Roelof Hut | chronobioloog Hoe werkt de ritmiek van dagen en seizoenen door in de biologie van de mens? Grondeekhoorns hebben het onderzoek daarnaar op weg geholpen. „Fascinerende beesten, ik raakte eraan verslingerd.”
Roelof Hut. Hij houdt hij zich onder meer bezig met de invloed van blauw licht op slaappatronen.
De timing van het broedseizoen. Het ontwaken uit winterslaap. Het ‘opvetten’ voor de migratie. Maar ook: de vrouwelijke maandcyclus, slaapproblemen, en of je een avond- of ochtendmens bent. Het zijn allemaal voorbeelden uit de chronobiologie: de biologie van ritmes in levende wezens, die óveral in doorwerken. Ook bij mensen. Sport-, leer- en werkprestaties, creativiteit, risicogedrag, pijnbeleving, ja zelfs je immuunreacties ontkomen er niet aan.
Groningse biologen drukten een belangrijk stempel op het vakgebied – en doen dat nog steeds. Hoogleraar Roelof Hut (59) vertelt erover op de Groningse Zernikecampus. Hier vind je, naast kantoren en labs, ook allerlei dierenverblijven. „Maar kijk, we hebben ook een humane faciliteit”, wijst hij tijdens een rondleiding. Een wat? „Een ruimte waarin mensen langere tijd kunnen verblijven, zonder daglicht of klokken. Hier kunnen we dus leuke experimenten doen met hun slaap-waakritme, en meten hoe licht daarop inwerkt.”
„Ja, chronobiologen werken op alle niveaus, van bacteriën tot mensen. En van moleculen en genen tot fysiologie, gedrag en neurowetenschap. Het vakgebied bestrijkt het hele leven. En dat kan allemaal híér, waar we samenwerken met al die disciplines. Ook met het UMC Groningen.”
„Het begon hier in Groningen met hoogleraar Serge Daan, die later mijn promotor werd. Serge was zelf opgeleid door de twee grondleggers van de chronobiologie in de jaren 1970: Jürgen Aschoff, van het Max-Planck-Institut in Duitsland, en Colin Pittendrigh, een Brit die in de VS werkte. Aschoff werkte met vogels, zoogdieren en mensen, Pittendrigh vooral met insecten. Dus die hele breedte heeft Serge meegekregen. Zijn eigen promotie ging over winterslapende vleermuizen en eikelmuizen.”
„Het begon ermee dat ik verslingerd raakte aan vogels kijken, op de middelbare school. Wat gaat er dan een wereld voor je open… Ik ging dus biologie studeren. Een prachtige studie, waarbij ik cursussen afwisselde met veldprojecten: vogeltrektellen en woelmuizen vangen op Ameland, koolmezenfamilies volgen op Vlieland… Mijn tweede masteronderzoek ging over winterslaap bij Europese grondeekhoorns. Fascinerende beesten, ik raakte eraan verslingerd. En winterslaap is echt ongelooflijk.”
„Ja. Ik had in de groep van Serge Daan de ideeën van de chronobiologie meegekregen. Synchronisatie met het tijdstip van zonsopkomst en ‑ondergang… Maar toen zag ik bij mijn grondeekhoorns in Oostenrijk: deze beesten komen pas boven de grond als de zon allang op is! En ze verdwijnen ruim vóór zonsondergang alweer onder de grond! Ik bedacht: er is iets in henzelf dat zegt wanneer ze actief moeten zijn. Dus dat wilde ik uitzoeken. Ik heb die dieren naar het lab gehaald en heb er veel tijd en energie in gestopt om ze te gaan fokken.”
„Ja, de universiteit vond dit zo leuk dat ze Serge er geld voor gaven. Ik was de eerste die dergelijk onderzoek deed bij dagactieve zoogdieren. Tot dan toe werd al het chrono-onderzoek gedaan aan muizen, maar die zijn ’s nachts actief. Ik dacht: als je de link wilt leggen naar de mens, een dagactief zoogdier, dan zit daar toch een kennisgat. Dat wilde ik vullen. En dat fokken, dat ging razend goed. We hadden buitenverblijven gebouwd tegen de Hortus aan, met damwandjes heel diep in de grond. Daar ontwikkelde zich een hele kolonie. We zagen er al het natuurlijke gedrag, inclusief winterslaap en circadiane ritmiek.”
„Nee: het is de ritmiek van interne lichaamsprocessen met een periode van ongeveer 24 uur, áángestuurd door de biologische klok. De centrale klok zit in een klein hersengebiedje vlak boven de kruising van de oogzenuwen. Dat vangt licht-donkerinformatie op die via onze ogen binnenkomt, en stuurt op basis daarvan allerlei lichaamsprocessen aan. Dat gebeurt via het autonome zenuwstelsel, dat de talloze klokken in de rest van het lichaam synchroniseert. Bijvoorbeeld in allerlei organen én in elke lichaamscel.”
„Nee. Die perifere klokken hebben elk ook hun eigen Zeitgebers, zoals we die noemen. Voor de klok in de lever is dat bijvoorbeeld voedsel. Voor de spieren zijn dat onder meer lichaamsbeweging en temperatuur. Die ritmiek kun je ook in de war sturen, bijvoorbeeld door een jetlag, of door structureel nachtwerk. Maar zeker ook door chronische stress. Daardoor gaan de ritmes van verschillende processen uit elkaar lopen.”
„Ja, zeker op de lange termijn. Steeds meer aandoeningen worden hiermee in verband gebracht, tot kanker aan toe. Maar het gaat ook om hoe wij functioneren. In Olympische zwemfinales is het verschil tussen ’s ochtends of ’s avonds zwemmen groter dan het verschil tussen de podiumplaatsen. En denk aan schooltijden. De meeste pubers zijn avondmensen, dat is een biologisch gegeven. ’s Ochtends leren ze dus niet optimaal. Wij pleiten daarom voor latere schooltijden. Om over zomertijd nog maar niet te spreken. Afschaffen! De effecten op productiviteit en gezondheid zijn per individu misschien niet zo groot, maar wel als je het voor de hele maatschappij bij elkaar optelt.”
„Ja, ik geef regelmatig lezingen. En ik ben vorig jaar nog in Brussel langsgeweest. Samen met een collega heb ik ook een boek geschreven: On the Essential Principles and Practice of Circadian Biology: A Road Map. Dat is vorig jaar verschenen en voor iedereen gratis te downloaden.”
„Wij zouden héél veel meer kunnen betekenen voor de medische praktijk. Ik noem het chronofarmacologie. Enerzijds zoeken naar medicijnen om de biologische klok beter te laten functioneren: ‘drugging the clock’. Maar andersom ook ‘clocking the drug’: dat je gaat kijken naar de timing van medicatie en andere ingrepen. Ik denk dat bij er álle processen in ons lichaam ‘feedbackmechanismen’ zijn waar de biologische klok bij betrokken is: knoppen die andere dingen laten meebewegen als je eraan draait. Wij zoeken uit welke knoppen dat zijn – en hoe je eraan kunt draaien.”
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
Source: NRC