overzicht lezing DE BETEKENIS VAN SLAPEN VOOR ONZE GENEN
• • • •
drs. Anna Kruyswijk - v.d. Heijden MBOG lustrum symposium 4 oktober 2008
• • • •
wat is slapen ?
slapen als fenomeen slaapbehoefte biologische klok: interne en externe ritmes melatonine en de aansturing ervan door clock genen functies van melatonine slaapstoornissen en hun effecten conclusies eten voor melatonine, eten voor minder stress
tijdens slapen: verlangzaming hersenactiviteit SLAAPFASEN -- EEG: beta: dagbewustzijn, ogen open, aktief alfa: ontspannen, slaperig --- eerste slaapfase theta: ogen dicht, doezelen --- tweede slaapfase delta: diepe droomloze slaap --- derde slaapfase, die 1 tot 1 1/2 uur duurt REM fase --- dromen, duurt 5 a 6 min. SAMEN: SLAAPCYCLUS van 1 1 /2 uur
• een toestand van rust voor lichaam en geest, waarin reversibel gedeeltelijk verminderd of afwezig bewustzijn en reversibel verminderde of afwezige zintuiglijke perceptie. • we slapen 1/3 deel van ons leven
slaapbehoefte • per nacht 4 tot 5 slaapcycli, waarvan de eerste 3 de kernslaap worden genoemd, met meer diepe slaap. • later in de nacht langere REM slaap • na REM slaap: hersenactiviteit naar theta en beta --- wakker worden
• • • • •
baby: 16 uur met 50 % REM slaap 10 jaar: 10 uur met 20 % REM slaap volwassen: 7 tot 8 uur ouderen: korter ? 6 tot 7 uur meisjes / vrouwen: meer slaap nodig !
1
tijdens de slaap • synchronisatie van ons interne ritme aan het ritme van de natuur om ons heen, onder invloed van melatonine interne biologische klok: SCN in hypothalamus: 25 uur externe biologische klok: 24 uur • overschakeling dagmetabolisme naar nachtmetabolisme, met wisselende hormoonspiegels
circadiaans ritme / biologische klok • • • • •
energie homeostase temperatuur regulatie honger - verzadiging rust - activiteit slapen - waken
biologische klok: externe ritme • wordt geregeld door dag en nacht (licht en donker) in de natuur om ons heen • dus door de baan van onze planeet om de zon, de draaiing van de aarde om haar eigen as, de as-stand van de aarde • het externe ritme bedraagt 24 uur • ten opzichte van het externe ritme loopt de interne klok dus ongeveer een uur achter
• harmonisering van autonome regulatieprocessen: 9ritme van ademhaling, hartslag en circulatie 9 verlaging van bloeddruk en temperatuur in tweede helft nacht • reparaties weefsels / cellen / DNA
biologische klok: interne ritme • wordt gegenereerd in de suprachiasmatische nuclei (SNC) in de hypothalamus, onder invloed van clock- genen • heeft een ritme van ongeveer 25 uur • regelt de basis voor alle hormonale, neuronale, en immunologische processen binnen het lichaam • uitvoering onder supervisie van de hypothalamus (autonome zenuwstelsel)
MELATONINE SYNCHRONISEERT ons INTERNE RITME met het EXTERNE RITME in de NATUUR om ons heen, gedurende de NACHT, onder invloed van clock- genen
melatonine is aanwezig in alle levende organismen
2
melatonine Hypothalamus
Hypofyse Pinealis
Locus coeruleus
Medulla oblongata
• 3 biljoen jaar oud hormoon, geproduceerd door gll. pinealis, indirect onder invloed van (UV) zonlicht • aanmaak melatonine begint rond derde maand, met piek rond derde jaar. Daarna geleidelijk minder productie • basisstof is tryptofaan • synthese van eerst serotonine bij helder licht, en vervolgens melatonine bij duisternis
onder invloed van licht • stijging van cortisol serotonine dopamine GABA • daling van melatonine norepinefrine NE acetylcholine
Tryptofaan
