|
|
|
|
Opgepoetst | 27-9-2020
Menselijk lichaam reageert op seizoenen | De humane endocrinologische kalender
Beoefenaars van ayurveda weten al eeuwenlang dat seizoenen invloed hebben op de menselijke gezondheid. De moderne wetenschap schaarde dat idee aanvankelijk onder de noemer bij bijgeloof en bakerpraatjes, maar heeft dat standpunt inmiddels herzien. Bloed stolt sneller in de winter, in de zomer zijn we het gezondst en in de herfst reageren sporters het beste op training. Chronobiologische studies tonen aan dat het menselijk lichaam wel degelijk vatbaar is voor seizoensinvloeden.
De meeste ongelukken op de sportvelden gebeuren in mei en juni.[1] Dat is logisch. Dan is het mooi weer, de vakantie is nog niet begonnen en er zijn dus meer mensen op de velden. Dus is ook de kans op ongelukken hoger.
Volgens het ene onderzoek hebben we in augustus[2], en volgens het andere onderzoek in september,[3] de hoogste concentratie vitamine D in ons bloed. Ook dat is logisch. De menselijke huid maakt vitamine D aan door zonlicht. In augustus is de zomer op zijn hoogtepunt, en ontvangen we dus ook het meeste zonlicht.
Om dat soort seizoensgebonden gezondheidseffecten te verklaren hoef je geen complexe theorieen uit de kast te trekken, maar een heleboel andere gezondheidsgerelateerde seizoenseffecten zijn niet zo makkelijk te verklaren. Waarom stolt bloed stolt iets sneller in de winter? Waarom zit er in de winter meer cholesterol in het bloed? Waarom is er volgens de statistieken in de herfst en vooral in de winter een piek in het aantal hartaanvallen? Volgens een recente Argentijnse studie zijn mannen vatbaarder voor dat seizoenseffect dan vrouwen, en ouderen meer dan jongeren.[4]
Een factor is daarbij misschien dat er in de winter in het bloed hogere concentraties schadelijke oxidanten circuleren, aldus een Kroaatse studie.[5] Bij mensen die niet lichamelijk actief zijn, tenminste. Bij mensen die wel lichamelijk actief zijn blijft de toename van de oxidantwerking van het bloed in de donkere dagen binnen de perken.
Het zal niet als een verrassing komen dat mensen in de winter ongezonder zijn dan in de zomer. Volgens een studie van Columbia University is juli de gezondste maand, en januari de ongezondste.[6] Als je het onderzoek mag geloven, zijn we in januari drie keer vaker fysiek ziek dan in juni. Wat de mentale gezondheid betreft zijn de cijfers onduidelijk.
Immuunsysteem
De reden dat we vaker in de winter ziek zijn heeft weinig met ziektekiemen te maken. Waarschijnlijk zijn er door de lagere temperaturen in de winter juist minder ziektekiemen om ons heen. Bovendien leven we in de winter meer binnenshuis dan in de zomer, en is de kans kleiner dat iemand ons besmet.
Een theorie is dat het immuunsysteem in de winter minder hard werkt. Evolutionair is dat uitstekend te verklaren. Vanouds is in de winter voedsel schaars en probeert het lichaam dus zoveel mogelijk energie te besparen. Een minder actief immuunsysteem bespaart energie.[7]
Aanwijzingen dat die theorie klopt, komen uit dierstudies. Besmetten onderzoekers labratten met een ziektekiem, dan zijn de effecten daarvan minder uitgesproken in de winter. Normaliter eten ratten minder als ze een infectie hebben, maar die terugval is minder geprononceerd in de winter. Zieke ratten trekken zich terug, liefst op een donkere plaats, en vermijden contact met hun soortgenoten. Ook die gedragsverandering is minder duidelijk in de winter dan in de zomer.[8]
Ook bij mensen lijkt het immuunsysteem in de winter minder hard te werken. Uit de statistieken van ziekenhuizen blijkt bijvoorbeeld dat er in de winter minder gevallen van blindedarmontsteking binnenkomen dan in de zomer.
In een recente publicatie opperden immunologen dat chirurgen misschien van die cyclus gebruik kunnen maken. Ze zouden riskante orgaantransplantaties, waarbij de kans op afstoting van het nieuwe orgaan reeel is, zoveel mogelijk in de wintermaanden kunnen plannen, in de periode dat het immuunsysteem zich koest houdt.[9]
Cortisol
Fysiologen hebben een aantal theorieen bedacht over de aard van het mechanisme achter het luie immuunsysteem in de wintermaanden. De meest populaire en oudste is dat in de winter het immuunsysteem wordt afgeremd door een hogere cortisolspiegel.
