Timing telt: zo beïnvloedt inspanning je stofwisseling en aanpassingsvermogen

Onze hersenen zijn niet het enige onderdeel van ons lichaam dat de tijd bij kan houden. Elk orgaan heeft zijn eigen interne klok en het synchroon laten lopen van deze klokken is beter voor onze metabole gezondheid. Daarom heeft Ayano Shiba, onderzoeker bij het Nederlands Herseninstituut, tijdens haar PhD onderzocht hoe de timing van eten en inspanning de interne klokken van ons lichaam beïnvloedt. 

De verhulde tijdsmanagers van het lichaam

Onze biologische klok wordt vooral beïnvloedt door licht. Elke ochtend komt er licht via onze ogen binnen die deze centrale klok in ons brein reset. Dit helpt ons om verschillende processen in ons lichaam te synchroniseren met elkaar. Maar ons brein is niet de enige die de tijd bijhoudt.

In werkelijkheid heeft elk orgaan, zoals onze huid, lever en hart, zijn eigen interne klok. Deze worden ook wel de perifere klokken genoemd en generen ritmes door middel van moleculaire mechanismen vergelijkbaar met die van de centrale breinklok. Deze ritmes worden echter niet direct geregeld door licht, maar vooral door gedragssignalen zoals de tijd waarop we eten of ons inspannen. Onder normale omstandigheden, wanneer ons gedrag gelijkloopt met het dag-nachtritme, lopen ook de ritmes van de centrale klok en de perifere klokken gelijk.

Er ontstaan echter problemen wanneer je eet of je inspant op ongewone tijden. Nachtwerkers, zoals dokters of brandweerlieden, zijn bijvoorbeeld vaak actief gedurende de nacht en slapen wanneer het buiten licht is. Dit zorgt ervoor dat onze hersenen denken dat het nacht is, omdat het buiten donker is. Onze lever denkt echter dat het dag is, omdat we net hebben gegeten. Dit zorgt voor een mismatch van informatie tussen onze perifere klokken en onze centrale klok, een fenomeen dat we verstoorde circadiaanse ritmiek noemen.

Na verloop van tijd kan deze verstoorde ritmiek serieuze consequenties hebben voor onze gezondheid. “Studies hebben aangetoond dat mensen die een langdurige verstoring van hun circadiaanse ritmiek ondergaan een hoger risico hebben om obesitas, diabetes type-2 en zelfs kanker te ontwikkelen”, legt Shiba uit. “Als we begrijpen hoe de verschillende klokken in ons lichaam functioneren en hoe we ze beter op elkaar kunnen afstemmen, helpt dat ons om gezondere routines te ontwikkelen, vooral bij levensstijlen die afwijken van het natuurlijke dag-nachtritme.”

Opnieuw instellen van onze perifere klokken

Om te onderzoeken hoe het tijdstip van eten en bewegen de perifere klokken beïnvloedt, kijken Shiba en haar collega’s van de Kalsbeek-groep naar ratten, natuurlijke nachtdieren, die zij aan verschillende condities blootstelden. Sommige ratten moesten zich overdag inspannen, terwijl andere dit juist alleen ’s nachts konden. Sommige ratten aten terwijl ze zich inspanden, terwijl andere ratten juist ‘out of sync’ aten.

Eerder hebben Paul de Goede en Joelle Oosterman, voormalige PhD studenten uit de Kalsbeek-groep, bevestigd dat eten op het verkeerde moment van de dag (voor ratten dus overdag) de perifere klok in de lever laat verschuiven, terwijl de perifere klok in de spieren zijn ritme verloor. Dit veroorzaakte dus een mismatch van de perifere klokken.

Omdat inspanning een sterke invloed heeft op de skeletspieren, veronderstelde Shiba dat inspanning de spierklok wel van nacht naar dag zou kunnen verschuiven. Dat bleek echter niet zo te zijn. Maar inspanning overdag in combinatie met het verschuiven van de timing van eten, veroorzaakte wel iets bijzonders: zowel de lever- als de spierklok schoven 12 uur op en kwamen daardoor weer overeen.

