Een oude wijsheid in het slaaponderzoek blijkt op drijfzand te berusten: de mens beschikt, net als andere zoogdieren, wel degelijk over een nauwkeurige biologische klok. Dat maakt nieuwe verklaringen voor verschijnselen als slapeloosheid en jet-lag noodzakelijk.
HET SLAAPLABORATORIUM van de Harvard Medical School in de Amerikaanse stad Boston oogt als het vluchtleidingcentrum van een kleine luchthaven. Een lange wand wordt volledig in beslag genomen door computer- en videoschermen, die 24 uur per dag door onderzoeksassistenten in de gaten worden gehouden. Eromheen liggen de kamers waar proefpersonen zich voor twee, drie of vier weken vrijwillig laten opsluiten. Terwijl ze slapen, eten en lezen in de kleine, spaarzaam verlichte ruimte, wordt volautomatisch hun bloed afgetapt. Metertjes houden hun spieractiviteit, lichaamstemperatuur en hersengolven in de gaten.
In elk van de vijf kamers regeert een andere tijd: waar in kamer 1 de stilte van de nacht nog heerst, krijgt in kamer 2 een proefpersoon een lunch geserveerd. Terwijl in kamer 3 elke twintig uur de haan weer kraait, kan in kamer 4 een ‘dag’ van wel 42 uren worden gedraaid. Room service in dit hotel is een vak apart, beoefend door bedienden die zelf geen horloge mogen dragen en hun opdrachten krijgen van computerprogramma’s die als enige de kluwen van dag- en nachtritmes nog kunnen ontwarren.
Het laboratorium is het best geoutilleerde in zijn soort, weet Derk-Jan Dijk, onderzoeker bij de afdeling Circadiane, Endocriene en Slaapstoornissen van Harvard Medical School. Alle vijf proefkamers worden continu door proefpersonen bezet. Bij elkaar leveren ze zo’n schat aan onderzoeksgegevens, dat voor de verwerking ervan de mankracht soms ontbreekt.
Maar als het ervan komt, zijn de resultaten soms verrassend: al menig oude wijsheid op het gebied van dag- en nachtritmiek vond hier haar Waterloo. Deze zomer werd in het tijdschrift Science (dl. 284, p. 2177) de jongste aan het rijtje toegevoegd: onze biologische klok tikt sneller dan vermoed, en is veel nauwkeuriger dan onderzoekers altijd dachten — even nauwkeurig als die van andere zoogdieren, om precies te zijn.
De menselijke klok, aldus de oude theorie, is onnauwkeurig: wanneer je mensen opsluit in een bunker, ver weg van buitenlicht en -rumoer, zullen de meesten dagen van 25 uur of meer gaan draaien. Een minderheid schakelt over op een dag van minder dan 24 uur. Alle mogelijke varianten kwamen voor — van 13 tot en met 65 uur. Dat de boel in het dagelijks leven niet in de war loopt, komt doordat de klok elke dag wordt gelijkgezet door ‘Zeitgebers’: daglicht, of wekkers die worden bestuurd door elektronische in plaats van biologische klokken.
Die theorie, zo blijkt nu, was deels gebaseerd op misleidende experimenten. In hun bunkers bleven de proefpersonen op tot diep in de avond, geholpen door lampen om goede boeken bij te lezen. Maar al doende schoven ze hun klok daarmee stap voor stap naar achteren — een effect dat ten onrechte werd aangezien voor een variabel dagritme van gemiddeld ruim 25 uur.
De onderzoekers in Boston kozen voor een andere meetmethode: zij dwongen hun proefpersonen te leven naar een dag- en nachtritme van 28 uur. Uiterlijk leek het of zij dit extreme ritme konden volgen — ze gingen naar bed als het donker werd, en stonden op als het licht was geworden. Maar inwendig had hun biologische klok het opgegeven: onafhankelijk van licht en donker, ging het ritme van lichaamstemperatuur en hormoonspiegel zijn eigen gang — niet met een periode van ruim 25 uur, maar van gemiddeld 24 uur en 11 minuten. En anders dan altijd gedacht, lieten de verschillen tussen de proefpersonen zich meten in minuten, in plaats van uren of zelfs dagen.