Cortisol is een stresshormoon dat vrijkomt bij fysieke en lichamelijke inspanning, maar ook volgens een natuurlijk dagelijks patroon. 's Ochtends vroeg is de cortisolspiegel het hoogste. Als het buiten licht begint te worden, geeft de hypofyse een reeks hormonen af die op verschillende plaatsen in het lichaam de aanmaak van hormonen stimuleren. De hormonen LH en FSH stimuleren dan bijvoorbeeld de aanmaak van geslachtshormonen, terwijl het hormoon ACTH in de bijnieren de afgifte van cortisol omhoogjaagt. In de loop van de dag dalen de niveaus van die hormonen gestaag.
In de wintermaanden staat de productie van cortisol op een hoger plan, ontdekten Italiaanse onderzoekers al in de vroege jaren tachtig.[10] Volgens een recente studie is de concentratie van cortisol 's morgens vroeg, tijdens de cortisolpiek, een factor twee hoger dan in de zomer.[11]
Cortisol is een hormoon dat het lichaam simpel gezegd in een survival mode brengt. De aanmaak van spierweefsel en immuuncellen krijgt door een verhoogde cortisolspiegel minder prioriteit. In plaats daarvan krijgen processen voorrang die de hersenen en de spieren voorzien van energie. Een hogere cortisolspiegel in de winter zou kunnen verklaren waarom het immuunsysteem zich dan minder moeite getroost.
Melatonine
De volgende vraag die zich opdringt is hoe het lichaam in de winter de aanmaak van cortisol omhoogschroeft. De Italiaanse onderzoekers die in de vroege jaren tachtig het effect ontdekten, hadden daar al een idee over. Zij vermoedden dat de endocrinologie van lichaam op de een of andere manier opmerkt dat in de winter de dagen korter worden en het minder lang licht blijft.
En wie 'kortere dagen' zegt, zegt 'melatonine' en 'biologische klok'. Tenminste, sinds de biochemicus en latere Nobelprijswinnaar Julius Axelrod in de jaren zestig de theorie lanceerde dat de epifyse, een minuscuul kliertje in de hersenen dat melatonine afscheidt, fungeert als een biologische klok.
Melatonine is een slaaphormoon. Het is een betrekkelijk eenvoudige verbinding, die het lichaam maakt uit het aminozuur L-tryptofaan. Dat gebeurt alleen als het donker is. Als de epifyse melatonine afscheidt worden mensen slaperig. Het endocrinologische dag-nacht-ritme, waardoor we 's ochtends vroeg bijvoorbeeld in korte tijd veel cortisol en testosteron aanmaken, wordt waarschijnlijk door melatonine aangezwengeld.
In de winter, als de dagen langer zijn, is er in het lichaam meer melatonine aanwezig dan in de zomer. Op zichzelf is melatonine een 'goed' hormoon. Legio dier- en reageerbuisstudies hebben de positieve effecten ervan aangetoond. Zo publiceerden Spaanse onderzoeker bijvoorbeeld enkele maanden geleden een studie waarin melatonine de hersencellen van muizen beschermt tegen veroudering.[12]
Dat ook menselijke hersenen positief reageren op melatonine blijkt uit een studie die psychiaters van La Laguna University een paar jaar geleden publiceerden in de Journal of Pineal Research. Volgens dat onderzoek komen mensen in de winter positiever uit tests die psychopathologische storingen moeten opsporen. Mensen over de gehele linie zijn kennelijk mentaal gezonder in de winter, en dat effect hangt samen met de hogere winterse concentraties melatonine.[13]
Dat geldt niet voor iedereen. Voor mensen die lijden aan SAD - een afkorting voor Seasonal Affective Disorder - is de winter een periode van slaapstoornissen, vermoeidheid, gevoelens van depressie en eetaanvallen.
Hoewel nog niet alle artsen ervan overtuigd zijn dat SAD werkelijk bestaat, is het voor Russische onderzoekers een uitgemaakte zaak dat SAD samenvalt met de winterse melatoninepiek. Die zou de concentratie van het opwekkende serotonine in de hersenen verminderen.