De impact van timing op ons metabolisme

Nog verrassender was het effect van timing op het metabolisme van de ratten. Wanneer de timing van eten en inspanning overeenkwam, zelfs op het ‘verkeerde’ moment van de dag, had dit een positief effect op de gewichtstoename en vetophoping van de ratten. Bewegen op het ‘verkeerde’ moment van de dag (niet in lijn met de eetmomenten) bleek juist schadelijk te zijn, en even nadelig als het eten van een ongezond dieet.

“Voordat we deze resultaten naar mensen kunnen vertalen, is er uiteraard meer onderzoek nodig. Onze resultaten geven echter wel een goede indicatie dat het beter is om de timing van eten en bewegen te synchroniseren, zelfs als dit op het ‘verkeerde’ moment van de dag is”, legt Shiba uit. “Als ik zo vrij mag zijn om dit direct naar de praktijk te vertalen: een pizza om middernacht eten na een hele nacht feesten kan beter zijn dan wachten met eten tot de volgende ochtend. Natuurlijk betekent dit wel dat je de volgende dag dan moet vasten!”

Beweging en oestrogeen hebben impact op het aanpassingsvermogen van de hersenen

De vraag bleef echter hoe beweging op een ander moment van de dag de moleculaire mechanismes in onze hersenklok kunnen beïnvloeden. Om dit te onderzoeken, focuste Shiba op het eiwit ΔFOSB. Dit eiwit speelt een sleutelrol in de langetermijnplasticiteit van de hersenen, oftewel het vermogen van de hersenen om zich aan te passen.

Shiba en haar collega’s onderzochten ΔFOSB-niveaus in de suprachiasmatische nucleus (SCN), de regio in het brein waar onze centrale klok zich bevindt. Ze ontdekten dat inspanning zorgde voor een afname van het ΔFOSB-niveau, wat wijst op een groter aanpassingsvermogen van de SCN. “In bredere zin,” legt Shiba uit, “toont dit hoe inspanning ons kan helpen om sneller te herstellen van een jetlag, doordat het de hersenen helpt hun interne klok te resetten.”

Maar er bleek nog een andere belangrijke factor te zijn die de plasticiteit van de hersenen beïnvloedt. Toen ze namelijk de ΔFOSB-niveaus bij mannelijke en vrouwelijke ratten na inspanning vergeleken, ontdekten de onderzoekers dat hoewel inspanning bij de mannetjes leidde tot een lichte daling van ΔFOSB, de afname bij vrouwtjes veel duidelijker was.

Om dit verschil te begrijpen, keken ze naar de ΔFOSB-niveaus tijdens de oestruscyclus van de vrouwelijke ratten. “Interessant genoeg viel een lager ΔFOSB-niveau in de SCN samen met een piek in oestrogeen-niveau,” legt Shiba uit. “Samen met de resultaten van vervolgexperimenten suggereert dit dat zowel inspanning als oestrogeen het ΔFOSB-niveau verlagen en daarmee het aanpassingsvermogen van de hersenen vergroten.”

Wat dit voor jou betekent

Dit onderzoek biedt waardevolle inzichten in hoe onze centrale en perifere klokken werken en hoe hun synchronisatie onze metabole gezondheid kan beïnvloeden. Deze bevindingen kunnen het advies verbeteren voor mensen die niet tijdens ‘normale’ tijden actief zijn, zoals nachtwerkers.

Maar verder dan gezondheidsvoordelen voor nachtwerkers, benadrukt Shiba de relevantie van haar onderzoek voor ons hectische leven: “Het lijkt tegenwoordig alsof we nooit genoeg tijd hebben, omdat we altijd druk bezig zijn,” zegt Shiba. “We moeten werken, koken, eten, bewegen, tijd doorbrengen met familie en vrienden, en nog veel meer. Dus als we tijd kunnen besparen door de timing van eten en beweging te optimaliseren om ons metabolisme te verbeteren én tegelijk een uur beweging per dag uit te sparen, wat kan dat dan kwaad?”

Ayano Shiba: “The clock is running – Effects of Timed Exercise and Food Intake on the Circadian Timing System in the Rat”. De verdediging vond plaats op dinsdag 23 september, 2025 in de Agnietenkapel, Oudezijds Voorburgwal 229-231, Amsterdam.