Lekker slapen, gezonder eten

Ik kom morgenochtend om tien uur langs. Of slaap je dan nog?” Dat soort vragen krijgt Ingo Ries vaak. Hij beseft heel goed dat de mensen hem vanwege zijn overgewicht voor een langslaper houden. En dan te bedenken dat hij elke nacht rusteloos ligt te woelen, voortdurend naar de wekker kijkt en blij is wanneer ’s morgens de eerste zonnestralen zijn slaapkamer verlichten. Wat hij niet weet, is dat zijn overtollige kilo’s wel eens het gevolg zouden kunnen zijn van zijn slaapproblemen. Volgens een enquête van opinie-onderzoeksbureau Forsa vindt de helft van de Duitsers dat ze regelmatig te weinig slaap krijgen. Veel mensen lukt het eenvoudigweg niet om zich te ontspannen, anderen hebben gewoon geen tijd om zich een gezonde nachtrust te gunnen. En inderdaad is men in de geïndustrialiseerde landen in de afgelopen zestig jaar gemiddeld een à twee uur korter gaan slapen – het gemiddelde ligt nu op ongeveer zeven uur per nacht. In dezelfde periode is het aantal mensen met overgewicht of een ziekelijke vorm van vetzucht dramatisch gestegen. Deskundigen spreken zelfs van een obesitasepidemie. Een stuk of zestig studies doen vermoeden dat er tussen beide ontwikkelingen een statistisch verband bestaat. Misschien is het geval van Ingo Ries er een voorbeeld van. Hoe korter mensen slapen, des te groter de kans dat ze te zwaar zijn.

Maar welke biologische mechanismen zijn verantwoordelijk voor dat verband? Critici wijzen er terecht op dat de meeste van de genoemde studies uitsluitend zijn gebaseerd op wat de deelnemers zelf vertellen over hun slaapgewoonten. Om betrouwbare uitspraken te kunnen doen over de objectieve kwaliteit van de slaap, moeten er uitgebreide metingen in het laboratorium worden gedaan. Dat is dan ook de reden waarom wereldwijd steeds meer onderzoekers de vermoedelijke samenhang tussen slaap en voeding bestuderen door middel van gecontroleerde experimenten.Een van hen is Eve Cauter van de Universiteit van Chicago.

Deze endocrinologe heeft in 2004 een aantal jonge mannen twee nachten achter elkaar ofwel slechts vier uur laten slapen, ofwel een verkwikkende nachtrust van negen uur gegund. Aansluitend onderzocht ze hun bloed op verschillende parameters. Het bleek dat na een paar nachten met te weinig slaap de concentratie van het hormoon ghreline met ongeveer dertig procent was gestegen. Van dit voornamelijk door de maag geproduceerde hormoon is bekend dat het een hongerig gevoel opwekt. Krijgen we van te korte nachten misschien een fikse trek?

Hongerig en traag

Of wij daadwerkelijk meer eten wanneer we weinig slapen, is in 2011 onderzocht door een team onder leiding van Peter Jones van de Universiteit van Manitoba. De voedingsdeskundigen wekten hun proefpersonen gedurende een periode van vijf dagen na slechts vier uur slaap. Ter vergelijking gunden ze hen tijdens een controleperiode een nachtrust van negen uur. Vervolgens hielden de onderzoekers nauwkeurig bij wat en hoeveel de proefpersonen ’s ochtends van het ontbijtbuffet aten. En wat bleek? Wanneer ze oververmoeid waren, namen ze gemiddeld 300 kilocalorieën meer tot zich dan wanneer ze uitgeslapen waren – dat komt overeen met de energie in een half tablet chocola. Bovendien aten ze ongeveer dertig procent meer verzadigd – dus bijzonder ‘ongezond’ – vet.

Omdat naast de eetgewoonten ook de hoeveelheid lichaamsbeweging een invloed heeft op het gewicht, hebben wij in 2009 aan de Universiteit van Lübeck geregistreerd hoe actief proefpersonen zich bewogen na een lange, dan wel een korte nacht. Ze kregen een zogeheten accelerometer oftewel versnellingsmeter om de pols die ze de hele dag moesten dragen terwijl ze hun dagelijkse bezigheden verrichtten. Uit de analyse van de data bleek dat de proefpersonen na een kort nachtje niet alleen minder bewogen, maar ook langzamer dan wanneer ze goed uitgeslapen waren. Van slaapgebrek wordt een mens dus aantoonbaar traag!

