Je zou kunnen denken dat de zomer gezonder is. De zon schijnt, we krijgen veel vitamine D binnen en de dagen zijn lang. Uit onderzoek van de Universiteit van Kopenhagen blijkt echter dat eetgewoonten in de winter beter zijn voor onze stofwisseling dan eetgewoonten in de zomer, tenminste als je een muis bent.

Onderzoekers bestudeerden de stofwisseling en het gewicht van muizen die werden blootgesteld aan zowel “winterlicht” als “zomerlicht”. “We ontdekten dat zelfs bij niet-seizoensgebonden dieren verschillen in lichturen tussen zomer en winter leiden tot verschillen in energiemetabolisme. In dit geval zijn dat lichaamsgewicht, vetmassa en levervetgehalte”, zegt Lewin Small, die het onderzoek uitvoerde als postdoc aan het Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research aan de Universiteit van Kopenhagen. Hij voegt eraan toe: “We zagen dit vooral bij muizen die werden blootgesteld aan winterse lichtomstandigheden. Deze muizen kwamen minder aan en hadden een lager overgewicht. Ze aten ritmischer over een periode van 24 uur. Dit leidde vervolgens tot voordelen voor de metabole gezondheid.” Het onderzoek is het eerste in zijn soort dat de invloed van daglichturen op de stofwisseling van muizen onderzoekt. Deze dieren worden niet als seizoensdieren beschouwd omdat ze zich niet, zoals mensen, alleen tijdens bepaalde seizoenen voortplanten. Dieren die tijdens bepaalde seizoenen broeden, nemen vóór het broedseizoen in gewicht toe om hun energiereserves te sparen.

Daglichturen beïnvloeden stofwisseling

Daglicht speelt een centrale rol in de menselijke stofwisseling omdat het het interne bioritme in grote mate regelt. Wanneer er licht op de ogen valt, stuurt het lichaam signalen naar de interne klok in de hersenen, die vervolgens verschillende hormonen regelt. Vooral ’s ochtends zorgt fel daglicht ervoor dat de productie van het slaaphormoon melatonine wordt verminderd. Tegelijkertijd stijgt het cortisolniveau op natuurlijke wijze, wat het lichaam wakker en actief maakt en de energiestofwisseling stimuleert. Een evenwichtig licht- en hormoonritme helpt de stofwisseling gelijkmatig te werken, ondersteunt de bloedsuikerregulatie en houdt de vetverbranding op gang. Te weinig daglicht, zoals vaak het geval is in de winter of tijdens lange periodes binnenshuis, kan dit proces verstoren. Het lichaam blijft langer in een soort ruststand, de vermoeidheid neemt toe en de stofwisseling vertraagt.

Daglicht beïnvloedt ook de productie van serotonine, een hormoon dat belangrijk is voor zowel de stemming als de eetlust. Met voldoende licht is het serotonineniveau hoger, wat het algemene welzijn bevordert en trek in eten kan voorkomen. Een gebrek aan licht vermindert de serotonineactiviteit, waardoor het lichaam vaker hunkert naar energierijk, koolhydraatrijk voedsel, wat weer van invloed kan zijn op het lichaamsgewicht en de stofwisseling. Bovendien speelt zonlicht een belangrijke rol bij de vorming van vitamine D, dat betrokken is bij verschillende stofwisselingsprocessen, waaronder de suiker- en vetstofwisseling en spierkracht. Een tekort aan vitamine D, dat vaker voorkomt in maanden met weinig licht, kan daarom indirect bijdragen aan een tragere stofwisseling. Al met al is het duidelijk dat daglicht veel meer is dan alleen een factor voor goed zicht. Het werkt als een pacemaker voor hormonen, energiebalans, slaapkwaliteit en eetlustregulatie. Regelmatige blootstelling aan voldoende daglicht, vooral ’s ochtends, geeft niet alleen je humeur een boost maar ondersteunt ook een gezonde, actieve stofwisseling.

