Ons immuunsysteem heeft een eigen biologische klok

Geneeskunde De biologische klok bepaalt hoe het afweersysteem reageert op ziekte. „Geen proces in ons lichaam ontsnapt eraan.”

Foto Maksims Liene

De meeste mensen die een hartaanval krijgen, worden er ’s ochtends door overvallen. Een bloedvat van het hart raakt afgesloten, een deel van het hart krijgt geen zuurstof meer en sterft af. Die ochtendlijke hartaanvallen verlopen vaak ernstiger dan wanneer ze in de avond optreden. Het infarct is vaak groter, heelt moeizamer, en er sterven in verhouding meer mensen aan.

Dat heeft te maken met de biologische klok van het immuunsysteem, blijkt uit onderzoek. Afweercellen komen vanaf het begin van de nacht het meest voor in het bloed, en dringen vanaf het begin van de dag juist door in weefsels. Daardoor is de manier waarop het immuunsysteem in actie komt bij ziekte en ongewenste indringers afhankelijk van het tijdstip.

Allerlei processen in het lichaam zijn afgestemd op het dagelijkse ritme van 24 uur. Ook het aantal witte bloedcellen neemt dus duidelijk toe en af in een vast dagelijks ritme, blijkt sinds onderzoekers zich een jaar of vijftien geleden in dit onderwerp begonnen te verdiepen. Witte bloedcellen beschermen tegen infecties door bacteriën en virussen onschadelijk te maken en op te ruimen.

Circadiane ritmes

Door gebruik te maken van deze zogeheten circadiane ritmes kunnen wetenschappers behandelingen waarbij het afweersysteem een belangrijke rol speelt wellicht optimaliseren. Het gaat om bijvoorbeeld hartinfarcten en aderverkalking, maar ook orgaantransplantaties of vaccinaties. In een overzichtsartikel in het vakblad Trends in Immunology, dat deze maand verscheen, zette de Duitse biochemicus Christoph Scheiermann met zijn collega’s alle studies op een rij die dit onderzochten. De meeste studies zijn bij muizen gedaan, en sommige ook al bij mensen.

„Veel mensen realiseren zich niet hoe belangrijk onze biologische klok is voor onze gezondheid”, zegt geneticus Bert van der Horst. Hij is niet betrokken bij het overzichtsartikel, maar als hoogleraar chronobiologie en gezondheid onderzoekt hij aan het Erasmus MC in Rotterdam de invloed van de biologische klok op het welzijn.

„In onze hersenen zit de centrale klok van ons lichaam. Die wordt elke dag gelijkgezet door het daglicht”, zegt Van der Horst. Het licht dat in het oog valt, prikkelt cellen in het netvlies die signalen afgeven aan die centrale klok, de zogeheten suprachiasmatische kern. „Daarnaast hebben alle cellen en organen een eigen interne klok, aangedreven door een set zogeheten klokgenen. Die moleculaire klokjes worden gelijkgeschakeld door de centrale klok, onder meer door middel van hormonen en de stofwisseling. De klokgenen geven op hun beurt weer ritme aan andere genen. Jarenlang dachten we dat slechts een handjevol genen hierdoor werd beïnvloed, maar inmiddels is gebleken dat 10 tot 20 procent van alle genen in een orgaan in een dagritme wordt aan- en uitgezet. Geen proces in ons lichaam ontsnapt eraan. En de witte bloedcellen die het afweersysteem vormen dus ook niet.”

Witte bloedcellen worden aangemaakt in het beenmerg. Er is een duidelijk dagdeel waarin de meeste cellen daaruit komen en in de bloedbaan terechtkomen. Dat is aan het begin van de rustfase, voor mensen ’s avonds. Aan het begin van de actieve fase, voor mensen doorgaans ’s ochtends, kruipen de meeste afweercellen in het orgaan van bestemming om daar eventuele indringers of ontstekingen aan te pakken.

Door dit ritme is de manier waarop zoogdieren reageren op een infectie afhankelijk van het tijdstip, schrijft Scheiermann. Muizen die voor het slapen met de parasiet Leishmania major werden besmet, hadden daarna lagere aantallen parasieten in hun bloed dan muizen die vlak voor de actieve uren waren besmet. De afweerreactie in het bloed was dus krachtiger tijdens de rust.

Bij een bacteriële infectie met Listeria monocytogenes in de buik constateerden onderzoekers juist het omgekeerde. Wanneer de muizen aan het begin van de actieve fase geïnfecteerd werden, kwamen er meer afweercellen naar de buikholte, lever en milt. Hierdoor werd de infectie beter opgeruimd dan wanneer de muizen er in de rustfase aan waren blootgesteld.

Hartinfarct

Ook het tijdstip waarop een hartinfarct ontstaat, is bepalend voor de ernst ervan: in de ochtenduren hebben die vaak een slechtere uitkomst. De afgelopen jaren bleek uit onderzoek bij muizen een verband met het dagritme van de afweercellen.

Lees ook: Tijd heelt alle wonden, maar overdag gaat het sneller

Na een hartinfarct activeren de afstervende hartcellen het immuunsysteem. Allerlei soorten afweercellen worden gerekruteerd naar de plek van het infarct. Hoeveel dat er zijn, is afhankelijk van de tijd van de dag: aan het begin van de actieve fase infiltreren er meer. Dat klinkt goed, maar de ontstekingsstoffen die deze cellen maken, richten juist méér schade aan. Door die overmatige afweerreactie te remmen, kunnen onderzoekers bij muizen de grootte van het infarct beperken.

Het dagritme van het afweersysteem beïnvloedt ook het sluipende proces van slagaderverkalking, atherosclerose. Scheiermann vermoedt dat veel behandelingen beter zouden werken wanneer ze worden toegepast op een bepaald dagdeel. Ook vaccinaties bijvoorbeeld. Het afweersysteem reageert sterker op een vaccinatie die bij het ontwaken gegeven wordt, en maakt dan hogere hoeveelheden antistoffen tegen de ziekte, zowel bij mensen als bij muizen.