De oorzaken van obesitas zijn complex en worden door veel factoren beïnvloed. Hoewel onderzoek verbanden heeft aangetoond tussen slaap, eetgewoonten en gewichtstoename, zijn wetenschappers nog steeds onzeker over de rol van het circadiane systeem – de biologische klok – bij het vormen van eetgewoonten. Een nieuwe studie van onderzoekers aan de Warren Alpert Medical School van Brown University en Mass General Brigham toont echter een duidelijk verband aan tussen circadiane ritmes, gewicht en eetgewoonten bij adolescenten, een kwetsbare leeftijdsgroep waarvan de eetgewoonten hun levenslange gezondheid beïnvloeden. Uit het onderzoek bleek dat tieners die op basis van hun gewichtsstatus als “te zwaar” of “zwaarlijvig” werden geclassificeerd, later op de dag meer calorieën consumeerden in vergelijking met deelnemers met een gezond gewicht.
De bevindingen, gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences, suggereren dat het circadiane ritme een belangrijke rol speelt bij het verklaren van de latere calorie-inname bij personen met een risico op obesitas, volgens hoofdonderzoeker Mary Carskadon, hoogleraar psychiatrie en menselijk gedrag aan de medische faculteit van Brown University. “Het cruciale belang van de ontwikkelingsperiode van adolescenten voor de voorbereiding van een leven lang gezondheid onderstreept de noodzaak om de rol van slaap/waak en circadiane timingprocessen op eetgedrag te begrijpen,” zei Carskadon, die ook leiding geeft aan het Sleep Research Laboratory in het Bradley Hospital. De hier opgedane kennis opent de deur naar mogelijke interventies die de gezondheid van tieners in de toekomst kunnen verbeteren.
Biologische klok en eetgedrag
Het circadiane systeem bestaat uit triljoenen “klokken” die in vrijwel alle organen, weefsels en cellen aanwezig zijn en die de biologie en het gedrag in staat stellen om zich aan te passen aan de veranderende eisen in de dag-nachtcyclus. Het is bekend dat het circadiane systeem mensen verschillend beïnvloedt door een combinatie van genetische, gedrags- en omgevingsfactoren. Eerdere studies hebben slaap en eetgedrag geanalyseerd met behulp van zelfgerapporteerde metingen van honger en andere variabelen, volgens de auteur van de studie David Barker, universitair hoofddocent psychiatrie en menselijk gedrag (onderzoek) aan de Brown University.
Enkele factoren die dit onderzoek anders maakten, aldus Barker, waren de zorgvuldige meting van voedselinname voor en na de maaltijd en het feit dat omgevings- en gedragsinvloeden werden gecontroleerd terwijl de deelnemers in het lab verbleven. Eenenvijftig vrijwilligers tussen de 12 en 18 jaar namen deel aan het onderzoek, dat werd uitgevoerd in het slaaponderzoekslaboratorium van het Bradley Hospital. De deelnemers werden in drie groepen verdeeld op basis van hun body mass index. Ze werden in een 28-urige slaap- en waakcyclus geplaatst – iets langer dan een typische 24-urige dag – en terwijl ze wakker waren, verbleven ze in een gecontroleerde omgeving met gedimd licht en in totale duisternis terwijl ze sliepen. De deelnemers bleven gedurende het onderzoek, dat 11 dagen en 10 nachten duurde, in dezelfde kamer. Om externe invloeden op het circadiane ritme te controleren, verwijderden de onderzoekers alle externe signalen uit de laboratoriumomgeving, waaronder klokken en toegang tot natuurlijk licht.
Tijdens de wakkere uren kregen de deelnemers zes gelegenheden om op vaste tijden te eten, met een gestandaardiseerd menu waarbij ze zoveel mochten eten als ze wilden tijdens de maaltijd. Onderzoekers hielden het gegeten voedsel en de calorie-inname bij. Gedurende de dag werden ze in de gaten gehouden door onderzoeksstudenten van Brown University en andere instellingen die hen de gelegenheid gaven om deel te nemen aan verschillende activiteiten, waaronder knutselen, films kijken (bij gedimd licht) en bordspelletjes spelen.
De resultaten toonden aan dat veranderingen in het circadiane systeem gedurende de dag en nacht een significante invloed hadden op de voedselinname. In alle drie de groepen was de voedselinname het hoogst in de late namiddag en vroege avond en het laagst in de ochtend, zelfs als rekening werd gehouden met gedrags- en omgevingsfactoren. Dit toont aan dat de biologische klok van het lichaam een directe invloed heeft op hoeveel mensen eten op verschillende tijdstippen van de dag. Jongeren in de obesitas en overgewicht groepen consumeerden significant meer calorieën in de avond dan degenen in de gezond gewicht groep. Onderzoekers vonden geen significante verschillen in de totale slaaptijd tussen of binnen de groepen tijdens de slaapcycli.
Interacties tussen het circadiane systeem, voeding en metabolisme
Volgens onderzoeksauteur Frank Scheer, directeur van het Medical Chronobiology Program in het Brigham and Women’s Hospital, was al bekend dat het circadiane systeem invloed heeft op honger en metabolisme. Het was echter onduidelijk of het circadiane systeem direct invloed heeft op de voedselconsumptie wanneer het geïsoleerd wordt van de invloeden van omgevings- en gedragscycli, waaronder licht, slaap en activiteitscycli. “Deze studie is de eerste die aantoont dat voedselinname zelf wordt gereguleerd door onze interne lichaamsklok,” zei Scheer.
Verdere studies zijn nodig om te bepalen of invloed op de circadiane controle van voeding bijdraagt aan gewichtsverandering, of gewichtsverandering invloed heeft op de circadiane controle van voeding, of dat er sprake is van een combinatie van de twee. Carskadon zei dat de resultaten van dit onderzoek een bron van informatie kunnen zijn voor artsen die adolescenten adviseren over gewichtscontrole.
De invloed van de circadiane timing zou bijvoorbeeld beïnvloed kunnen worden door het licht op de late dagen te vermijden en het felle licht in de ochtend te verhogen, vooral tijdens het sporten. Dit zou kunnen helpen om het ritme naar een betere plaats te verschuiven – en ook gezonde gewoonten te creëren. Met toekomstig onderzoek hoopt het team meer inzicht te krijgen in de interacties tussen het circadiane systeem, voeding en metabolisme, evenals de onderliggende mechanismen van deze relaties en de implicaties voor het ontwikkelen van getimede voedingsinterventies om de gezondheid te verbeteren.
