Uit een nieuwe analyse van het biologische verouderingsproces in het hele menselijke lichaam blijkt dat zowel te weinig als te veel slaap gepaard gaan met versnelde veroudering van de hersenen, het hart, de longen, het immuunsysteem en andere organen. Deze slaappatronen zijn ook in verband gebracht met diverse ziekten.

„Eerdere studies hebben aangetoond dat slaap sterk verband houdt met veroudering en pathologische belasting van de hersenen. Onze studie gaat een stap verder en toont aan dat zowel te weinig als te veel slaap gepaard gaan met versnelde veroudering in vrijwel elk orgaan. Dit ondersteunt het idee dat slaap belangrijk is voor het behoud van de gezondheid van de organen binnen een gecoördineerd netwerk van hersenen en lichaam, met inbegrip van metabolische balans en een gezond immuunsysteem”, aldus hoofdauteur Junhao Wen, assistent-professor radiologie aan het Vagelos College of Physicians and Surgeons van Columbia University. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Nature.

Biologische klokken onthullen hoe organen verouderen

Wetenschappers maken steeds vaker gebruik van verouderingsklokken om in te schatten of iemand biologisch sneller of langzamer veroudert dan zijn of haar chronologische leeftijd doet vermoeden. Deze instrumenten maken gebruik van machine learning en biologische gegevens (bijvoorbeeld eiwitten uit een minimaal invasieve bloedtest) om patronen te berekenen die verband houden met veroudering. Veel verouderingsklokken bieden één enkele maatstaf voor het hele lichaam. Verschillende organen kunnen echter in verschillende tempo’s verouderen. Een bekend voorbeeld is de afname van de ovariële functie, die bijdraagt aan de biologische klok die verband houdt met de vruchtbaarheid van vrouwen.

Wen en zijn collega’s hebben verouderingsklokken ontwikkeld die zich richten op afzonderlijke organen. Het doel is om gedetailleerdere en mogelijk meer gepersonaliseerde informatie over iemands gezondheid te bieden. „Iedereen is enthousiast over deze verouderingsklokken en hun vermogen om het risico op ziekte en sterfte te voorspellen”, zegt Wen. „Maar voor mij is de nog spannendere vraag: kunnen we verouderingsklokken koppelen aan een levensstijlfactor die tijdig kan worden aangepast om het verouderingsproces te vertragen?”

Het concept van biologische leeftijd verschilt van chronologische leeftijd. Zo kunnen twee mensen bijvoorbeeld allebei 60 jaar oud zijn, maar kunnen hun organen en stofwisselingsprocessen in verschillende mate door het verouderingsproces zijn aangetast. Factoren zoals lichaamsbeweging, voeding, roken, chronische ziekten, stress en mogelijk ook slaap kunnen verband houden met deze verschillen. Een biologische verouderingsklok probeert dergelijke verschillen in kaart te brengen op basis van meetbare biologische kenmerken. Met andere woorden: hij geeft niet simpelweg aan hoe oud iemand is, maar probeert te beoordelen in hoeverre bepaalde biologische kenmerken al leeftijdsgebonden veranderingen vertonen. Het onderzoeken van afzonderlijke organen is in dit verband bijzonder interessant. De hersenen kunnen bijvoorbeeld een andere biologische leeftijd hebben dan het hart, de longen of de lever. Iemand kan er daarom over het algemeen gezond uitzien, terwijl bepaalde orgaansystemen al verouderder lijken te zijn dan andere. Het zijn juist deze verschillen die verouderingsklokken aan het licht kunnen brengen.

De zoektocht naar optimale slaap

Slaap bood onderzoekers een ideale gelegenheid om deze vraag te onderzoeken, aangezien steeds meer bewijs erop wijst dat slaap een belangrijke rol speelt in de gezondheid. Wen had ook een persoonlijke interesse in dit onderwerp. „Ik slaap zelf heel licht en begon me langzaam zorgen te maken over de gevolgen voor mijn eigen gezondheid“, zei Wen.

Om de verouderingsklokken te maken, gebruikte Wen gegevens van ongeveer een half miljoen deelnemers aan de UK Biobank. Met behulp van machine learning identificeerden de onderzoekers biologische kenmerken die verband houden met veroudering in verschillende organen. De onderzoekers creëerden verouderingsklokken op basis van verschillende soorten informatie, waaronder structurele metingen uit medische beeldvorming, eiwitten die verband houden met specifieke organen en moleculen die in het bloed werden gedetecteerd. „In de lever hebben we bijvoorbeeld een verouderingsklok op basis van eiwitgegevens, een verouderingsklok op basis van metabolische gegevens en een verouderingsklok op basis van beeldvormingsgegevens“, zegt Wen. „Hierdoor kunnen we vaststellen of slaap op specifieke manieren verband houdt met verouderingsklokken die zijn afgeleid van verschillende omics en moleculaire niveaus.“ Vervolgens vergeleek het team de slaapduur (zoals gerapporteerd door individuele deelnemers aan de biobank) met schattingen van de biologische leeftijd op basis van 23 verouderingsklokken die 17 orgaansystemen bestrijken.