Die ontdekking blijft niet zonder gevolgen. Hij is niet alleen relevant voor nachtwerkers of reizigers die tijdzones overschrijden, maar ook voor de groeiende groep ouderen die tot hun ergernis ontdekken dat ze vroeger en vroeger wakker worden.
Dit ochtendlijke slaapgebrek, aldus de oude theorie, ontstaat doordat de klok bij ouderen sneller gaat lopen: elke morgen ontwaken ze daardoor een uur te vroeg. Maar de metingen uit Boston laten van deze gedachte weinig over: de biologische klok blijkt niet alleen zeer nauwkeurig, hij blijft gedurende het leven ook constant. “De klok loopt bij ouderen wel een uur voor op die van jongeren,” zegt Dijk. “Maar dat betekent nog niet dat hij ook sneller loopt.”
De onderzoekers zien de oorzaak voor het vroege ontwaken nu in een combinatie van twee factoren: een slechtere slaap, die ouderen sneller wakker laat worden, en de neiging om na het opstaan direct actief te zijn. “Ouderen hebben allerlei activiteiten in de ochtenduren,” zegt Dijk, “bij voorbeeld een verfrissende wandeling. Maar door die wandeling zullen ze de volgende ochtend nóg vroeger wakker worden. In plaats van in het zonlicht te gaan lopen, zouden ze ‘s ochtends juist licht moeten mijden.”
Daartegenover staat dat ze zich ‘s avonds meer met meer licht moeten omringen. Want anders dan lange tijd gedacht, blijkt ook zwak kunstlicht in staat om de biologische klok te verzetten: lang opblijven in een goed verlichte huiskamer zal de klok naar achteren verschuiven. Geen wonder dus dat Philips zich inmiddels met subsidies bij het slaaponderzoek heeft gemeld.
Ook voor luchtreizigers heeft de ontdekking in Boston consequenties. Vliegen naar het westen, aldus de heersende opinie, is gemakkelijker dan naar het oosten, omdat een natuurlijke daglengte van 25 uur ons vanzelf naar achteren schuift. Maar nu die daglengte de 24 uur nauwelijks overstijgt, zijn nieuwe verklaringen nodig. Volgens sommige onderzoekers is de biologische klok ‘s avonds langer gevoelig voor licht dan ‘s ochtends, wat het verschil tussen oost en west zou kunnen verklaren.
Maar volgens Dijk is er meer aan de hand. “Wij zien dat de biologische klok na een sprong naar voren lijkt uit te doven.” Een vlucht naar het oosten, met andere woorden, verschuift de klok niet alleen naar voren, maar vermindert ook zijn werking. Dijk: “Het zou betekenen dat je tijdens een jet-lag nooit echt goed slaapt, maar ook nooit goed wakker bent. Dat zou wel eens bij kunnen dragen aan het gevoel van algehele malaise dat mensen na zo’n reis ervaren.”
Eén oude theorie laat de nieuwe ontdekking ongemoeid: het onderscheid tussen ochtend- en avondmensen blijft toe te schrijven aan verschillende snelheden van de biologische klok, ook al zijn de verschillen veel kleiner dan gedacht. Toch zijn er ook hier nieuwe inzichten — bijvoorbeeld dat, ten opzichte van hun biologische klok, uitgerekend avondmensen voor dag en dauw hun bed verlaten. Dijk: “De biologische klok van ochtendmensen loopt meer dan twee uur voor op die van avondmensen. Maar in de praktijk staan ze maar een uurtje eerder op. Wanneer je het afzet tegen de biologische klok, zijn ochtendmensen dus eigenlijk de echte uitslapers. Geen wonder dat ze altijd zo goed gehumeurd zijn.”