Steeds meer onderzoeken laten een verband zien tussen de huidige obesitasepidemie en onze moderne levensstijl: de circadiaanse klok en alle daaraan gerelateerde processen raken van slag door ons 24/7 ritme.

Ons dag- en nachtritme, ook wel de circadiaanse klok genoemd, is een buitengewoon betrouwbaar mechanisme dat in de loop van de evolutie helemaal afgestemd is geraakt op de dag- en nachtcyclus van de aarde. Ons metabolisme, ons gedrag, onze fysiologie en biochemie hangen er nauw mee samen. Mensen die 'out of sync' raken met dit ritme blijken zick een hele reeks van problemen op hun hals te halen: diabetes, obesitas, hartproblemen, spijsverteringsproblemen en zelfs depressies. Steeds meer onderzoek lijkt er op te wijzen dat niet alleen de circadiaanse klok, maar ook de timing van onze maaltijden een rol speelt.

Metabolisme beïnvloed door moment van eten
Het is nog niet helemaal duidelijk hoe het zit. Maar uit dieronderzoek komen verontrustende voorbeelden. Zo worden muizen die 24 uur per dag toegang hebben tot (vetrijk) eten snel obees en ongezond. Als muizen muizen alleen 's nachts mogen eten (muizen zijn nachtdieren) dan consumeren ze evenveel calorieën maar doen de ongunstige metabolische neveneffecten zich niet (of veel minder) voor.

Ook bij mensen blijkt de timing van de maaltijd van belang. Uit een Spaans onderzoek onder de deelnemers aan een afvalprogramma kwam dat de proefpersonen die hun hoofdmaaltijd (middagmaal) voor 15.00 uur aten sneller en meer afvielen dan degenen die later aten. Beide groepen volgden hetzelfde dieet, sportten en sliepen evenveel en hadden ook nog dezelfde niveaus aan hongerhormonen in hun bloed. "Wij zijn 's nachts en overdag totaal verschillende beestjes", zegt Satchidananda Panda van het gespecialiseerde onderzoekslaboratorium Salk Institute (Californië).

SCN: de centrale klok
Nog niet zo lang geleden beschreven wetenschappers de circadiaanse klok als een mechanisme dat geregeerd werd door de 'suprachiasmatische nucleus' (SCN) in de hypothalamus. Maar sinds de jaren 90 is dat beeld veranderd. Toen werden de eerste 'klokgenen' in kaart gebracht en die bleken in vrijwel alle lichaamsweefsels voor te komen. Was er inderdaad wel sprake van één centrale klok, de SCN, of houdt iedere cel of orgaan zijn eigen tijd bij? Nader onderzoek wijst op dat laatste. We hebben zowel in onze organen als weefsels ook nog vele 'perifere klokken'. Ze helpen het dagelijkse ritmische functioneren van organen regelen, door te variëren, te 'oscilleren', in de hoeveelheid moleculen of eiwitten die ze genereren. Voor de signalen die de SCN, de belangrijkste centrale klok, afgeeft, is daarbij vooral de 'zeitgeber' daglicht van belang. Zeitgebers zijn omgevingsstimuli die het lichaam vertellen hoe laat het is. De perifere klokken blijken op andere zeitgebers te reageren, zoals het moment dat er voedsel binnenkomt.

Redactie
Word lid

Fijn dat je Foodlog leest! Dit artikel is gratis. Wil je dat wij kunnen blijven bestaan? Steun ons dan en word lid. Dat kan al vanaf €5,- per maand.


'Oscilleren'
Een voorbeeld: als een muis niet eet (slaapt) zijn er in zijn lever ongeveer 300 verschillende miniprocessen aan de gang (gentranscripties, eiwitcodering, enzymactiviteit, genexpressie, moleculaire activiteiten). Als ze continu kunnen eten, worden dat er wel 3.000. Mogen de muizen alleen overdag eten (wanneer muizen eigenlijk slapen), schiet dat nog verder door om op 5.000 oscillerende gentranscripties uit te komen.
Ook bij zoogdieren is een vergelijkbaar mechanisme aangetoond. 'Klokeiwitten' in de dikke darm pieken op totaal verschillende momenten in de dag, afhankelijk van of ze de hele dag kunnen eten of alleen maar in bepaalde perioden. Het grappige is dat, als je centrale klok (SCN) kapot is, je met de perifere klokken je lichaam kunt 'leren' zich te reguleren: maaltijdmomenten vertellen je maagdarmstelsel hoe laat het is.