Verschillen in lichtintensiteit tussen zomer en winter kunnen ons eetgedrag beïnvloeden

De onderzoekers werden tot het onderzoek geïnspireerd door de aanzienlijke verschillen in daglichturen in verschillende regio’s van de wereld. “We onderzoeken de invloed van het tijdstip van de dag op aspecten van de stofwisseling, zoals lichaamsbeweging, obesitas en diabetes. De meeste onderzoeken naar deze relatie gaan er echter vanuit dat de lengte van dag en nacht het hele jaar door hetzelfde is,” zegt Lewin Small. Daarom wilden ze uitzoeken wat de seizoensgebonden verschillen in licht betekenen voor de stofwisseling. De meeste mensen in de wereld leven met een lichtverschil van minstens twee uur tussen zomer en winter. “Ik kom uit Australië en toen ik naar Denemarken verhuisde, was ik niet gewend aan het grote verschil tussen zomer en winter en was ik geïnteresseerd in hoe dit het circadiane ritme en de stofwisseling zou kunnen beïnvloeden,” zegt Lewin Small: “Dus stelden we laboratoriummuizen bloot aan verschillende lichtomstandigheden die verschillende seizoenen vertegenwoordigen en maten we markers van metabolische gezondheid en circadiaan ritme in deze dieren.”

Omdat het onderzoek werd uitgevoerd met muizen als proefdieren, kan niet worden aangenomen dat hetzelfde geldt voor mensen. “Dit is een principebewijs. Hebben verschillen in lichturen invloed op de energiestofwisseling? Ja, dat hebben ze. Verdere studies bij mensen zouden kunnen aantonen dat het veranderen van onze blootstelling aan kunstlicht ’s nachts of natuurlijk licht gedurende het hele jaar gebruikt kan worden om onze metabolische gezondheid te verbeteren,” zegt Juleen Zierath, professor aan het Novo Nordisk Center for Basic Metabolism Research (CBMR) en hoofdauteur van het onderzoek. Lewin Small voegt eraan toe dat deze nieuwe bevindingen belangrijk zijn om te begrijpen hoe eetgewoonten worden beïnvloed door licht en seizoenen, wat ons zou kunnen helpen begrijpen waarom sommige mensen meer aankomen of dat mensen meer aankomen in bepaalde tijden van het jaar. Verschillen in lichtintensiteit tussen zomer en winter zouden invloed kunnen hebben op ons hongergevoel en wanneer we overdag honger hebben.

Wat en hoeveel we eten kan onze interne klok en hormoonreacties veranderen

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat glucocorticoïde hormonen zoals cortisol het suiker- en vetgehalte gedurende 24 uur anders reguleren, afhankelijk van het tijdstip van de dag of nacht, voedselinname en vasten, rust en activiteit. Een onderzoek bij muizen toonde aan dat de tijd-van-de-dag-afhankelijke metabolische cyclus wordt veranderd door een calorierijk dieet. Aangezien glucocorticoïden vaak worden gebruikt om ontstekingsziekten te behandelen, suggereren deze door Molecular Cell gepubliceerde resultaten dat magere en zwaarlijvige patiënten verschillend kunnen reageren op steroïdentherapie. Tot slot wordt de biologische functie van het dagelijkse ritme van hormoonsecretie (hoog voor het wakker worden en eten, laag tijdens de slaap en het vasten) en de dagelijkse cycli van suiker- en vetopslag of -afgifte door de lever aangetoond.

Elke cel in het menselijk lichaam wordt bestuurd door een interne klok die het 24-uurs circadiane ritme volgt. Het wordt gesynchroniseerd met de natuurlijke dag-nachtcyclus, voornamelijk door zonlicht, maar ook door sociale gewoonten. In een gezond systeem worden elke ochtend glucocorticoïde stresshormonen geproduceerd door de bijnier. De afgifte van glucocorticoïden piekt voordat we wakker worden en zorgt ervoor dat het lichaam vetzuren en suiker gebruikt als energiebronnen zodat we aan onze dagelijkse activiteiten kunnen beginnen. Wanneer het circadiane ritme wordt verstoord (bijvoorbeeld door ploegendienst of jetlag) en/of wanneer de glucocorticoïdenspiegels veranderen (bijvoorbeeld door het syndroom van Cushing of langdurig klinisch gebruik), kan dit leiden tot ernstige stofwisselingsstoornissen, zoalsobesitas, diabetes type 2 en leververvetting. Het doel van de onderzoekers was daarom het begrijpen van de betekenis van deze dagelijkse pieken in de afgifte van stresshormonen, de invloed van deze hormonen op onze “interne klok” en hun rol in de dagelijkse stofwisselingscycli.