Het frequent blootstellen van patienten aan krachtige lichtbronnen biedt verlichting in de Russische studies.[14] Door lichttherapie gaat de epifyse minder melatonine afgeven. Een andere behandelingsvorm is patienten in de winterdagen overdag zoveel mogelijk naar buiten te laten gaan. Daardoor worden ze toch nog blootgesteld aan daglicht en blijft de aanmaak van melatonine binnen de perken.[15]
Testosteron
Het fundamentele onderzoek van Axelrod, de man achter de biologische kloktheorie, verklapt al hoe melatonine de concentratie serotonine misschien vermindert. De epifyse maakt melatonine van serotonine, en meer melatonine betekent dus automatisch minder serotonine.
De manier waarop een hogere melatoninespiegel de aanmaak van cortisol verhoogt is waarschijnlijk complexer, net als de manier waarop een verhoogde melatoninespiegel de aanmaak van testosteron beinvloedt. Want ook de aanmaak van testosteron gaat volgens recent onderzoek op en neer met de seizoenen. Statistieken hadden dat al gesuggereerd. Volgens gegevens van in geslachtsziekten gespecialiseerde klinieken is er in de herfst een opleving van het aantal seksuele contacten. In het ene onderzoek ligt de piek in september,[16] volgens het andere in november.[17]
Die cijfers doen vermoeden dat bij mannen en vrouwen de testosteronspiegel in de herfst hoger is dan in andere seizoenen. Zowel bij mannen als bij vrouwen gaat een verhoogde testosteronspiegel samen met meer seksuele interesse. Canadese onderzoekers hebben dat vermoeden drie jaar geleden bevestigd, toen ze de concentratie testosteron in het speeksel van tweehonderd vrouwen en honderd mannen gedurende een jaar bepaalden. Bij mannen en vrouwen piekte het testosteron in de herfst.[18]
Het gevonden verband is niet logisch. In de herfst worden de dagen korter en stijgt de concentratie melatonine in het bloed. Onder laboratoriumomstandigheden verlaagt een verminderde blootstelling aan licht de aanmaak van testosteron juist.
Testosteron is een interessant hormoon voor sporters. Testosteron stimuleert immers de opbouw van spierweefsel. Als de Canadese bevindingen door andere studies worden bevestigd, dan zouden sporters misschien van het seizoenseffect kunnen profiteren door in de herfst hun zwaarste trainingsperiode te plannen.
Maar misschien hoeven sporters ook helemaal niet op die bevestiging te wachten. Duitse sportwetenschappers ontdekten al in de jaren vijftig dat in de herfst het lichaam om spieren makkelijker spieren opbouwt dan in andere maanden.[19]
In 1956 verscheen bijvoorbeeld een Duitse studie waarin proefpersonen gedurende een heel jaar lang hun polsen trainden. De onderzoekers merkten toen dat in de winter het tempo waarin de proefpersonen sterker werden nagenoeg nul was, terwijl het het tempo waarin de proefpersonen sterker werden, maximaal was in de nazomer en de herfst.
Vitamine D
De onderzoekers schreven dat effect overigens niet toe aan testosteron, maar aan een ander hormoon dat ook bekend staat als een vitamine: vitamine D.
Vitamine D staat in de voedingswetenschap volop in de belangstelling, nu wetenschappers het erover eens zijn dat westerlingen collectief te weinig vitamine D in hun lichaam hebben. Dat komt omdat er weinig vitamine D in onze voeding zit, en we onze huid te weinig blootstellen aan zonlicht. Vooral dat laatste telt zwaar. In de zomer kan onze huid in een half uur twintigduizend eenheden vitamine D aanmaken. Dat is meer dan de driehonderd eenheden per dag die we dagelijks via reguliere voeding binnenkrijgen.
Een optimale concentratie vitamine D in het bloed is vijftig tot tachtig nanogram per milliter, maar de gemiddelde Westerling komt nog niet op de helft. In februari is de vitamine D-spiegel het laagst, in september het hoogst. In een recente studie hebben Amerikanen in februari een vitamine D-spiegel van vijftien nanogram per milliliter, en loopt die in september op tot dertig nanogram – nog steeds een factor twee lager dan zou moeten.
Tor voor kort bestudeerden onderzoekers vooral het effect van vitamine D op de opbouw van botweefsel, maar in de voorbije jaren zijn wetenschappers op nog meer positieve gezondheidseffecten van vitamine D gestuit. Mensen met meer vitamine D in hun lichaam hebben bijvoorbeeld minder kans op kanker.