Eten op verkeerde tijden
De timing van eten heeft een veel sterkere invloed op de perifere klokken dan op de SCN. Wetenschappers denken dan ook dat dit aan de wortel ligt van de gezondheidsproblemen van nachtelijke werkers. "Wij vermoeden dat eten op ongeschikte momenten van de dag leidt tot perifere klokken - in de lever, in vet, de alvleesklier, spierweefsels - die afwijken van de SCN 'kloktijd'", zegt Georgios Paschos, een onderzoeker aan de University of Pennsylvania.

Eten op 'verkeerde' tijdstippen blijkt impact te hebben op de suikerhuishouding, vetzuursynthese en afbraak, cholesterolproductie en de hele leverfunctie. Weer een muizenvoorbeeld: het gen pCREB regelt de glucosetoevoer tijdens de slaap van muizen. Dit zou alleen overdag actief moeten zijn, als de muizen normaliter slapen. Maar in de muizen die de hele dag konden eten, bleef pCREB hoog en dat leidde tot een hoog bloedsuikerniveau.
Een ander voorbeeld is het molecuul Rev-erbα. Dit molecuul blijkt in de lever van een muis zo ongeveer iedere dag om 5 uur uitgeschakeld te worden, om 12 uur later een van de meest voorkomende moleculen te zijn. Is Rev-erbα 'uit', 's nachts, dan gebruikt de lever glucose om vetten te maken en op te slaan. Overdag, als de muizen slapen, gaat Rev-erbα weer 'aan' en maakt de lever glucose voor de rest van het lichaam. Werd Rev-erbα helemaal uitgeschakeld, dan vervette de lever binnen no time.

Feedbackloop
Het wordt nog ingewikkelder. Want inmiddels is wel duidelijk dat de klok invloed heeft op het metabolisme en hoe de timing van eten de klok beïnvloedt. Hoe die beïnvloeding - de feedbackloop - in elkaar steekt, is onderwerp van veel recent onderzoek. Het gaat te ver dat in dit artikel uiteen te zetten. In The Scientist staat het fascinerende verhaal van de intieme verbanden tussen energie metabolieten en enzymen zoals CLOCK, SIRT1, BMAL1, NAD+, NAMPT, Acetyl-CoA en anderen. Hoe het samenspel tussen de klok, het metabolisme en de feedbackloop beïnvloedt wordt door verschillende eetpatronen moet nog nader onderzocht worden.

Obesitasepidemie?
The Scientist komt tot een heel voorzichtige conclusie, 'with caution and caveats'. Het lijkt er op dat eten op momenten dat ons genoom in de vast- en energiespaarstand staat tot metabolische verstoringen en gewichtstoename leidt. Het definitieve experiment om dat vast te stellen moet nog gedaan worden, maar misschien is de moderne mens (ongemerkt) al wel aan dat experiment begonnen. De afgelopen 50 jaar leeft de mens (in westerse landen) grotendeels met kunstlicht, dag en nacht televisiekijken en rond de klok eten, snacken en de koelkast plunderen. Het daglicht bepaalt niet langer wanneer wij eten.

Zou dat wellicht de oorzaak zijn voor de obesitasepidemie?

"Zoals met vele evolutionaire argumenten is het moeilijk te bewijzen, maar [...] waarom zouden we anders dingen die zo nauw verbonden met de omwenteling van de aarde zijn nodig hebben", zegt Mitch Lazar, de ontdekker van Rev-erbα, in het artikel.

Fotocredits: Rishi Bandopadhay
Dit artikel afdrukken