(UV) licht --> --> netvlies: cryptochromen, dit zijn de circadiane fotoreceptoren Æ suprachiasmatische nuclei (SCN) in de hypothalamus Æ gll. pinealis
gen regulatie bij de synthese van melatonine
B2, B3, IJzer
5 Š OH - Tryptofaan B6, Mg, Zn
5 Š OH Š Tryptamine = Serotonine N Š Acetyl - Serotonine Foliumzuur, B12
Melatonine
door ritmische, circadiane inductie van een groep genen, door een netwerk van clock genen • centrale clock genen in de retina, SCN en ggl pinealis • perifere clock genen in de bijnieren
3
aangrijpingspunt en werking • enzym voor omzetting serotonine naar melatonine: ANAAT arylalkylamine Nacetyltransferase • in begin van de nacht: clock genen SCN --> stijging noradrenaline (NE) --> intracellulaire cAMP productie in ggl pinealis stijgt --> activatie proteine kinase A --> ritmische translatie van ANAATmRNA met piek rond middernacht --> melatonine stijgt
melatonine receptoren • tal van organen bevatten melatonine receptoren: structuren in CZS, bloedvaten, mammae, pancreas, lever, nieren, blaas, ovaria, prostaat, huid, immuunsysteem • melatonine receptoren mediëren in een circadiaans ritme tal van intracellulaire processen, op het niveau van gen expressie
melatonine effecten • Beïnvloeding van de gen expressie op receptor niveau in tal van organen • synchronisatie interne dag-nacht ritme met dag-nachtritme in de natuur • slapen: melatonine verbetert de inslaaptijd en vrijwel alle vormen van slaapstoornissen • anti-oxidatieve effecten dmv “free radical cascade reaction” met antioxidatieve tussenproducten: 1 molecuul melatonine kan minstens 4 reactieve soorten neutraliseren
• na middernacht: negatieve feedback door 3 clock eiwitten uit ggl pinealis--> ANAAT mRNA daalt --> melatonine daalt • overdag: proteine kinase A afbraak o.i.v. licht --> melatonine vrijwel nihil • ritmiek in transcriptie van genen in ggl pinelalis verloopt zowel endogeen als licht gestuurd • clock genen in bijnieren --> ritmische gen expressie via modulering vanuit SCN en ggl pinealis (melatonine) --> circadiaanse cortisolproductie • insuline potentieert de NE gemedieerde melatonine synthese
acties melatonine Receptor- mediated: • controle seizoensgebonden reproductie • modulatie van slaapprocessen • invloed op botgroei • invloed op de insuline secretie Receptor- independent: • neutralisatie van vrije radicalen • reductie van oxidatieve stress • verbetering van hyperthyreoidie • verminderen van de toxiciteit van septische toestanden
• toepassing bij oxidatieve stress bij: ALS, na operaties, ROS beta cellen pancreas, schade bij intravertebrale discusdegeneratie. • diabetes mellitus: lage melatoninespiegels bij ontstaan DM en bij diabetici. • melatonine verbetert de receptor respons op insuline, verbetert metabool syndroom waarden (insuline, lipiden, microalbuminurie) • melatonine verlaagt hypertensie dmv verlaging van glutamine en verhoging van taurine en GABA in CSZ
4
• melatonine heeft oncostatische eigenschappen, door directe en indirecte betrokkenheid bij de epigenetische mechanismen rond kanker (invloed op deregulatie van PER2 bij mammacarcinoom als gevolg van ritmische verstoringen) • mogelijk inhibitie van DNA methyltransferase (bij abnormaal methyleringspatroon van DNA) door melatonine en dus een rol in de epigenetische regulatie • melatonine kan de verstoorde modulatie van gen expressie als gevolg van desynchronisatie, herstellen • bij ontstaan van UD: verstoorde melatonine synthese. Melatonine bevordert genezing UD.