Bovendien lijkt het erop dat vitamine D een positief effect op de spieren heeft. In studies onder dikke mensen die een afslankdieet volgen voorkomt een hoge vitamine D-spiegel bijvoorbeeld dat ze door een dieet spiermassa kwijtraken.[20] In studies onder ouderen blijkt dat een hoge vitamine D-spiegel helpt bij het in stand houden van de spiermassa en spierkracht.[21]
Eigenlijk is er niets nieuws onder de zon. Al in de jaren dertig wisten Russische en Duitse wetenschappers dat ultraviolet licht en zonlicht sporters beter lieten presteren.
Natuurlijke cycli
Kennis over het effect van de seizoenen kan ons misschien helpen om op een natuurlijke manier gezond te blijven. Aanwijzingen daarvoor komen uit de biologische antropologie, uit gegevens die zijn verzameld in samenlevingen waarin de seizoenen nog steeds het leven bepalen. Onze technologie, in de vorm van woningen, centrale verwarming, kunstlicht, 24-uurseconomie en voedingsindustrie, heeft ervoor gezorgd dat ons leven in de zomer niet wezenlijk anders is dan in de winter.
Dat is positief. Kijk maar naar een traditionele samenleving als die van het rurale Bolivia. In de winter, als op het land niets meer groeit en stofstormen de dorpen dagenlang isoleren, lijden de mensen kou en honger. Tekorten aan essentiele voedingsstoffen zijn in de winter eerder regel dan uitzondering, en mensen vallen in de winter kilo's af. Gezond is anders, maar volgens analyses van Amerikaanse biologen moet die leefstijl toch ook gezonde elementen bevatten.
In de westerse samenleving verliezen mannen en vrouwen op hogere leeftijd hun spierkracht, en kunnen daardoor soms niet meer voor zichzelf zorgen. Soortgelijke verouderingsprocessen verminderen de sterkte van het botweefsel of het seksueel functioneren. Medische onderzoekers vermoeden dat die verouderingsprocessen het gevolg zijn van een afnemende afgifte van hormonen als testosteron. Een pasklare oplossing is er niet. Het toedienen van synthetisch testosteron is riskant.
Maar in het straatarme platteland van Bolivia komen zwakke spieren en botten bij ouderen niet voor. In het bloed van mannen van zestig vonden de onderzoekers evenveel testosteron als in dat van jonge mannen.[22]
Als onze wetenschappers zouden kunnen achterhalen welk element van de Boliviaanse leefstijl dat effect veroorzaakt, zouden we de taferelen kunnen voorkomen die zich nu in onze verzorgingstehuizen afspelen. De ironie ligt voor het oprapen. Ondanks al onze kennis en technologie moeten we ons wenden tot zo ongeveer de armste mensen op deze planeet - om van hen te leren hoe we moeten leven.
Referenties
1. Versicherungsmedizin. 2002 Dec 1;54(4):176-8.
2. J Bone Miner Res. 2000 Dec;15(12):2443-50.
3. Med Sci Sports Exerc. 2009 May;41(5):1102-10.
4. Congest Heart Fail. 2007 Sep-Oct;13(5):263-6.
5. Life Sci. 2006 Feb 23;78(13):1441-7.
6. Public Health Rep. 2009 Sep-Oct;124(5):692-701.
7. Q Rev Biol. 1996 Dec;71(4):511-48.
8. Brain Behav Immun. 2007 Nov;21(8):1096-108.
9. Immunology. 2009 Aug;127(4):443-9.
10. Chronobiologia. 1982 Apr-Jun;9(2):107-14.
11. Chronobiol Int. 2008 Nov;25(6):923-37.
12. J Pineal Res. 2009 Sep;47(2):192-200.
13. J Pineal Res. 2006 Oct;41(3):279-83.
14. Arctic Med Res. 1994 Jul;53(3):137-45.
15. J Physiol Anthropol Appl Human Sci. 2002 Mar;21(2):87-91.
16. Chronobiologia. 1981 Jul-Sep;8(3):217-30.
17. Chronobiol Int. 2007;24(5):947-60.
18. Psychoneuroendocrinology. 2006 Aug;31(7):895-9.
19. Med Sci Sports Exerc. 2009 May;41(5):1102-10.
20. Br J Nutr. 2008 Aug;100(2):269-72.
21. Osteoporos Int. 2009 Feb;20(2):315-22.
22. Am J Hum Biol. 2009 Apr 14;21(6):762-78.
Supplement, december 2009.