De omvang van het onderzoek is hierbij een cruciale factor. Met ongeveer een half miljoen deelnemers konden de onderzoekers een zeer grote dataset analyseren en zoeken naar patronen die in kleinere onderzoeken wellicht niet detecteerbaar zouden zijn. Tegelijkertijd is dit type analyse een observationeel onderzoek. Met andere woorden: deelnemers werden niet willekeurig ingedeeld in groepen met verschillende slaapduur, maar gaven zelf aan hoe lang ze doorgaans slapen. Dit is cruciaal voor de interpretatie. Als mensen die heel weinig of heel lang slapen biologisch ouder lijken, betekent dit in eerste instantie alleen dat deze twee kenmerken samen voorkomen. Hieruit volgt niet automatisch dat de slaapduur zelf de oorzaak is van versnelde veroudering.

Te weinig en te veel slaap gaan gepaard met snellere veroudering

In het hele lichaam werd een duidelijk U-vormig patroon waargenomen. Mensen die aangaven kort te slapen (minder dan 6 uur) en lang te slapen (meer dan 8 uur) vertoonden doorgaans een snellere biologische veroudering. De langzaamste veroudering werd waargenomen bij mensen die aangaven dagelijks tussen de 6,4 en 7,8 uur te slapen. Het U-vormige patroon is bijzonder interessant. Het suggereert dat de regel „hoe langer iemand slaapt, hoe beter“ niet zomaar opgaat. In plaats daarvan werd het verband met de laagste biologische leeftijd gevonden binnen een gematigd bereik. Zowel zeer korte als zeer lange slaapduur hielden verband met hogere verouderingsscores.

Het is echter belangrijk op te merken dat de in het onderzoek vastgestelde 6,4 tot 7,8 uur niet als een exacte persoonlijke streefwaarde moeten worden geïnterpreteerd. Individuele slaapbehoeften kunnen variëren en zijn onder andere afhankelijk van leeftijd, gezondheidstoestand en levensstijl. Bovendien beschrijft het onderzoek een statistische correlatie binnen deze grote groep deelnemers en wordt er geen ideale slaapduur vastgesteld die voor iedereen in gelijke mate geldt. Ook kan de slaapkwaliteit niet volledig worden bepaald op basis van alleen de slaapduur. Twee mensen kunnen bijvoorbeeld allebei zeven uur in bed doorbrengen, maar de ene slaapt het grootste deel daarvan door, terwijl de andere regelmatig wakker wordt. De biologische betekenis van deze twee slaappatronen kan verschillen. De huidige analyse richtte zich echter voornamelijk op de gerapporteerde slaapduur.

Het is belangrijk op te merken dat de resultaten niet bewijzen dat slaapduur op zichzelf ervoor zorgt dat organen sneller of langzamer verouderen. Ze suggereren veeleer dat zowel te weinig als te veel slaap een teken kan zijn van een slechtere algehele gezondheid. Met name het verband met lang slapen moet daarom met de nodige voorzichtigheid worden geïnterpreteerd. Langer slapen kan bijvoorbeeld een gevolg zijn van een reeds bestaande aandoening, uitputting of een slechte slaapkwaliteit. In dit geval zou lang slapen niet noodzakelijkerwijs de oorzaak zijn van de veranderingen in de gezondheid. In plaats daarvan zou een onderliggende aandoening zowel de slaap als de biologische markers van veroudering kunnen beïnvloeden.

Waarom slaap belangrijk zou kunnen zijn voor verouderende organen

Slaap is niet simpelweg een periode waarin het lichaam inactief is. Tijdens verschillende slaapfasen verandert de hersenactiviteit en vinden tegelijkertijd regulerende processen plaats in het hele lichaam. De stofwisseling wordt aangepast, het immuunsysteem past zijn activiteit aan en hormonale signalen worden opnieuw gecoördineerd. Ook de hersenen ondergaan tijdens de slaap karakteristieke processen die verband houden met informatieverwerking en het behoud van hun normale functie.

Aanhoudend verstoorde of verkorte slaap zou daarom tegelijkertijd meerdere biologische systemen kunnen beïnvloeden. Als dergelijke veranderingen jarenlang aanhouden, is het denkbaar dat ze ook de gezondheid van verschillende organen op de lange termijn kunnen beïnvloeden. Dit zou kunnen verklaren waarom de studie niet alleen verbanden aantoonde met de biologische leeftijd van de hersenen, maar ook met verouderingsmarkers van talrijke andere orgaansystemen. Slaap zou kunnen fungeren als een soort gemeenschappelijke regulator van diverse lichaamsfuncties.

Slaapduur hangt samen met aandoeningen in het hele lichaam

De resultaten wijzen ook op een verstrekkend verband tussen slaap, de hersenen en de rest van het lichaam. Een korte slaapduur was significant geassocieerd met depressieve episodes en angststoornissen, wat in lijn is met eerder onderzoek waarin onvoldoende slaap in verband werd gebracht met psychische gezondheidsproblemen. Er werd ook een verband gelegd met obesitas, diabetes type 2, hoge bloeddruk, ischemische hartziekte en hartritmestoornissen. Zowel een korte als een lange slaapduur werd in verband gebracht met chronische obstructieve longziekte en astma. Ze werden ook in verband gebracht met diverse spijsverteringsstoornissen, waaronder gastritis en gastro-oesofageale refluxziekte.

