Op vakantie gaan is altijd heerlijk, maar een lange vlucht kan het dag-nachtritme ernstig verstoren. Het resultaat: een jetlag. Een internationaal team van wetenschappers is er in geslaagd om het universele mechanisme achter het dag-nachtritme van organismen te doorgronden.
Het dag-nachtritme is in vrijwel alle organismen aanwezig, zo concluderen de wetenschappers in het toonaangevende tijdschrift Nature. Uiteraard vertonen alle levende cellen een ritme van ongeveer 24 uur, omdat een dag op aarde op dit moment ongeveer 24 uur duurt. In een aantal organismen vonden de wetenschappers ‘klokgenen’. Deze mechanismen dragen bij aan het dag-nachtritme.
Het kern van het bijzondere systeem is het enzym peroxiredoxine. Dit enzym beschermt cellen tegen zogenoemde ‘vrije radicalen’. Deze vrije radicalen komen vrij wanneer organismen zuurstof opnemen. Het enzym peroxiredoxine gebruikt antioxidanten om de cellen beter te beschermen. Hierdoor verouderen en beschadigen cellen minder snel. De antioxiderende werking van het enzym heeft een 24-uurs patroon met oxidatiepieken overdag.
Great Oxygenation Event
Het is niet verrassend dat het enzym een belangrijk deel uitmaakt van het dag-nachtritme. “Ongeveer 2,5 miljard jaar geleden steeg de hoeveelheid zuurstof in de lucht explosief,” vertelt onderzoeker Maria Olmedo van de Rijksuniversiteit Groningen. Het zuurstofgehalte steeg door bacteriën, die fotosynthese uitvoerden. Deze belangrijke gebeurtenis staat bekend als het Great Oxygenation Event. “Organismen die zuurstof konden gebruiken voor hun metabolisme, waren in het voordeel. Maar bij de verademing van zuurstof ontstaan vrije radicalen. Metabolisme is vaak gekoppeld aan het dag-nachtritme. Wij suggereren dan ook dat organismen die op dat vaste ritme konden inspelen evolutionair voordeel gehad hebben. Zij konden de schade die zuurstofgebruik met zich meebracht, efficiënter herstellen en hun fysiologie daarop aanpassen. Waarschijnlijk is peroxiredoxine-activiteit een van de uitingen van zo’n basaal mechanisme.”
Nuttig
Maar waarom is het eigenlijk van belang dat het dag-nachtritme van organismen wordt onderzocht? “Het wordt steeds duidelijker dat verstoring van ons dag-nachtritme, zoals bij een jetlag of nachtdiensten, schadelijk is voor onze gezondheid en daarmee ook kosten voor de gezondheidszorg met zich meebrengt. Het is daarom van belang om de mechanismen achter circadiane ritmiek te ontrafelen”, vertelt Olmedo.
Jetlag voorkomen
Gaat u deze zomer de Atlantische Oceaan over of brengt u een bezoek aan Azie of Australie? Gelukkig zijn er manieren om een jetlag te voorkomen.