En dat is nog niet alles. Toen onze proefpersonen in verdere experimenten de hele nacht moesten opblijven, gaven ze de volgende dag minder lichaamswarmte af – een teken dat het lichaam na een doorwaakte nacht eerder geneigd is overtollige reserves op te slaan in de vorm van vetkussentjes dan ze te verbranden. Want als we energie verbruiken, komt een deel daarvan vrij in de vorm van warmte, en hoe minder dat het geval is, des te meer van die heerlijke slagroomtaart zich ophoopt in de bekende ‘risicogebieden’, zoals buik en heupen. De warmteproductie bepaalden we via ‘indirecte calorimetrie’: de proefpersonen moeten dan in een apparaat ademen dat registreert hoeveel zuurstof uit de ingeademde lucht ze omzetten in kooldioxide. Met behulp van een ingewikkelde formule kan men daaruit de energieomzetting berekenen.

Of dit effect ook optreedt na langdurig slaapgebrek is nog niet duidelijk. Maar verscheidene studies doen vermoeden dat patiënten met chronische slaapstoornissen gedurende de nacht meer reserves verbruiken. Het is denkbaar dat het lichaam dat de volgende dag weer compenseert door zijn activiteit en tandje lager te zetten. Een tekort aan slaap maakt een mens overigens niet alleen hongerig en traag. Ook de bloedsuikerspiegel is gevoelig voor veranderingen in de kwaliteit en de kwantiteit van de nachtrust, zoals het team van Eve Cauters al in 1999 constateerde. De onderzoekers lieten gezonde jonge mannen zes opeenvolgende nachten telkens slechts vier uur slapen. De daaropvolgende zes nachten mochten ze telkens twaalf uur in bed blijven liggen. Op dag vijf van de beide periodes testten de onderzoekers de glucosetolerantie door de proefpersonen te injecteren met een suikeroplossing en te kijken hoe het lichaam daarop reageerde.

Suikerhuishouding in de war

Nadat de glucoseconcentratie in het bloed eerst sterk was gestegen als gevolg van het suiker-shot, nam ze in alle gevallen weer geleidelijk af. De onderzoekers constateerden echter dat de concentratie na de korte nachten duidelijk langzamer daalde dan na de lange. Dat had een tweeledige oorzaak. Enerzijds scheidde het lichaam minder insuline uit – het hormoon dat ervoor zorgt dat glucose uit het bloed naar de lever, de spieren en het vetweefsel wordt getransporteerd. Anderzijds reageerden de cellen minder gevoelig op de signaalstof: de glucosegevoeligheid daalde dramatisch. De waarden lagen nu op een niveau dat artsen normaliter alleen bij patiënten met een verstoorde suikerstofwisseling aantreffen.

Hoe belangrijk een verkwikkende nachtrust is voor een gezonde suikerhuishouding, bleek ook uit de Amerikaanse Nurses’ Health Study, waarbij ongeveer 70.000 verpleegsters dertig jaar lang regelmatig werden ondervraagd. Hoe minder en slechter ze sliepen, des te groter de kans dat ze latere last kregen van diabetes. Bij degenen die minder dan vijf uur per nacht sliepen, was het risico ruim vijftig procent groter dan bij degenen die acht uur sliepen. Voor de energiehuishouding van het lichaam schijnt echter niet alleen de duur van de slaap van cruciaal belang te zijn, ook de kwaliteit speelt een belangrijke rol. Want vooral tijdens de diepe slaap, die voornamelijk in de eerste helft van de nacht optreedt, zweven er grote hoeveelheden hormonen door het organisme die invloed hebben op de suikerstofwisseling. Deze slaapfase is op een elektro-encefalogram (EEG) te herkennen aan karakteristieke langzam hersengolven, de zogeheten deltagolven. Het team van Cauter rapporteerde in 2008 dat een verstoorde ‘deltaslaap’ de regulering van het bloedsuikergehalte ernstig in de war kan sturen. Terwijl de proefpersonen sliepen, liet Cauter geluiden horen waarvan de toonhoogte en het volume zo waren gekozen dat ze er niet wakker van werden, maar ook niet wegzakten in de diepe slaap. Dit had dramatische gevolgen, zoals de onderzoekers constateerden: zowel de glucosetolerantie als de insulinegevoeligheid daalde met ongeveer 25 procent.

