Biologische klok bij ouderen minder flexibel

Aanpassing van het interne regelsysteem voor 24-uurs ritmiek aan veranderde lichtcondities verloopt bij ouderen minder gemakkelijk dan bij jongeren. Dat concludeert chronobioloog Marina C. Giménez in een onderzoek waarop zij 10 juni 2013 aan de Rijksuniversiteit van Groningen promoveert. Zowel het slaap-waakritme als de productie van het nachthormoon melatonine herstelt zich snel bij jongeren die licht-filterende lenzen dragen. Bij ouderen met staar is dit niet het geval.

De mens heeft tal van interne ritmes van ongeveer 24 uur, zoals het slaap- en waakritme. Deze worden gegenereerd door de biologische klok in de hersenen. Licht speelt een belangrijke rol om deze biologische klok op de buitenwereld af te stemmen, maar hoe dat afstemmen onder natuurlijke omstandigheden precies in z’n werk gaat is voor een belangrijk deel nog onduidelijk.

Ouderen vertonen vaak een verstoord slaapritme. Overdag dutten ze in, terwijl ze ’s nachts wakker liggen en vaak vroeg wakker worden. Giménez onderzocht de invloed van lichtintensiteit, lichtsamenstelling en timing op het slaapritme bij ouderen. Ze bepaalde daarbij ook niveaus van het nachthormoon melatonine in het speeksel van de deelnemers. Het lichaam maakt dit hormoon aan als het donker is. Waarschijnlijk heeft het een belangrijke invloed heeft op het slaap-waakritme.

Staar

Giménez voerde haar onderzoek uit onder ouderen (66-87 jaar) die net een staaroperatie hadden ondergaan. Het interne regelsysteem voor 24-uurs ritmiek is extra gevoelig voor licht met een korte golflengte (blauw licht; tussen de 420 en 500 nm). Een verouderde, troebele lens laat minder blauw licht door. Giménez veronderstelde dan ook dat het slaap-waakritme van ouderen zou kunnen verbeteren na een staaroperatie, omdat de geopereerden plotseling weer een grote hoeveelheid blauw licht binnenkrijgen. Om dit te onderzoeken hielden de deelnemers voor en na de operatie een dagboek bij, verzamelden ze speeksel waarin melatoninegehaltes werden bepaald en droegen ze een horloge waarmee het slaap-waakritme werd gemeten.

Verlaat ritme

De staaroperatie bleek inderdaad de melatoninehuishouding en het slaap-waakritme te beïnvloeden. Giménez: ‘Beide ritmes verschoven naar een later tijdstip. Deze verschuiving was groter bij avondmensen dan bij ochtendtypes. We denken dat met de staaroperatie het oude ritme als het ware weer wordt hersteld.’

Dat de verschuiving vooral bij avondmensen groter is, heeft volgens Giménez te maken met de grotere impact van de toegenomen lichtintensiteit in de avond. ‘Waarschijnlijk is het effect van een nieuwe, heldere lens in de avond relatief het grootst omdat het omgevingslicht dan laag is en een vertroebelde lens daar een relatief groter deel van wegvangt. Overdag is de lichtintensiteit toch al zo hoog, dat zo’n troebele lens minder effect heeft.’

Jongeren

Giménez probeerde deze resultaten te reproduceren bij jongere deelnemers (19-28 jaar). Deze proefpersonen droegen twee weken lang oranje contactlenzen, die net als een vertroebelde lens blauw licht tegenhouden. De resultaten die Giménez vond waren opvallend: ‘Bij de jongere deelnemers trad het staar-effect niet op. Hoewel de lenzen kort na de start van het experiment wel een effect hadden op de melatonine productie, was dit na het twee weken dragen van de lenzen volledig hersteld. Zowel het slaap-waakritme als het ritme van de melatonineproductie verschoven niet door het dragen van de lenzen. Het interne regelsysteem voor 24-uurs ritmiek bij jongeren is dus flexibeler dan bij ouderen. Het past zich snel aan de veranderde omstandigheden en wordt gevoeliger voor blauw licht.’

Minder flexibel

Of de proefpersonen ook daadwerkelijk minder slaapproblemen hadden na de staaroperatie heeft Giménez nog niet onderzocht. Co-promotor Marijke Gordijn: ‘We weten al langer dat licht ontzettend belangrijk is voor een goed slaap-waakritme. Maar deze resultaten laten zien dat deze lichteffecten ook leeftijdsgebonden zijn. Het 24-uurs regelsysteem van ouderen lijkt minder flexibel. Een gezond, jong, systeem kan zich gemakkelijk aanpassen aan lichtveranderingen. Een verouderd systeem veel minder.

Goed dag-nachtritme

Volgens Gordijn pleiten deze resultaten voor een goed dag-nachtritme bij ouderen: ‘Een consequent lichtritme kan helpen: goed licht overdag om wakker te blijven, maar ook echt donker ’s nachts om goed te slapen.’ En vooral niet de hele dag binnen zitten, zegt Gordijn: ‘In huis krijg je ongeveer tweehonderd lux binnen en dat loopt in de avond terug naar misschien nog maar twintig lux. Buiten in het zonlicht is dat tweehonderdduizend lux. Daar kan geen lamp tegenop.’

Curriculum Vitae

Marina C. Giménez (Buenos Aires, Argentinië, 1978) studeerde biologie aan de universiteit van Buenos Aires waarna ze naar Nederland vertrok om daar als promovendus aan de slag te gaan bij de onderzoeksgroep chronobiologie. Voor het beschreven onderzoek werkte ze nauw samen met de afdelingen oogheelkunde van het UMCG en het UMCU. Haar onderzoek werd medegefinancierd door het EUclock framework programma, Philips Lighting, Philips Consumer Lifestyle, Buhlmann Laboratories en de Society for Light Treatment and Biological Rhythms. Na haar promotieonderzoek werkte Giménez ruim twee jaar bij Philips Lighting. Inmiddels is ze werkzaam bij Chrono@Work.

Giménez promoveert tot doctor in de wiskunde en natuurwetenschappen bij prof. dr. D.G.M. Beersma, prof. dr. S. Daan en co-promotor dr. Marijke C.M. Gordijn. De titel van haar proefschrift luidt: ‘Light from Dawn to Dusk – Human Entrainment in a Changing Environment’.

Meer informatie:

• Marina C. Giménez, tel. 06-33956192, e-mail: marina.gimenez gmail.com
• Marijke Gordijn