De biologische klok, blauw licht en de slaapkwaliteit

Geplaatst op 16 Januari 2019
Door Koos Meijer - Luck van Leeuwen

De blootstelling aan licht in de avond en in de nacht kan zo erg zijn dat men zich de volgende dag moe voelt omdat de slaapkwaliteit negatief beïnvloed wordt. Verstoringen van de lichaamsklok - ook bekend als je circadiane ritmes – heeft veel negatieve gevolgen voor de gezondheid op lange termijn.

Het belang van donker wordt onderbelicht

De laatste honderdduizend jaar leefde de mens onder slechts één lichtbron: de zon. We stonden op in fel en helder daglicht en gingen na zonsondergang in het donker naar bed. De evolutie heeft ons voorgeprogrammeerd volgens dit oude, nooit veranderende schema.

Lichtvervuiling

De recente uitvinding van kunstverlichting veranderde het natuurlijke schema van licht en donker voorgoed. De meesten van ons brengen de dagen nu vooral binnen door, in relatief zwak licht. In plaats van onze avonden en nachten zoals vroeger door te brengen in het donker, brengen we die tijd door in helder en onnatuurlijk licht. Door dit alles missen we het signaal dat de natuur vroeger zelf gaf, ‘het is donker, tijd om te gaan slapen!’.

Recente studie naar lichtgevoeligheid

Er verschijnt steeds meer onderzoek naar de negatieve effecten van de bloostelling aan kunstlicht in de avonduren en tijdens de nacht. Zo heeft de bekende cicardiaanse bioloog Sean Cain er uitgebreid onderzoek naar gedaan. In zijn meest recente onderzoek, dat verscheen in het gerenommeerde tijdschrift PNAS, laat hij overtuigend zien hoe groot de impact van kunstverlichting eigenlijk is op de slaap en de algehele gezondheid. Voor het onderzoek wierven Cain en zijn team 55 participanten: een mix van mannen en vrouwen in de leeftijdsgroep 18-30 jaar. Zij werden op verschillende avonden gedurende zes weken, vijf uur per dag blootgesteld aan verschillende lichtniveaus. Deze varieerden van 10 lux tot 2000 lux, waarbij 10 lux ontzettend weinig is en 2000 lux extreem heldere verlichting.

De onderzoekers maten tijdens de meetmomenten hoe elke intensiteit van 10 tot 2000 lux de afgifte van het nachthormoon melatonine beïnvloedde. Dat is belangrijk, omdat uit onderzoek blijkt dat de natuurlijke aanmaak van melatonine bepalend is voor de kwaliteit van onze slaap en algehele gezondheid. Lees hier meer over in onze voorgaande blog ‘Hoe melatonine u beschermt tegen vrije radicalen’.

Melatonine, het hormoon van de duisternis

Cain stelt dat ‘melatonine een hormoon van de duisternis wordt genoemd’, dat ‘je lichaam signaleert dat het nacht is.’ Dit werkt als volgt. Wanneer licht (en dan met name het blauwe gedeelte in wit licht) wordt gedetecteerd door fotoreceptoren in de ogen, interpreteert je lichaam dat de zon nog hoog in de lucht is. Bij dim licht, of bij de afwezigheid van licht in de avond of nacht wordt melatonine afgegeven in het bloed en word je als het ware in slaap gesust.

"Vroeger ging de zon onder en werd het donker, écht donker buiten. Dat was het seintje voor onze hersenen: het is nacht, het is tijd om te gaan slapen. Tegenwoordig worden we dag en nacht blootgesteld aan kunstlicht en wordt de aanmaak van melatonine, het nachthormoon, verstoord.”

Grote verschillen in lichtgevoeligheid

Wat blijkt nou uit het onderzoek van Cain en zijn collega’s? Hoewel deze relatie tussen licht en melatonine wetenschappelijk gezien algemeen is geaccepteerd, waren ze toch verrast door de enorme invloed van de blootstelling aan kunstlicht in de avond op de natuurlijke aanmaak van melatonine.

Concreet deden ze de volgende bevindingen: Gemiddeld zijn mensen ongeveer drie tot keer gevoeliger voor wit licht met een breed spectrum dan vooraf was aangenomen. De deelnemers aan het onderzoek onderdrukten de helft van hun melatonine bij blootstelling aan minder dan 30 lux. Dat is ongeveer de helft van een typische bedlamp. Dat stelt de natuurlijke aanmaak van het nachthormoon melatonine met ongeveer 77 minuten uit. In andere woorden, het natuurlijke startschot om optimaal voor te bereiden voor de slaap, verschoof met meer dan een uur naar een later tijdstip. Blootstelling aan 50 lux - ongeveer net zo helder als een standaard woonkamer in de avond – stelde de natuurlijke aanmaak van melatonine met gemiddeld 109 minuten uit. Als gevolg wordt er minder en later melatonine aangemaakt, wat een negatief effect heeft op de gezondheid. Dit omdat melatonine een krachtig anti-oxidant is en een belangrijke rol speelt bij het immuunsysteem. Lees hier meer in onze voorgaande blog. Ook stelt het licht de slaap uit, het wordt moeilijker om in slaap te vallen en om vroeg wakker te worden. Het is gerelateerd aan het vertraagde slaapfase syndroom. (bron).