In spaarstand

Wat gebeurt er eigenlijk in het brein wanneer het ’s nachts tot rust komt? Voor zijn energievoorziening is ons centrale besturingsorgaan vrijwel volledig aangewezen op suiker. Hoewel de hersenen slechts twee procent van ons totale lichaamsgewicht uitmaken, verbruiken ze ongeveer twintig procent van de glucose en de zuurstof. Maar tijdens de deltaslaap lijkt het brein minder behoefte te hebben aan suiker dan in wakende toestand. Dat blijkt onder andere uit onderzoek door Pierre Maquet van de Universiteit van Luik. Deze slaaponderzoeker heeft proefpersonen zwak radioactief gelabelde glucose toegediend en met behulp van PET-scans (positron-emissie-tomografie) gekeken hoeveel suiker het brein verbruikt in welke slaapfasen. En inderdaad: tijdens de diepe slaap was dat duidelijk minder. Hoewel het brein als geheel tijdens de slaap minder energie gebruikt, schijnen er een paar hersengebieden te zijn die dan juist van extra brandstof worden voorzien. Psychologe Radhika Basheer en haar collega’s van Harvard Medical School hebben in 2010 de concentratie van adenosine-trifosfaat (ATP) – de belangrijkste energiedrager voor stofwisselingsprocessen in de cel – gemeten in de hersenen van ratten. Dat deden ze zowel nadat ze de dieren gedurende langere tijd wakker hadden gehouden als na een normale slaap. Daarbij viel het de onderzoekers op dat de ATP-concentratie stabiel bleef zolang de ratten wakker waren. Zodra ze echter wegzakten in de deltaslaap, steeg het ATP-gehalte, vooral in hersengebieden die in wakende toestand erg actief zijn – zoals de frontale cortex, het onderste deel van het prosencefalon en de hippocampus. Hoe dieper de dieren sliepen, over hoe meer energie hun brein kon beschikken

Herinneringen verwerken

Maar waarom worden juist deze gebieden van brandstof voorzien wanneer het bewustzijn rust en het lichaam bewegingloos neerligt? Misschien omdat zich in die periode een belangrijk proces afspeelt: de zogeheten consolidatie van herinneringen. Dit proces zorgt ervoor dat we dingen die we in de loop van de dag hebben geleerd gedurende langere tijd onthouden. Het is al lang bekend dat we leerstof beter onthouden wanneer we direct na het blokken even een dutje doen. En dat is niet te danken aan het ontspannende effect van de slaap. Waar het om gaat is dat het brein tijdens de slaap herinneringen uit de hippocampus, waar ze slechts tijdelijk worden opgeslagen, overhevelt naar het lange-termijngeheugen in de hersenschors.

De consolidatie van herinneringen tijdens de slaap kan blijkbaar alleen plaatsvinden wanneer het brein voldoende energiereserves tot zijn beschikking heeft. Dit proces reageert zeer gevoelig op een lage bloedsuikerspiegel, zoals wij in ons laboratorium hebben weten aan te tonen. Nadat proefpersonen ’s avonds een reeks woordparen hadden geleerd, lieten wij ’s nachts de glucoseconcentratie in hun bloed dalen door insuline toe te dienen. De volgende ochtend konden ze zich de geleerde stof slechter herinneren dan in een controlesituatie waarin hun bloedsuikerspiegel op een normaal niveau was gebleven. Als gevolg van het kunstmatig verlaagde glucosegehalte beschikten de hersenen vermoedelijk over onvoldoende brandstof om de nieuwe herinneringen voor langere tijd vast te leggen. Nadat de proefpersonen de nacht hadden doorgebracht met een gebrek aan glucose, zetten wij hen een copieus ontbijtbuffet voor, waarvan ze mochten eten zoveel als ze wilden. Het bleek dat ze gemiddeld 150 kilocalorieën meer tot zich namen dan na een nacht met een normale bloedsuikerspiegel. Daarbij vertoonden ze een opvallende voorkeur voor hapjes die veel koolhydraten bevatten, aangezien die de hersenen het snelst van energie voorzien. Dat een lage bloedsuikerspiegel in wakende toestand de eetlust opwekt, weet waarschijnlijk iedereen wel uit eigen ervaring. Maar kennelijk is dit mechanisme ook werkzaam tijdens de slaap, hoewel de bewuste waarneming van hongergevoelens dan uitgeschakeld is.

