Verstoorde klokken: hoe eten en bewegen invloed hebben op de timing van onze interne klokken

Een nieuwe studie laat zien dat de timing van de verschillende klokken in ons lichaam afhankelijk is van meerdere stimuli. Dit is onderzocht bij de lever- en spierklok in ratten, waarbij de combinatie van eten en bewegen zorgde voor een verschuiving van de interne klok.

Steeds meer mensen hebben obesitas of diabetes type-2. Een belangrijke oorzaak hiervan is de timing van eten en slapen. Mensen die ’s avonds actief zijn, bijvoorbeeld door hun baan, krijgen een soort metabole mismatch in hun lichaam, waardoor de kans op metabole problemen groter wordt. Maar hoe komt dit?

In ons brein hebben we een biologische klok, maar deze klok heeft een ritme dat niet precies 24 uur is. Hoe zorgen we er dan toch voor dat die biologische klok weet wanneer de dag begint en eindigt? “Deze klok moet elke dag weer gelijkgezet worden”, legt professor Dries Kalsbeek, de groepsleider van deze studie, uit. “De belangrijkste manier om dit te doen is door middel van licht dat via het oog binnenkomt. Elke morgen wanneer je je ogen opent, wordt deze klok dus weer een stukje teruggezet.”

Deze biologische klok in de hersenen is echter niet de enige klok in je lichaam. Verschillende organen kennen hetzelfde moleculaire mechanisme om de tijd bij te houden: de perifere klokken. En ook bij deze klokken is het ritme niet precies 24 uur. Ook deze klokken moeten dus gelijkgezet worden. “Dat gelijkzetten van de perifere klokken is een van de belangrijkste functies van onze breinklok”, zegt Kalsbeek. “Het is namelijk de enige klok die direct verbonden is met het oog en dus “weet” wanneer de klok gelijk loopt. Deze informatie wordt dan gedeeld met de perifere klokken via hormonen of zenuwsignalen.”

Twee signalen

Maar de perifere klokken reageren niet alleen op de signalen vanuit de hersenen. Onderzoek heeft aangetoond dat deze klokken ook gevoelig zijn voor de energiebalans in je lichaam. Wanneer je eet en energie binnenkrijgt, of wanneer je actief bent en energie verbruikt, dan nemen de perifere klokken dit waar. Dit kan ervoor zorgen dat er een mismatch ontstaat tussen de signalen uit de hersenen en de signalen uit het lichaam. “De centrale brein klok en de perifere klok lopen niet altijd gelijk. Wanneer mensen ’s nachts nog actief zijn of nog eten, zegt de centrale klok dat het donker is en dat je dus zou moeten rusten. De signalen uit je lichaam zeggen echter dat je wel actief bent. Deze twee boodschappen matchen niet met elkaar.” Deze mismatch tussen verschillende perifere klokken, bijvoorbeeld tussen de leverklok en de spierklok, is een belangrijke hypothese om metabole problemen, zoals diabetes type-2, te verklaren.

Timing tussen eten en bewegen

Het is reeds langer bekend dat de leverklok meeschuift met het tijdstip van eten. Maar hoe kunnen we de klok in je spieren weer gelijk laten lopen? Dit hebben professor Kalsbeek en zijn collega’s onderzocht in ratten. Hierbij lieten ze ratten op verschillende momenten van de dag rennen. Ratten zijn nachtdieren, en hun biologische klok geeft dus ’s nachts signalen af om actief te zijn. “Ondanks dat we de ratten overdag lieten rennen, bleef de spierklok nog steeds op het nachtritme lopen. Maar wanneer we deze ratten ook alleen overdag eten gaven, zagen we dat niet alleen de leverklok verschoof naar overdag, maar dat nu de spierklok ineens ook ging verschuiven.” De leverklok is dus afhankelijk van het tijdstip van eten, maar de timing van de spierklok is afhankelijk van de timing van eten én bewegen. “Om de klok van verschillende organen te laten verschuiven, is er dus een combinatie van verschillende stimuli nodig”, concludeert Kalsbeek.

Metabole problemen en bewegen

Tegelijkertijd eten en bewegen zorgde niet alleen voor het goedzetten van de spierklok, het had ook allerlei positieve effecten voor het lichaam van de ratten. De ratten die overdag bewogen en aten namen veel minder toe in vetpercentage en gewicht dan de ratten die ’s nachts aten en overdag bewogen. Deze informatie kan ook vertaald worden naar mensen: tegelijkertijd eten en bewegen is belangrijk voor het timen van onze spierklok. De volgende vraag is dan ook wanneer sporten het meest effectief is in mensen. “Tussen de weinige studies die tot nu toe gedaan zijn bij mensen zit nog veel variatie. Om de hoeveelheid glucose in balans te houden, lijkt ’s avonds sporten effectiever. Als we kijken naar lichaamsgewicht, lijkt ’s ochtends sporten dan weer effectiever”. Daarom wil professor Kalsbeek verder onderzoek doen naar de timing van bewegen. “Vooral voor mensen die ’s nachts aan het werk zijn, is dit van belang. We weten dat overdag werken beter is voor je lichamelijke klok, maar hoe kunnen we mensen die ’s nachts moeten werken zo gezond mogelijk houden?”

Bron: Neurobiology of Sleep and Circadian Rhythms

Bekijk hieronder onze infographic