In vivo en in vitro gevoeligheidsmetingen van het circadiane systeem. Onderzoek naar individuele verschillen.

De belangrijkste circadiane klok, ook wel suprachiasmatic nuclei of the
hypothalamus (SCN) genoemd, bepaalt de dagelijkse tijdsindeling van fysiologie
en gedrag. De SCN ontvangt omgevingslicht vanuit de 24 uurs licht/donker cyclus
hetgeen de fase van de SCN aanpast (op tijd zet). Vooral licht met korte
golflengte (het blauwe spectrum) is in staat om de fase van de SCN te
verschuiven en is ook het meest in staat om de melatonine productie (een van de
belangrijkste uitgaande signalen aangestuurd door de SCN) te onderdrukken. Het
op een regelmatige basis onderdrukken van melatonine en verschuivingen van de
circadiane fase zijn belangrijkste oorzaken van gezondheidsproblemen bij
ploegendienstwerkers. In een voorgaand onderzoek uitgevoerd door onze groep
vonden we dat mensen erg verschillen in hun verhoudingen van melatonine
onderdrukking in een reactie op licht van verschillende golflengte. Onze
hypothese is dat individuele verschillen in de gevoeligheid van het circadiane
systeem de reden kan zijn waarom sommige ploegendienst werkers wel
gezondheidsproblemen krijgen en andere ploegendienst werkers niet. Perifere
klokken, aanwezig in weefselcellen, zijn een interessant model systeem waarmee
we individuele fysiologie en gedrag kunnen bestuderen. Perifere oscillatoren
blijken veel van dezelfde componenten te gebruiken als de klokken in de SCN. Op
dit moment is het onbekend of individuele verschillen van het circadiane
systeem gemeten in vivo correleren met verschillen in de moleculaire machinerie
van de circadiane klokken in culturen van fibroblasten (in vitro). Als dit het
geval blijkt te zijn zal dit onze algemene kennis van het onderliggende
mechanisme van circadiane ritmiek en de relatie met de gezondheid vergroten.

Meer inzicht verkrijgen in de individuele verschillen in gevoeligheid van het
circadiane systeem. In vivo gemeten via de gevoeligheid voor melatonine
onderdrukking, thermoregulatoire processen and psychologisch functioneren ten
gevolge van blootsteling aan wit en blauw gereduceerd licht. In vitro gemeten
via de mate van faseverschuivingen en signaal transductie routes in perifere
oscillatoren in fibroblasten.

De studie zal worden uitgevoerd in 2010. Iedere proefpersoon wordt gevraag om 2
kleine huidbiopten af te staan (diameter 2mm) voor het verzamelen van
fibroblasten. Deze fibroblasten zullen anoniem worden opgestuurd naar het
instituut voor farmacologie en toxicologie van de universiteit van Zurich voor
uitvoeren van verdere analyses.
Een binnen proefpersonen vergelijking zal worden gemaakt van de proefpersonen
die in een gesimuleerde nachtdienst (23:00-7:00) onder wit (500 lux), blauw
gereduceerd (500 lux) en dim licht (minder dan 10 lux) komen werken. De drie
condities zullen door minimaal 1 week en maximaal twee weken worden gescheiden.
Er zal iedere twee uur een gestandaardiseerde snack van 100 calorieën worden
uitgedeeld. De huidtemperatuur zal tijdens de hele nacht gemeten worden. Ieder
uur zal er een vragenlijst over slaperigheid en alertrheid worden ingevuld en
zullen er prestatie taken worden gemaakt. Verder zal er ieder uur een speeksel
monster worden verzameld voor het analyseren van melatonine.

Voorafgaand aan deelname tijdens de nachtdiensten worden de proefpersonen
gevraagd twee kleinde huidbiopten (fibroblasten) af te staan. Tijdens de week
voorafgaand aan deelname tijdens de nachtdiensten zullen de proefpersonen om
hun pols een actiwatch dragen waarmee activiteit en blootstelling aan licht
gemeten kan worden (dit is belangrijk voor het vaststellen van het slaap/waak
ritme en de lichtblootstelling voorafgaand aan het onderzoek). Tijdens de
nachtdiensten blijven de proefpersonen 1 nacht wakker in wit licht, 1 nacht
wakker in blauw gereduceerd licht en 1 nacht wakker in dim licht. Er zit een
minimum van 1 week en een maximum van twee weken tussen de verschillende
nachtdiensten. De proefpersoon zal ieder uur van 21:00 tot 7:00 een speeksel
monster verzamelen voor de analyse van melatonine concentratie, een vragenlijst
en prestatie taken maken. De hele nacht zal de huidtemperatuur gemeten worden
via kleine elektronische thermometertjes die op de huid zijn geplakt met
huidvriendelijke tape.
Er zijn geen specifieke risico's verbonden aan de deelname. Gezonde
proefpersonen worden gevraagd om twee kleine huidbiopten af te staan voor de
verzameling van fibroblast cellen. Dit zal door een ervaren arts worden
uitgevoerd die vertrouwd is met de procedure en proefpersonen zijn vrij om te
vragen om een verdoving. Het huidbiopt kan een klein litteken van 2 mm in
diameter achterlaten op hun achterwerk of bovenarm. Tijdens iedere nachtdienst
blijven de proefpersonen 1 nacht wakker, vermoeidheid zal de belangrijkste
belasting zijn, maar dit staat niet in verhouding tot werkelijke ploegendienst
belasting. Na afloop van het onderzoek wordt gevraagd of de proefpersoon thuis
wil gaan slapen.