Het is misschien verleidelijk om te geloven dat de mensheid, met haar geavanceerde verlichting, de natuurlijke invloed van zonlicht op haar slaapgewoonten ontgroeid is. Nieuw onderzoek van de Universiteit van Michigan toont echter aan dat ons circadiane ritme nog steeds fundamenteel ontembaar is en de seizoensveranderingen in daglicht volgt.

Circadiane ritmes en seizoensveranderingen

“Mensen zijn echt seizoensgebonden wezens, ook al willen we dat in onze moderne wereld misschien niet toegeven,” zegt studieauteur Ruby Kim, postdoctoraal onderzoeker en assistent-professor wiskunde aan de U-M. “De lengte van de dag en de hoeveelheid zonlicht die we krijgen hebben een krachtige invloed op onze fysiologie. Het onderzoek toont aan dat ons biologisch bepaalde seizoensritme invloed heeft op hoe we ons aanpassen aan veranderingen in onze dagelijkse routine.” Deze bevinding zou nieuwe wegen kunnen openen voor het onderzoeken en begrijpen van seizoensgebonden affectieve stoornissen, een vorm van depressie die verband houdt met seizoensgebonden veranderingen. Het zou ook nieuwe onderzoeksgebieden kunnen openen in een reeks andere gezondheidsgebieden die te maken hebben met de afstemming van onze slaapgewoonten en onze interne klok.

Onderzoekers – waaronder de hoofdauteur van het onderzoek, Daniel Forger, hoogleraar wiskunde aan U-M en directeur van het Michigan Center for Applied and Interdisciplinary Mathematics – hebben eerder aangetoond dat onze stemming sterk wordt beïnvloed door hoe goed onze slaapgewoonten zijn afgestemd op ons circadiane ritme. “Dit werk is veelbelovend voor toekomstige inzichten,” zei Kim over het nieuwe onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift npj Digital Medicine. “Dit zou diepgaande implicaties kunnen hebben voor geestelijke gezondheidsproblemen zoals stemmingswisselingen en angst, maar ook voor stofwisselingsziekten en hart- en vaatziekten.” Het onderzoek toonde ook aan dat er een genetische component is voor deze seizoensgebondenheid bij mensen, wat zou kunnen helpen bij het verklaren van de grote verschillen in de ernst waarmee mensen worden beïnvloed door veranderingen in daglengte. Sommige mensen kunnen zich beter aanpassen dan anderen. Het onderzoeken van deze genetische component zal onderzoekers en artsen helpen te begrijpen waar individuen op dit spectrum vallen, maar er zal veel tijd en moeite nodig zijn voordat het zover is. Voor nu is dit onderzoek een eerste maar belangrijke stap die ons begrip van het menselijke circadiane ritme herdefinieert.

“Veel mensen hebben de neiging om hun circadiane ritme als één klok te zien,” zegt Forger. “Wij laten zien dat er niet echt één klok is, maar twee. De ene probeert de dageraad te volgen, de andere de schemering en ze communiceren met elkaar.” Kim, Forger en hun collega’s gebruikten slaapgegevens van duizenden mensen die draagbare gezondheidsapparaten zoals Fitbits gebruikten om te ontdekken dat het circadiane ritme van mensen is afgestemd op de seizoenen. De deelnemers waren allemaal arts-assistenten die een jaar stage liepen en deelnamen aan de Intern Health Study, gefinancierd door de National Institutes of Health. Stagiaires werken in ploegendienst en hun roosters veranderen vaak, wat betekent dat hun slaappatronen ook veranderen. Bovendien zijn deze werkschema’s vaak in strijd met het natuurlijke dag-nachtritme. Het feit dat het circadiane ritme in deze bevolkingsgroep een seizoensafhankelijkheid vertoont, is een overtuigend argument voor hoe stevig deze eigenschap is verankerd in de mens, wat niet geheel verrassend is, aldus de onderzoekers.

Genetische component

Studies met fruitvliegen en knaagdieren hebben volgens Forger overvloedig bewijs geleverd dat dieren seizoensgebonden circadiane klokken hebben, en andere onderzoekers hebben gesuggereerd dat menselijke circadiane klokken op vergelijkbare wijze zouden kunnen functioneren. Door deze seizoensgebondenheid nu te observeren in een grootschalig onderzoek onder echte omstandigheden, heeft het U-M team het meest overtuigende bewijs voor deze hypothese geleverd. “Ik vind het eigenlijk heel aannemelijk. De fysiologie van de hersenen probeert al miljoenen jaren de schemering te volgen”, zegt Forger. “Toen kwam de industrialisatie, die vanuit evolutionair perspectief slechts een oogwenk was, en nu proberen we die achterstand nog steeds in te halen.” Deelnemers aan de Intern Health Study leverden ook speekselmonsters voor DNA-testen, waardoor het team van Kim en Forger een genetische component in hun onderzoek kon opnemen.

Genetische studies door andere onderzoekers hebben een specifiek gen geïdentificeerd dat een belangrijke rol speelt in hoe de circadiane klokken van dieren de seizoensveranderingen bijhouden. Mensen hebben dit gen ook, dus het U-M team was in staat om een klein percentage stagiaires te identificeren met kleine variaties in de genetische samenstelling van dit gen. Bij deze groep mensen had ploegendienst een grotere invloed op de aanpassing van hun circadiane klok en slaapgewoonten door de seizoenen heen. Dit roept ook veel vragen op, met name over de gezondheidseffecten en de impact van ploegendienst op verschillende individuen. De onderzoekers zijn echter van plan om deze vragen in de toekomst te onderzoeken.