maar dat ook het soort voedsel van belang is. Koolhydraten hebben een ander effect dan vetten, vandaar dat sommige vrijwilligers in het onderzoek in plaats van het Hollandse broodontbijt met veel koolhydraten een veel vetter Brits ontbijt krijgen voorgezet.

Avondmensen
'We verwachten dat het overslaan van het ontbijt of het verkeerde ontbijt de kans op overgewicht vergroot. De leverklok loopt dan niet in fase en we willen weten wat het effect daarvan op het lichaam is', zeggen Kalsbeek en La Fleur. In een andere studie wordt gekeken naar het effect van het aantal maaltijden per dag op deze processen.

Het onderzoek naar de biologische klok heeft ook een praktische kant. Via STW is het bedrijfsleven indirect betrokken bij het onderzoek. Zo is Friesland Campina geïnteresseerd in de speurtocht naar het ontbijt dat het beste aansluit bij de biologische klok en dus mogelijk de kans op overgewicht en diabetes verkleint. Het bedrijf kan met die kennis voedingsdrankjes ontwikkelen die de alertheid en het leren overdag vergroten door de slaap in de nacht te bevorderen.

Iets dergelijks geldt ook voor de tweede poot van het AMC-onderzoek: de invloed van licht op de biologische klok. We brengen tegenwoordig veel tijd binnen door in ruimtes die voldoende verlicht zijn om te kunnen werken, maar waar de biologische klok niks mee kan. 'In een kamer met TL-buizen is er hooguit tweehonderd lux, een maat voor de lichtsterkte. Buiten bij bewolkt weer is dat tien keer zo veel en als de zon schijnt wel honderd keer. Dat is de intensiteit waarbij de klok in de hersenen wordt geactiveerd.' Ook de kleur is van belang, blauw licht heeft meer effect op de klok dan andere kleuren.

Al dat binnenwerken draagt dus bij aan een verdere ontregeling van de klokken in het lichaam. En dan is er ook nog het verschil tussen de avond- en de ochtendmens - mensen die van nature actief zijn in de avond of in de ochtend. De moderne samenleving houdt geen rekening met die verschillen: iedereen moet rond een uur of negen aan de slag (na een goed ontbijt!) en keert om vijf uur huiswaarts. Kalsbeek: 'Voor avondmensen is dat een niet zo plezierig ritme. Die kunnen beter van elf tot zeven werken, maar vaak gaat dat niet. Met al deze factoren houden we in ons onderzoek rekening. La Fleur: 'Mogelijk kunnen we voedingsadviezen specifiek laten gelden voor avond- of ochtendmensen.'

Keurslijf
In het vraagstuk over het licht zit Philips op het vinkentouw. Het bedrijf heeft al een wake up light in de handel, licht dat een half uur voor het ontwaken langzaam steeds feller gaat branden. Het idee is dat eten bij voldoende (en het juiste) licht gunstig zou kunnen uitpakken op de opname van de voedingsstoffen uit het ontbijt. La Fleur: 'Niet dat je de ontbijtkamer fel moet verlichten, maar waarschijnlijk is het voldoende om voor je bord een blauw licht neer te zetten. Als het werkt, is dat natuurlijk interessant voor een bedrijf als Philips.'

De twee onderzoekers hebben geen moeite met de interesse van de ondernemingen in hun onderzoek, want STW is de financier en niet het bedrijfsleven. 'Bij farmaceutische studies zie je dat een producent een studie bekostigt, hier is dat niet zo. De STW is een buffer. Een nauwe betrokkenheid van het bedrijfsleven is goed om ervoor te zorgen dat de resultaten zo bruikbaar zijn dat een onderneming ermee aan de slag gaat en het product op de markt brengt.'

Het tweetal erkent dat de vindingen kunnen worden uitgelegd als een manier om iedereen in het keurslijf te dwingen van de moderne tijd. De natuur verdwijnt nog verder uit het ritme van de biologische klok. La Fleur: 'Zonder meer, maar je moet het positiever formuleren. Je kunt ook zeggen dat we het lichaam in staat willen stellen beter te functioneren in de moderne wereld met haar nieuwe regels. En wat te denken van mensen in ploegendienst? Ook zij kunnen veel profijt hebben van onze studies.'

Gepubliceerd op: 21 oktober 2011
Bron: AMC