’s Nachts eten en overdag slapen verandert snel de eiwitten in het bloed

Eiwitten betrokken bij het metabolisme verstoren de immuniteit na slechts één gesimuleerde nachtshift.

UNIVERSITEIT VAN COLORADO BOULDER

Volgens een nieuw onderzoek aan de University of Colorado Boulder, gepubliceerd in het tijdschrift PNAS, kan de hele nacht wakker blijven en de hele dag slapen gedurende slechts een paar dagen, de niveaus en patronen van de dagindeling van meer dan 100 eiwitten in het bloed verstoren, waaronder die welke de suikerspiegel, het energiemetabolisme en de immuunfunctie beïnvloeden.

“Wanneer we dingen ervaren zoals jetlag of een paar nachten ploegenarbeid, verandert onze normale fysiologie heel snel op een manier die, als de toestand aanhoudt, schadelijk kan zijn voor onze gezondheid", aldus senior auteur Kenneth Wright, directeur van het laboratorium Slaap- en Chronobiologie en hoogleraar in de afdeling Integratieve Fysiologie.

De studie is de eerste die onderzoekt hoe eiwitgehaltes in menselijk bloed, ook bekend als het plasma-proteoom, variëren over een periode van 24 uur en hoe veranderde slaap- en maaltijdgewoontes hen beïnvloedt.

Het toonde ook 30 verschillende eiwitten die onafhankelijk van de slaap- en maaltijdtiming, variëren afhankelijk van het intern circadiaans ritme. De bevindingen zouden de deur kunnen openen voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor nachtdienstwerkers, die ongeveer 20 procent van de wereldwijde beroepsbevolking uitmaken en een groter risico lopen op diabetes en kanker. Het kan artsen ook in staat stellen om precies het tijdstip van toediening van medicijnen, vaccins en diagnostische tests rond de circadiaanse klok te regelen.

"Als we de eiwitten kennen die de klok reguleert, kunnen we de timing van behandelingen aanpassen aan die eiwitten", zegt hoofdauteur Christopher Depner, postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Integratieve Fysiologie. De onderzoekers rekruteerden zes gezonde mannelijke proefpersonen in hun twintiger jaren om zes dagen door te brengen in het klinisch translationeel onderzoekscentrum van CU, waar hun maaltijden, slaap, activiteit en blootstelling aan licht strak werden gecontroleerd.

Op dagen één en twee hielden de mannen vast aan een normaal schema. Daarna werden ze geleidelijk overgeschakeld naar een gesimuleerd werkpatroon in nachtploeg, waarin ze overdag slaapmogelijkheden van acht uur hadden en de hele nacht wakker werden gehouden om vervolgens te eten.

Onderzoekers trokken om de vier uur bloed en gebruikten de onlangs ontwikkelde technologie door Boulder-gebaseerd SomaLogic, Inc om niveaus en dagpatronen van 1.129 eiwitten te beoordelen. Ze vonden 129 eiwitten waarvan de patronen werden teniet gedaan door de gesimuleerde nachtdienst.

"Tegen de tweede dag begonnen we al eiwitten te zien die normaal gesproken overdag piekten en vice versa," zei Depner.

Eén van die eiwitten was glucagon, wat de lever ertoe aanzet meer suiker in de bloedbaan te drijven. Wanneer proefpersonen 's nachts wakker bleven, steeg het niveau niet alleen' s nachts in plaats van overdag, maar bereikte het ook hogere pieken. Op de lange termijn zou dit patroon kunnen verklaren waarom nachtdienstwerkers doorgaans hogere diabetespercentages hebben, zei Depner.

Het gesimuleerde nachtdienstschema verminderde ook het niveau van fibroblastgroeifactor 19, waarvan in diermodellen is aangetoond de calorieverbranding of het energieverbruik te stimuleren. Dit kwam overeen met de bevinding dat proefpersonen 10 procent minder calorieën per minuut verbrandden.

Dertig proteïnen vertoonden een duidelijke 24-uurs-cyclus, waarbij de meerderheid een hoogtepunt bereikte tussen 2 p.m. en 9 pm. Als het gaat om diagnostische bloedtesten - die vaker worden gebruikt in het tijdperk van precisiegeneeskunde - "is timing belangrijk," zei Wright.

Eerdere studies hebben gekeken naar expressiepatronen van eiwit-coderende genen in specifieke organen. Door de werkelijke eiwitten in het bloed te bestuderen, kunnen onderzoekers een bredere matrix onderzoeken en een beter beeld krijgen van wat er in realtime gebeurt, aldus Depner.

Hij en Wright merken op dat ze alle proefpersonen weinig licht gaven, zodat blootstelling aan licht (die ook sterk van invloed is op het circadiaans systeem) de resultaten niet beïnvloedde. Zelfs zonder kunstlicht 's nachts waren veranderingen in eiwitpatronen snel en wijdverspreid.

"Hieruit blijkt dat het probleem niet alleen licht is," zei Wright. "Wanneer mensen op het verkeerde moment eten of op het verkeerde moment wakker zijn, kan dat gevolgen hebben."

Vertaling: Andre Teirlinck