Het circadiaans proteoom

Voor het eerst is onderzocht hoe de eiwitgehaltes in ons bloed fluctueren gedurende een etmaal en wat daarop de invloed is van een verstoord circadiaans ritme. Het blijkt in ieder geval gevolgen te hebben voor de bloedsuikerspiegel, het energiemetabolisme en de immuunfunctie.

Een omgekeerd slaap-waakritme verstoort onze eiwitproductie. Onder andere glucagon en fibroblastgroeifactor 19 raken daardoor gedereguleerd, wat kan leiden tot gezondheidsklachten.

Onderzoeksopzet

Voor dit onderzoek van de University of Colorado Boulder verbleven zes gezonde jonge mannen zes dagen in een onderzoekscentrum. Voeding, activiteit, slaap en blootstelling aan (steeds gematigd) licht werden gecontroleerd. De eerste twee dagen verliepen volgens het normale dag- nachtritme. Daarna werden ze geleidelijk overgeschakeld naar gesimuleerde nachtdiensten. Hun bloed werd elke vier uur afgenomen om 1129 eiwitten te onderzoeken, 129 hiervan vertoonden verstoorde patronen.

Slechts een paar dagen een verstoorde biologische klok door een omgekeerd slaap- en maaltijdritme dereguleert de gehaltes van wel 100 eiwitten. Tevens zijn er 30 eiwitten onderscheiden die wel onze interne circadiaanse klok blijven volgen, onafhankelijk van ons slaap- en maaltijdritme.

De gevolgen voor de gezondheid

Op de tweede dag van het omgekeerde slaap-waakritme begonnen de eiwitten die normaal overdag pieken ‘s nachts te pieken en andersom. Glucagongehaltes, belangrijk voor de regulatie van de bloedsuikerspiegel, raakten verstoord en de piek lag hoger. Dit zou weleens de oorzaak kunnen zijn dat nachtploegmedewerkers vaker diabetes ontwikkelen.

Ook het gehalte fibroblastgroeifactor 19, wat in diermodellen calorieverbranding en energieverbruik stimuleert, daalde. Dit zou kunnen verklaren dat de proefpersonen tijdens het verstoorde circadiaanse ritme tien procent minder calorieën verbrandden.

Maar niet het hele dag-nachtritme van het proteoom raakte verstoord: 30 eiwitten bleven wel gewoon de interne klok volgen. Mogelijk leidt dit tot extra verstoring omdat bepaalde eiwitten opeens tegelijkertijd vrijkomen, in plaats van afgewisseld. Kortom: Eiwitten die de suikerspiegel, het energiemetabolisme en de immuunfunctie reguleren raken ontregeld door een omgedraaid circadiaans ritme, met alle gevolgen van dien.

In de praktijk

 
Deze bevindingen kunnen helpen het risico op ziekten bij nachtploegmedewerkers te verkleinen. Bovendien kan het een leidraad zijn voor artsen om het gunstigste tijdstip voor toediening van medicatie en vaccins te bepalen. Timing van behandelingen en diagnostische tests kan worden aangepast aan de eiwitgehaltes die door de circadiaanse klok worden gereguleerd. Behandelingen en testuitslagen zijn zo adequater.

Bronnen

• Depner CM, Melanson EL, McHill AW, Wright KP Jr. Mistimed food intake and sleep alters 24-hour time-of-day patterns of the human plasma proteome. PNAS June 5, 2018. 115 (23) E5390-E5399; published ahead of print May 21, 2018. 
• https://medicalxpress.com/news/2018-05-night-day-swiftly-key-blood.html
• http://www3.naturafoundation.nl/?objectID=16309