Wat zijn biologische ritmen?
Biologische ritmen, vaak ook bioritmen genoemd, zijn terugkerende cycli in levende wezens die aansluiten bij wisselende omstandigheden in hun omgeving. Ze kunnen heel kort duren, maar ook dagelijks of zelfs seizoens- of jaargebonden zijn. Voor mensen is het dagritme (het 24-uursritme) bijzonder van belang. Tal van lichaamsfuncties passen zich hierop aan, zoals slaap- en waakcycli en de aanmaak van hormonen. In de volksmond wordt dit ook wel de “biologische klok” genoemd, die ervoor zorgt dat ons lichaam zich elke dag opnieuw op een vergelijkbare manier gedraagt.
Chronobiologie
De wetenschap die biologische ritmen bestudeert, heet de chronobiologie. Dankzij dit vakgebied zijn we beter gaan begrijpen hoe het dagritme van de mens werkt, welke verstoringen er kunnen optreden en welke verschillende chronotypen er bestaan. Een chronotype beschrijft iemands natuurlijke voorkeur voor activiteit en rust. Door te weten wat je eigen ritme is, kun je je levensstijl daarop afstemmen, wat het risico op verstoringen in het circadiane (24-uurs) ritme verkleint. Circadiane ritmen duren ongeveer 24 uur. Daarnaast bestaan er ook kortere ritmen (ultradiane) en langere (infradiane).
Hormonen en het circadiane ritme
Veel hormonen in ons lichaam, zoals cortisol en melatonine, worden via dit 24-uursritme afgegeven. Storingen in het circadiane ritme kunnen leiden tot een versneld of vertraagd bioritme, maar ook tot onregelmatige patronen zoals bij ploegendiensten. Er bestaan verschillende chronotypen die hierbij een rol spelen. De bekendste indeling is die in “uilen” en “leeuweriken”, maar er is ook een uitgebreidere indeling met vier typen: dolfijn, beer, leeuw en wolf.
Werking van circadiane ritmen
Circadiane ritmen duren meestal rond de 24 uur, al kan de daadwerkelijke duur tussen 20 en 28 uur liggen. Een belangrijk voorbeeld is de slaap-waakcyclus, die aangeeft wanneer we actief zijn en wanneer we rusten. Andere voorbeelden zijn dagelijkse schommelingen in lichaamstemperatuur, bloeddruk en hormoonafgifte. Al deze cycli worden gestuurd door een interne biologische klok die blijft doortikken, zelfs los van externe prikkels.
Dit interne mechanisme werd in 1962 bevestigd door het experiment van Aschoff en Wever. Deelnemers die helemaal waren afgesloten van dag-nacht-prikkels, bleven een vrij constant dagritme aanhouden van circa 25 uur. Dit sluit aan bij eerder onderzoek in 1938 van Kleitman en Richardson in Mammoth Cave, waar zij 32 dagen zonder externe tijdsaanduidingen doorbrachten. Ook zij bleven een redelijk regelmatig ritme van 25 tot 28 uur houden.
De suprachiasmatische kern (SCN)
De belangrijkste structuur in de hersenen voor de regulering van het circadiane ritme is de hypothalamische suprachiasmatische kern (SCN), gelegen boven de kruising van de oogzenuwen. Deze kern synchroniseert externe en interne signalen, zodat het lichaam optimaal functioneert. De SCN geldt als de centrale biologische klok van de mens.
Infradiane en ultradiane ritmen
Infradiane ritmen
Infradiane ritmen zijn cycli die langer duren dan 28 uur. Voorbeelden zijn maandelijkse, seizoensgebonden en jaarlijkse ritmes. Sommige theorieën verklaren bijvoorbeeld de menstruatiecyclus (ongeveer 28 dagen) als gekoppeld aan de maancyclus. Ook bestaan er minder bekende cycli, zoals een 33-daagse cyclus van intellectuele creativiteit of een 23-daagse cyclus die fysieke prestaties zou beïnvloeden.
Ultradiane ritmen
Ultradiane ritmen duren minder dan 20 uur, wat betekent dat er binnen één etmaal meerdere volledige cycli kunnen voorkomen. Een herkenbaar voorbeeld zijn de verschillende slaapfasen, die zich ’s nachts meerdere keren herhalen.
Kenmerken van biologische ritmen
Biologische ritmen – waaronder het circadiane ritme – worden gekenmerkt door een aantal specifieke parameters:
- Periode: de tijd die nodig is om één volledige cyclus te doorlopen.
- Frequentie: het aantal volledige cycli per etmaal.
- Fase: de toestand van de variabele op een bepaald moment.
- Acrofase: het punt waarop de hoogste waarde in de cyclus wordt bereikt.
- MESOR: de gemiddelde waarde van de cyclische variatie.
- amplitude: het verschil tussen de gemiddelde waarde en de maximale waarde.
Daarnaast hebben ritmen zowel endogene als exogene componenten. Ze zijn dus niet alleen afhankelijk van onze interne klok, maar ook van invloeden van buitenaf.
Slaap-waakcyclus
Het circadiaans ritme bepaalt wanneer we wakker zijn en wanneer we slapen. Hoewel er individuele verschillen zijn, zien we bij de meeste mensen duidelijke dalmomenten tussen 2.00 en 4.00 uur ’s nachts, en tussen 13.00 en 15.00 uur ’s middags (de bekende “dip” na de lunch). Bij tieners en jonge volwassenen kan dit middagdipje wat later vallen, bijvoorbeeld tussen 14.00 en 17.00 uur. Andersom is de activiteit vaak hoger in de ochtend tussen 8.00 en 12.00 uur en in de namiddag tot vroege avond.