gevolgen algemeen • overdag slechter functioneren • verstoring tijdgestuurde processen mbt cellulair metabolisme, DNA reparatie en gen expressie ---> verminderde gezondheid, veminderde levensverwachting ZIE de effecten van melatonine • lager cortisol na ontwaken: psychische en fysieke kwetsbaarheid --> gezondheidsrisico’s • melatonine ‘s nachts lager --> slechter slapen
vervolg stress effecten • effecten op het immuunsysteem: NK cel activiteit, lymfocyten populatie, lymfo-cyten proliferatie, antilichaamproductie, reactivatie latente virusinfecties • hypercoagulabiliteit door inductie van catecholamines • verminderde aanmaak groeihormoon >> verminderde sportprestaties
slaapstoornissen • gefragmenteerde slaap • slaap deprivatie • chronic delayed sleep phase syndrome • gevolg: non restorative sleep • slechte slaapkwaliteit gaat gepaard met: 9verminderde melatonine productie 9lagere cortisolspiegel na ontwaken
maar ook Chronische slaapstoornissen ---> STRESS ---> ---> ---> ontsporing regulatie AZS • hogere cortisolspiegels overdag en hogere melatonine spiegels overdag---> --> inhibitie van celproliferatie en gestoorde gen- expressie in de gyrus dentalis van de hippocampus --> verstoring van normale activiteit en geheugen consolidatie in de hippocampus en prefrontale cortex
slaapstoornissen en diabetes mellitus (DM) slaapstoornissen >>>> DM, zowel via melatonine als AZS / cortisol problematiek: • gestoorde voedselopname: meer honger • verstoring glucose metabolisme >>> DM en insuline resistentie • lagere melatonine spiegel >> verminderde protectie beta cellen tegen oxidatie >> DM • lagere melatonine spiegel >> slecht gereguleerde DM sneller achteruit • bij DM: lagere melatonine spiegels, verminderde ANAAT activiteit, melatonine receptoren in pancreas werken minder goed
5
conclusies • ons interne dag-nachtritme, vanuit SCN, wordt door genen “aangestuurd” • de synchronisatie van het interne ritme met de natuur om ons heen, verloopt via melatonine, waarvan de synthese gen gestuurd verloopt • melatonine zelf heeft subtiele effecten op de gen-expressie van tal van intracellulaire processen
• een goede nachtrust bevordert onze gezondheid d.m.v. evenwicht in de autonome regulatie processen, waardoor ook onze stress bestendigheid verbetert • een goede nachtrust bevordert de verzorging van onze genen • een evenwichtige melatonine huishouding is essentieel voor een goede nachtrust
eten voor melatonine • voldoende (UV) zonlicht overdag --> synthese serotonine en later melatonine • intacte structuren oog - retina - hypothalamus (SCN) - ggl. pinealis • voldoende tryptofaan in de voeding: soja, avocado, ei, noten en zaden, yoghurt, kwark, dadels, banaan, tomaat, in geringe mate in vlees en vis • voldoende opname tryptofaan in de dunne darm (competitie andere aminozuren) • voldoende co-factoren voor melatonine prod. • vermindering stoorfactoren: stress, insulineresistentie
eten voor minder stress • voldoende tyrosine in de voeding: noten, vis, zaden, rundvlees, zuurkool, zuivel, ei • voldoende co- factoren voor synthese dopamine en (nor) adrenaline • voldoende cholesterol in voeding voor cortisol productie • stress reductie technieken: mindfulness, yoga, meditatie
algemeen zorgen voor een goede slaaphygiëne • donkere slaapkamer • structuur en ritme in je dagelijkse bezigheden • dagelijks buiten zijn en bewegen • ‘s avonds tot rust komen
dank voor Uw geduld en aandacht
drs. Anna Kruyswijk - v.d. Heijden, arts © Jouw Voeding www.jouwvoeding.com
6