Metabole effecten van glucocorticoïden in de lever

Om de metabolische effecten van glucocorticoïden in de lever te onderzoeken, karakteriseerden de onderzoekers de activiteit van hun receptor, bekend als de glucocorticoïdreceptor, met behulp van nieuwe high-throughput technieken. Ze analyseerden de levers van muizen om de vier uur overdag en ’s nachts. De muizen waren ofwel in een normale toestand ofwel gevoed met een vetrijk dieet. Vervolgens gebruikten ze geavanceerde technologieën op het gebied van genomica, proteomica en bio-informatica om aan te tonen waar en wanneer de glucocorticoïdreceptor zijn metabolische effecten uitoefent. De onderzoekers onderzochten de effecten van dagelijkse glucocorticoïde-uitbarstingen in de 24-uurs cyclus van het levermetabolisme. Ze konden laten zien hoe glucocorticoïden het metabolisme anders reguleren tijdens het vasten (wanneer de muizen slapen) en tijdens het eten (wanneer ze actief zijn) door tijdsafhankelijke binding aan het genoom. Bovendien toonden ze aan hoe het grootste deel van de ritmische genactiviteit door deze hormonen wordt geregeld. Wanneer deze controle verloren gaat (in zogenaamde knock-out muizen), zijn de bloedsuiker- en vetwaarden aangetast. Dit verklaart waarom de lever de bloedsuiker- en vetspiegel overdag anders regelt dan ’s nachts.

Omdat de glucocorticoïdreceptor een veelgebruikte doelmolecule is in immuuntherapie, onderzochten ze vervolgens de genomische effecten ervan na injectie van het geneesmiddel dexamethason, een synthetische glucocorticoïde die deze receptor ook activeert. “Met dit experiment,” legt dr. Fabiana Quagliarini uit, “ontdekten we dat de respons op het medicijn anders was bij muizen met obesitas dan bij muizen met een mager gewicht. Dit is de eerste keer dat is aangetoond dat een dieet de hormonale en medicijnrespons van metabolische weefsels verandert.”

Belangrijke bevindingen voor chronomedicine en de behandeling van stofwisselingsziekten

Glucocorticoïden zijn een groep natuurlijke en synthetische steroïde hormonen, zoals cortisol, die voornamelijk worden geproduceerd in de bijnierschors. Ze volgen een strikt dagelijks ritme in het lichaam. De cortisolspiegel is ’s ochtends het hoogst om het lichaam te activeren en daalt gedurende de dag. Dit ritme wordt geregeld door de interne klok en kan worden beïnvloed door licht, stress of slaappatronen. Glucocorticoïden hebben sterke ontstekingsremmende en immunosuppressieve eigenschappen die gebruikt kunnen worden om de activiteit van het immuunsysteem te controleren. Daarom worden ze veel gebruikt in de geneeskunde. Het grootste nadeel is dat glucocorticoïden ook ernstige bijwerkingen veroorzaken door hun vermogen om het suiker- en vetmetabolisme te moduleren: patiënten kunnen obesitas, hypertriglyceridemie, leververvetting, hoge bloeddruk of diabetes type 2 ontwikkelen.

“Inzicht in hoe glucocorticoïden de 24-uurs cyclus van genactiviteit in de lever en daarmee de bloedsuiker- en vetspiegels regelen, biedt nieuwe inzichten voor de chronomedicine en de ontwikkeling van stofwisselingsziekten. We waren in staat om een nieuw verband te beschrijven tussen levensstijl, hormonen en fysiologie op moleculair niveau, wat suggereert dat mensen met overgewicht anders kunnen reageren op dagelijkse hormoonafgifte of op glucocorticoïde medicijnen. Deze mechanismen vormen de basis voor de ontwikkeling van toekomstige therapeutische benaderingen,” benadrukt Prof. Henriette Uhlenhaut.