Dit brede scala aan verbanden is een van de meest opvallende aspecten van het onderzoek. De slaapduur lijkt niet uitsluitend verband te houden met aandoeningen van één enkel orgaansysteem. In plaats daarvan werden verbanden waargenomen met aandoeningen die het cardiovasculaire systeem, de luchtwegen, de stofwisseling, de spijsvertering en de geestelijke gezondheid beïnvloeden. Wen zei: „Dit verstrekkende patroon tussen de hersenen en het lichaam is belangrijk omdat het ons laat zien dat slaapduur een diepgeworteld onderdeel is van onze algehele fysiologie, met verstrekkende gevolgen voor het hele lichaam.”

Het is echter belangrijk om onderscheid te maken tussen een correlatie en een causaal verband. Mensen met diabetes, hart- en vaatziekten of chronische aandoeningen van de luchtwegen kunnen bijvoorbeeld slechter slapen of juist meer behoefte aan slaap hebben. De ziekte zelf zou daarom gedeeltelijk kunnen verklaren waarom bepaalde slaappatronen vaker voorkomen bij deze personen.

Slaap, veroudering en depressie op oudere leeftijd

Deze orgaanspecifieke verouderingsklokken zouden wetenschappers ook kunnen helpen begrijpen hoe slaap verband houdt met specifieke ziekten. Wen en zijn collega’s onderzochten deze mogelijkheid aan de hand van depressie op oudere leeftijd als casestudie. De onderzoekers konden niet vaststellen of verschillen in slaapduur depressie op oudere leeftijd veroorzaakten, of dat de depressie zelf de slaapduur van de getroffenen beïnvloedde. Om dit verder te onderzoeken, maakte het team gebruik van een ‘mediatieanalyse’ om na te gaan of biologische veroudering het verband tussen korte of lange slaap en depressie op oudere leeftijd zou kunnen helpen verklaren.

De resultaten suggereerden dat korte slaap wellicht directer verband houdt met de last van depressie op oudere leeftijd. Lange slaap daarentegen zou depressie kunnen beïnvloeden via mechanismen die tot uiting komen in de verouderingsklokken van de hersenen en het vetweefsel. „Dit heeft belangrijke implicaties voor toekomstig slaapbeheer en therapeutische benaderingen,” aldus Wen. „Onze studie suggereert dat er bij mensen die lang slapen en mensen die kort slapen mogelijk verschillende biologische routes zijn die tot hetzelfde resultaat leiden – depressie op oudere leeftijd – en dat we hen niet op dezelfde manier moeten behandelen.”

Dit onderscheid zou van bijzonder belang kunnen zijn voor toekomstig onderzoek. Als korte en lange slaap inderdaad via verschillende biologische mechanismen verband houden met depressie, is het wellicht niet zinvol om beide slaappatronen op dezelfde manier te behandelen. Voor iemand die chronisch te weinig slaapt, zijn bijvoorbeeld slaaptekort en een verstoord slaappatroon wellicht de belangrijkste aandachtspunten. Voor iemand die daarentegen ongewoon lang slaapt, kan het nodig zijn om een onderliggende medische aandoening, depressie zelf of een andere gezondheidsgerelateerde oorzaak te onderzoeken. Slaapgewoonten kunnen ook veranderen, vooral op oudere leeftijd. Sommige mensen slapen lichter en worden vaker wakker, terwijl anderen langer in bed blijven liggen vanwege gezondheidsproblemen of medicatie. Daarom mag een verandering in slaapduur niet op zichzelf worden bekeken.

Wat de bevindingen betekenen voor gezond ouder worden

Het onderzoek levert geen bewijs dat een specifieke hoeveelheid slaap het verouderingsproces van het lichaam kan vertragen. Het onthult echter wel een interessant verband tussen slaap en biologische leeftijd dat verder lijkt te reiken dan de hersenen. Gezond ouder worden hangt daarom mogelijk niet alleen af van voeding en lichaamsbeweging, maar ook van het handhaven van een zo stabiel en toereikend mogelijk slaappatroon. Het gaat waarschijnlijk niet zozeer om het precies evenveel uren slapen elke nacht. Het is veel belangrijker om aandacht te besteden aan de eigen slaapgewoonten en eventuele veranderingen op de lange termijn.

Wie regelmatig minder dan zes uur slaapt of plotseling aanzienlijk langer slaapt dan voorheen, moet deze verandering niet zomaar afdoen als een normaal onderdeel van het ouder worden. Bovenal kan een blijvende verandering in het slaappatroon erop wijzen dat er andere gezondheids- of psychologische factoren meespelen. Tegelijkertijd moeten mensen zich niet ongerust maken over een paar nachten met slechte slaap. Het onderzoek kijkt naar langetermijnslaappatronen bij een grote bevolkingsgroep, niet naar de effecten van af en toe een korte nacht.