Bovendien constateerden wij dat onze proefpersonen in nachten met een kunstmatig opgewekt suikertekort minder vaak wegzakten in de deltaslaap. Misschien ligt dat aan de zogeheten orexinen. Deze hormonen worden in de hypothalamus aangemaakt en beïnvloeden zowel het eetgedrag als het slaapritme. Om overdag wakker te blijven is het bijvoorbeeld absoluut noodzakelijk dat de orexine-neuronen actief zijn. Mensen bij wie die zenuwcellen niet goed functioneren, lijden aan narcolepsie – zij vallen op de vreemdste momenten in slaap. Deze zenuwcellen reageren ook heel gevoelig op een verlaging van de bloedsuikerspiegel. Blijkbaar compenseert het brein een acuut energietekort tijdens de slaap de volgende ochtend door een onbedwingbare trek. Maar wat gebeurt er als de hersenen ’s nachts de beschikking hebben over een overschot aan suiker? Heeft de persoon in kwestie dan de volgende ochtend een verminderde eetlust? Nee, naar alle waarschijnlijkheid niet. Toen wij een aantal jonge, gezonde proefpersonen tijdens de slaap extra glucose toedienden, aten zij de volgende ochtend bij het ontbijt niet minder dan anders. Kennelijk reageert het slapende brein heel gevoelig op een gebrek aan energie, maar laat het zich een overschot aan voedingsstoffen zonder protest welgevallen.

Het brein heeft voorrang

Ons lichaam beschouwt het als de hoogste prioriteit om de hersenen zo goed mogelijk van energie te voorzien. Een eeuw geleden viel het pathologen op dat bij ondervoeding alle organen atrofiëren, behalve de hersenen. Ook de Selfish Brain-theorie van obesitas-onderzoeker Achim Peters kent het centrale zenuwstelsel een voorrangspositie toe in de energievoorziening. Volgens deze theorie haalt het centraal zenuwstelsel niet alleen voedingsstoffen uit ons voedsel, maar onttrekt het ook energie aan de rest van het lichaam. Als dit proces verstoord raakt, gaat een mens simpelweg meer eten. Daardoor zijn de hersenen weliswaar verzekerd van een constante energietoevoer, maar tegelijkertijd ontstaat er in het lichaam een energie-overschot, met overgewicht als gevolg.

Vooral als de diepe slaap verstoord is of te kort duurt, kunnen er op dit punt problemen optreden, want juist in die slaapfase lijkt het lichaam zich bijzonder in te spannen om bepaalde hersengebieden van energie te voorzien. Misschien is dat de verklaring voor het feit dat slaapgebrek en vetzucht vaak hand in hand gaan. Maar om daar definitief uitsluitsel over te kunnen geven, is er longitudinaal onderzoek (over een grote periode) nodig. De gecompliceerde wisselwerking tussen slapen en eten zou wel eens heel praktische consequenties kunnen hebben voor al die mensen die graag een paar overtollige kilo’s willen kwijtraken. In 2010 heeft een onderzoeksteam van de Universiteit van Chicago tien proefpersonen met overgewicht twee weken een gematigd dieet laten volgen. Een deel van de proefpersonen mocht ruim acht uur slapen, de rest maximaal vijf en een half uur. Weliswaar vielen ze in beide gevallen af, maar degenen die onder een kunstmatig teweeggebracht slaapgebrek leden, raakten slechts half zoveel lichaamsvet kwijt als de anderen, terwijl ze tegelijkertijd ongeveer zestig procent meer vetloos weefsel (bijvoorbeeld spieren) verloren. Het is dus heel goed denkbaar dat het advies om voldoende, ongestoorde nachtrust te genieten binnenkort een cruciaal onderdeel zal worden van alle programma’s om af te vallen.

De auteurs van dit artikel zijn Manfred Hallschmid en Jan Born. Manfred Hallschmid is doctor in de psychologie en wetenschappelijk medewerker aan het Instituut voor Neuro-endocrinologie van de Universiteit van Lübeck. Jan Born is directeur van het Instituut voor Medische Psychologie en Ethologie van de Universiteit van Tübingen.