Het dagritme van baby’s
Pasgeborenen hebben nog geen onderscheid tussen dag en nacht. De eerste maanden slapen ze in blokjes van ongeveer 3 tot 4 uur, voornamelijk gekoppeld aan voedingen. Pas na ongeveer drie tot zes maanden ontwikkelen baby’s een duidelijker patroon waarbij ’s nachts meer wordt geslapen en overdag meer activiteit plaatsvindt.
Het dagritme van hormonen
Net als onze slaap-waakcyclus volgen hormonen een circadiaans patroon. Zo piekt insuline ’s ochtends en daalt ze naar de avond toe. Dopamine, adrenaline en tyrosine volgen eveneens een patroon met een piekmoment in de ochtend. Bij kinderen is de afgifte van groeihormoon hoog tijdens de trage slaap in de nacht, wat het belang van voldoende slaap benadrukt. Vooral de hormonen melatonine en cortisol zijn essentieel voor het dag-nachtritme.
Melatonine
De aanmaak van melatonine reageert op licht. Zodra we worden blootgesteld aan (fel) licht, neemt de melatoninespiegel in ons bloed af; in een donkere omgeving stijgt de aanmaak juist. Bij gezonde volwassenen begint het melatonineniveau rond de late avond te stijgen, bereikt het een piek tussen 2.00 en 3.00 uur ’s nachts, en daalt het vervolgens in de vroege ochtend weer.
Cortisol
Cortisol, ook wel bekend als het “stresshormoon”, wordt door de bijnieren geproduceerd en volgt een dag-nachtritme. Als het (dag)licht via de oogzenuw de suprachiasmatische kern bereikt, wordt de aanmaak van cortisol en andere neurotransmitters (waaronder noradrenaline en serotonine) gestimuleerd. Hierdoor voelen we ons overdag wakker en alert. De hoogste cortisolwaarden zijn waar te nemen in de vroege ochtend, tussen 6.00 en 8.00 uur, terwijl de laagste concentraties ergens tussen middernacht en 4.00 uur ’s nachts optreden. Stress kan overigens een forse invloed hebben op deze waardes.
Circadiaan ritme en tijdzoneveranderingen
Veranderingen van tijdzones, bijvoorbeeld bij intercontinentale vluchten, dwingen het lichaam om zich aan te passen en kunnen het dag-nachtritme verstoren (jetlag). Het lijkt erop dat reizen van west naar oost tot meer jetlagklachten leidt dan omgekeerd, omdat het lichaam in het eerste geval “tijd verliest”. Ook de overgang van winter- naar zomertijd vereist aanpassing, wat tijdelijk kan leiden tot slaapproblemen en verminderde prestaties overdag.
Verstoringen van het circadiaans ritme
1. Vertraagd-slaapfasesyndroom
Hierbij loopt iemands ritme een paar uur achter op de gebruikelijke tijden. Vaak worden mensen pas laat in de avond slaperig en hebben ze moeite om vroeg op te staan. Dit kan problemen geven in het dagelijks leven, zoals te laat komen op werk of school. Mensen proberen dan in het weekend of op vrije dagen vaak langer te slapen, wat de cyclus nog verder kan ontregelen.
2. Versneld-slaapfasesyndroom
Het tegenovergestelde komt ook voor: men wordt al vroeg in de avond slaperig en staat ’s morgens (zeer) vroeg op. Ook dit kan slaaptekort veroorzaken als iemand zich toch aan normale werktijden wil aanpassen. Dit patroon wordt vaker gezien bij middelbare leeftijd en ouderen.
3. Onregelmatig circadiaans ritme
Bij ploegendiensten of een zeer onregelmatige levensstijl kan het slaap-waakritme ontwricht raken. Dit leidt vaak tot slapeloosheid in de nacht en een overmatige slaperigheid overdag. Regelmaat in ploegwisselingen of het instellen van vaste slaapgewoonten kan helpen om de balans te herstellen.
Chronotypen
Een chronotype geeft aan hoe iemands biologische klok is afgesteld. We kennen de bekende “uilen” en “leeuweriken”:
- Leeuw/leeuwerik (ochtendtype): Vroege slapers en vroege vogels, met een piek in de ochtend.
- Uil (avondtype): Gaan laat naar bed en staan laat op, met een piek in de avonduren.
Daarnaast is er een grote groep mensen die een mengvorm heeft, zonder uitgesproken ochtend- of avondvoorkeur.
Nieuwere benadering: dolfijn, beer, leeuw en wolf
Psycholoog Michael Breus onderscheidt vier chronotypen in zijn boek The Power of When:
1. Dolfijn (ca. 10% van de mensen):
- Erg lichte slapers, worden vaak wakker ’s nachts.
- Hebben daardoor mogelijk last van chronische vermoeidheid.
- Piek van activiteit ligt laat op de avond.
2. Beer (ca. 50% van de mensen):
- Gebonden aan het natuurlijke daglicht.
- Actief in de late ochtend, moe in de avond.
- Diepe slapers, vaak moeite met opstaan.
3. Leeuw (ca. 15% van de mensen):
- Lijken op het klassieke ochtendtype.
- Staan heel vroeg op en zijn in de ochtend uitermate productief.
- Worden al vroeg in de avond moe.
4. Wolf (ca. 15-17% van de mensen):
- Lijken op het avondtype (uil).
- Moeite met vroeg opstaan en komen ’s avonds laat pas op gang.
- Voelen zich vaak pas rond middernacht slaperig.
Hoewel er veel individuele verschillen en nuances zijn, helpt inzicht in je eigen chronotype om dagactiviteiten en slaaptijden beter op je natuurlijke ritme af te stemmen. Hierdoor kun je de kwaliteit van je slaap en je welzijn verbeteren.