Circadiaans ritme, waar de klok zit en wat hem verzet

Het circadiaans ritme stuurt de dagelijkse timing van fysiologische processen in het menselijk lichaam aan. Deze interne tijdmeting berust niet op een abstract concept, maar op een aanwijsbare anatomische structuur met een eigen tempo dat dagelijks door omgevingssignalen moet worden gecorrigeerd.

Een centrale gangmaker in de hersenen

De centrale biologische klok bevindt zich in een klein hersengebied genaamd de nucleus suprachiasmaticus, waarvan de rol als gangmaker werd aangetoond doordat transplantaten uit dit gebied het circadiaanse ritme herstelden bij dieren zonder eigen kern en het nieuwe ritme steeds de periode van de donor volgde. ^[1] In deze experimenten met hamsters bepaalde het getransplanteerde weefsel de uiteindelijke cyclusduur van de gastheer. Hiermee werd bewezen dat de nucleus suprachiasmaticus zelfstandig de timing dicteert en niet louter een doorgeefluik is voor andere signalen.

De eigenlijke lengte van het menselijke etmaal

Onder strikt gecontroleerde lichtomstandigheden bedraagt de intrinsieke periode van de menselijke circadiane gangmaker gemiddeld 24,18 uur, met een nauwe verdeling die gelijk is bij jonge en oudere volwassenen. ^[2] Omdat deze periode net iets langer is dan de 24 uur van een astronomische dag, loopt de menselijke klok zonder externe correctie elke dag een fractie achter.

CIBDOL · De eigenlijke lengte van het menselijke etmaal

Eerdere cijfers waren afkomstig van een minder gecontroleerde methode. Vóór dit werk werd de periode van het menselijke rust-activiteitsritme gerapporteerd tussen 13 en 65 uur, met een mediaan van 25,2 uur, en het lichaamstemperatuurritme rond de 25 uur, in onderzoeken waarin mensen werden blootgesteld aan licht op niveaus die voldoende waren om de schatting te verstoren. ^[2] Zodra het omgevingslicht tijdens continue metingen voldoende werd teruggebracht, verdween de brede variatie en kwam de werkelijke periode van 24,18 uur aan het licht.

Hoe het tijdstip van blootstelling de richting bepaalt

Licht verschuift de klok niet blindelings in een vaste richting; het moment van binnenkomst bepaalt of het ritme vooruit of achteruit springt. Bij 21 gezonde volwassenen die op verschillende punten in de cyclus eenmalig werden blootgesteld aan helder licht, had de fase-responscurve een amplitude van 5,02 uur tussen piek en dal, waarbij licht voorafgaand aan het minimum van de lichaamstemperatuur voor vertraging zorgde en licht erna voor vervroeging. ^[3]

Dit temperatuurminimum valt gewoonlijk in de tweede helft van de nachtelijke slaap. Blootstelling aan licht in de late avond verschuift het ritme naar een later tijdstip, terwijl licht in de vroege ochtend de biologische klok juist vervroegt.

Melatonine als graadmeter voor de interne fase

Om de precieze positie van de biologische klok vast te stellen, gebruiken chronobiologen biochemische markers in plaats van gedragsobservaties. De avondstijging van melatonine is een duidelijk afgebakende gebeurtenis die uitsluitend door fel licht gemaskeerd lijkt te worden, terwijl slaap en activiteit er geen invloed op lijken te hebben, zodat het begin ervan gemeten bij gedimd licht wordt gebruikt als een betrouwbare marker voor iemands circadiane fase. ^[4]

Hetzelfde lichtsignaal dat de interne fasen kan verzetten, onderbreekt op het moment van blootstelling ook direct de productie van het hormoon. In 1980 onderdrukte fel kunstlicht de nachtelijke melatonineafgifte bij zes gezonde vrijwilligers, terwijl gewoon kamerlicht, dat bij andere zoogdieren wel volstaat om de secretie te stoppen, geen onderdrukking teweegbracht. ^[5] De gevoeligheidsdrempel voor acute hormoononderdrukking ligt bij mensen aanzienlijk hoger dan bij veel andere zoogdieren.

De gevoeligheid voor verschillende golflengten

Niet alle kleuren licht hebben een gelijke invloed op het circadiane systeem. Het netvlies bevat gespecialiseerde cellen die signalen rechtstreeks naar de nucleus suprachiasmaticus sturen, onafhankelijk van het normale zicht.

Een actiespectrum op basis van 627 nachtelijke onderdrukkingstests bij 72 gezonde volwassenen met afzonderlijke golflengten tussen 420 en 600 nanometer wees 446 tot 477 nanometer aan als het meest effectieve bereik, passend bij een fotopigment dat losstaat van de pigmenten voor het gezichtsvermogen. ^[6] Dit spectrale gebied correspondeert met blauw licht, waardoor lichtbronnen met een hoge concentratie van deze golflengten de krachtigste invloed uitoefenen op de hormonale afgifte.

Invloed van beeldschermen in de avond

Deze fysiologische eigenschappen bepalen hoe alledaagse apparaten de interne timing beïnvloeden. In een gecontroleerde vergelijking deden deelnemers die voor het slapengaan op een lichtgevend apparaat lazen er langer over om in slaap te vallen, produceerden ze minder melatonine, liep hun circadiane klok vertraging op en waren ze de volgende ochtend minder alert dan na het lezen van een gedrukt boek. ^[7]

Cibdol levert melatonine in twee producten onder de naam Fall Asleep, als vloeistof en als capsule. Melatonine wordt in dit overzicht uitsluitend beschreven als het uitgangssignaal van de klok en dit artikel bevat geen aanbeveling over inname of tijdstippen. Dit artikel beschrijft gepubliceerd wetenschappelijk onderzoek naar het circadiane systeem en biedt geen medisch advies voor gediagnosticeerde aandoeningen.