Schermtijd verstoort de slaap door interne klokken opnieuw in te stellen
Recent onderzoek heeft aangetoond hoe lichtgevoelige cellen in het oog de interne klok kunnen resetten bij blootstelling aan licht.
De ontdekking zou kunnen helpen verklaren waarom langdurige blootstelling aan licht dat niet synchroon loopt met het natuurlijke of circadiane ritme van een persoon de slaap kan verstoren en de gezondheid kan schaden.
Dit kan bijvoorbeeld het gevolg zijn van langdurige blootstelling aan licht 's avonds laat.
De onderzoekers van het Salk Institute for Biological Studies in La Jolla, CA, hopen dat hun bevindingen zullen leiden tot verbeteringen in de behandeling van slapeloosheid, jetlag, migraine en circadiane ritmestoornissen.
Het team heeft hun bevindingen in het tijdschrift gepubliceerd Celrapporten.
Wetenschappers hebben ontdekt dat circadiane ritmestoornissen verband houden met ernstige gezondheidsproblemen, waaronder metabool syndroom, insulineresistentie, kanker, obesitas en cognitieve stoornissen.
Omdat we kunstmatige lichtbronnen gebruiken, zijn onze slaap-waakcycli niet langer gebonden aan patronen van dag en nacht.
Dankzij draagbare technologieën, zoals smartphones en tablets, zijn de kansen om dag en nacht op te gaan in de schermtijd groter dan ooit.
"Deze levensstijl", zegt senior studie auteur prof. Satchidananda Panda, "veroorzaakt verstoringen in ons circadiane ritme en heeft schadelijke gevolgen voor de gezondheid."
Circadiaans ritme en slaap
Het lichaam heeft een interne klok die doorgaans een dag-nachtpatroon van 24 uur volgt. Dit staat ook bekend als het circadiane ritme of de slaap-waakcyclus.
De interne klok helpt bij het reguleren van onze gevoelens van waakzaamheid en slaperigheid. De mechanismen zijn complex en ze gehoorzamen signalen uit een deel van de hersenen dat omgevingslicht bewaakt.
Elke cel, elk orgaan en elk weefsel in het lichaam vertrouwt op deze tijdwaarnemer. Door voldoende te slapen en op het juiste moment te gaan slapen, blijft het goed werken.
Schattingen van het National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) suggereren dat 50-70 miljoen mensen in de Verenigde Staten aanhoudende slaapstoornissen hebben.
De NHLBI wijst ook op een onderzoek van Centers for Disease Control and Prevention (CDC), waarin 7–19 procent van de volwassenen aangaf niet genoeg slaap of rust te krijgen op dagelijkse basis. Ook zei 40 procent dat ze gedurende de dag minstens één keer per maand per ongeluk in slaap vielen.
Lichtgevoelige cellen beïnvloeden de lichaamsklok
Het recente onderzoek richtte zich op een groep cellen in het netvlies, het lichtgevoelige membraan dat de achterkant van de binnenkant van het oog bekleedt.
De cellen zijn gevoelig voor licht, maar ze zijn niet betrokken bij het doorgeven van beelden aan de hersenen. In plaats daarvan verwerken ze niveaus van omgevingslicht om signalen te leveren voor biologische mechanismen.
Een eiwit dat melanopsine in de cellen wordt genoemd, helpt hen omgevingslicht te verwerken. Langdurige blootstelling aan licht zorgt ervoor dat het eiwit zich in de cellen herstelt.
Voortdurende regeneratie van melanopsine triggert signalen naar de hersenen die deze informeren over omgevingslicht. De hersenen gebruiken deze informatie vervolgens om slaap, alertheid en bewustzijn te reguleren.
Als de regeneratie van melanopsine aanhoudt en het licht helder is, stuurt het een signaal dat helpt bij het resetten van de biologische klok. Dit blokkeert melatonine, een hormoon dat de slaap reguleert.
Gevoeligheid behouden voor langdurige blootstelling aan licht
Om dit proces te onderzoeken, schakelden de onderzoekers de melanopsineproductie in de retinale cellen van muizen in.
De resultaten geven aan dat wanneer de blootstelling aan licht aanhoudt, sommige cellen de triggers blijven sturen, terwijl andere hun gevoeligheid verliezen.
Nader onderzoek toonde aan dat bepaalde eiwitten, bekend als arrestins, hielpen de melanopsine gevoelig te houden tijdens langdurige blootstelling aan licht.
Melanopsine-genererende cellen bij muizen die geen van beide typen arrestatie hadden (beta-arrestin 1 of beta-arrestin 2), verloren hun vermogen om gevoeligheid te behouden voor langdurige blootstelling aan licht.
De onderzoekers concludeerden dat de retinale cellen beide arrestins nodig hebben om melanopsine te maken.
Het ene eiwit "stopt de reactie", terwijl het andere "het melanopsine-eiwit helpt zijn retinale lichtgevoelige co-factor te herladen", legt prof. Panda uit.
"Als deze twee stappen snel achter elkaar worden uitgevoerd, lijkt de cel continu op licht te reageren."
Prof.Satchidananda Panda
Hij en zijn team zijn van plan om doelen te ontdekken voor behandelingen die verstoring van het circadiane ritme tegengaan, die bijvoorbeeld het gevolg kan zijn van blootstelling aan kunstlicht.
Ze hopen ook melanopsine te gebruiken om de interne klok van het lichaam te resetten, als een mogelijke behandeling voor slapeloosheid.