Onderzoek van Phillips et al., 2019. In deze grafiek worden de verschillen in melatonine onderdrukking tussen individuen weergegeven. (Links) worden twee individuele dosis-responscurven weergegeven: een persoon met hoge gevoeligheid (blauw) en een persoon met lage gevoeligheid (rood). In de grijze lijnen worden de overige individuen weergegeven. Rechts worden de melatonineconcentraties weergegeven van deze individuen bij de blootstelling aan dim < 1 lux licht, gematigd 10 lux, en 100 lux. Aan de rechter kant: de melatonineprofielen van dezelfde twee individuen. Bij de x-aswaarden zijn de uren ten opzichte van de gebruikelijke bedtijd weergegeven. Uit deze studie, blijkt dat sommige mensen tot wel 50 keer gevoeliger zijn voor blauw licht dan anderen. Hier is genetisch bewijs voor gevonden.

Naast dat de studie liet zijn dat we gemiddeld gezien vele malen gevoeliger zijn voor kunstlicht in de avonduren dan we voorheen dachten, toonde deze ook aan dat de individuele verschillen tussen personen veel groter waren dan de onderzoekers hadden verwacht. De biologische klok van sommige participanten was namelijk veel meer verward door avondlicht dan die van anderen. Sommige deelnemers reageerden al hevig op erg dim licht. Bij hen werd 50 procent van de melatonine onderdrukt bij slechts ongeveer 6 lux, een lichtintensiteit die zwakker is dan wat vrijwel iedereen in huis heeft in de avond." Anderen onderdrukten net zoveel melatonine tot ongeveer 400 lux. Dit is heel fel voor een normale kamerverlichting.

Uit deze studie, blijkt dat sommige mensen tot wel 50 keer gevoeliger zijn voor blauw licht dan anderen. Hier is genetisch bewijs voor gevonden.

Wat kunt u doen voor betere slaap, prestaties en gezondheid?

Het beste is om het natuurlijke ritme van dag en nacht te volgen. Zorg dat u voldoende daglicht krijgt en filter al het blauwe licht zodra de zon buiten onder is gegaan. Dit kunt u doen door gebruik te maken van onze oranje slaapbril. Ook gezonde en regelmatige voeding met veel vitamines en vezels stimuleert de aanmaak en werking van melatonine. Eet niet te veel, niet te vaak en niet vlak voor het slapen gaan. Vermijd ook stimulerende middelen zoals koffie, cola, zwarte en groene thee en chocolade. In onderstaande video ga ik verder in op verschillende strategieën om de natuurlijke aanmaak van melatonine te bevorderen.

Bronnen

Chellappa et al., (2012). "Human melatonin and alerting response to blue-enriched light depend on a polymorphism in the clock gene PER3." The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 97.3 (2012): E433-E437.

Esaki, et al., (2016). Wearing blue light-blocking glasses in the evening advances circadian rhythms in the patients with delayed sleep phase disorder: An open-label trial. Chronobiology international, 33(8), 1037-1044.

Gooley, Joshua J., et al., (2010). "Exposure to room light before bedtime suppresses melatonin onset and shortens melatonin duration in humans." The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 96.3 (2010): E463-E472.

Liu, R., Fu, A., Hoffman, A. E., Zheng, T., & Zhu, Y. (2013). Melatonin enhances DNA repair capacity possibly by affecting genes involved in DNA damage responsive pathways. BMC cell biology, 14(1), 1.

Shechter, Ari, et al., (2018). Blocking nocturnal blue light for insomnia: A randomized controlled trial. Journal of psychiatric research96 (2018): 196-202.

Phillips, A. J., Vidafar, P., Burns, A. C., McGlashan, E. M., Anderson, C., Rajaratnam, S. M., ... & Cain, S. W. (2019). High sensitivity and interindividual variability in the response of the human circadian system to evening light. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(24), 12019-12024

Hacışevki, A., & Baba, B. (2018). An Overview of Melatonin as an Antioxidant Molecule: A Biochemical Approach. In Melatonin-Molecular Biology, Clinical and Pharmaceutical Approaches. IntechOpen.

Wang, Y., Wang, P., Zheng, X., & Du, X. (2018). Therapeutic strategies of melatonin in cancer patients: a systematic review and meta-analysis. OncoTargets and therapy, 11, 7895.