Deel II: Hoe het bioritme effect heeft op de huid.

In een vorige blog legde ik uit hoe het bioritme werkte. In deze blog gaan we daar verder op in, met name de betrekking van het bioritme op celniveau en de huid wordt hierin uitgelicht.

Het resultaat van het bioritme is een flexibel kloksysteem, met een periode van ongeveer een dag die zich voortdurend aanpast aan de timing van omgevingslicht, zonlicht maar ook het licht van elektronische apparaten die via je ogen een deel van je hersenen bereiken (SCN). Maar welk effect heeft dit voor je huid?

Bioritme en de huid

De circadiane klok, het oeroude systeem dat de menselijke fysiologie regelt op basis van dagelijkse variatie. De klok heeft een natuurlijke invloed op het functioneren van onze huid. Dag en nacht creëren zeer verschillende omgevingen voor de huid. In de nacht neemt het risico op lichamelijk letsel af en de blootstelling aan UV. Echter wordt gedurende de dag de huid blootgesteld aan warmere temperaturen en neemt bijvoorbeeld het waterverlies van de huid toe. Onderzoek van de afgelopen jaren is gericht op variaties van het circadiane ritme in de menselijke huid en de invloed ervan op de processen van binnenuit.

Zoals elk orgaan heeft ook de huid zijn eigen bioritme. De huid bestaat uit drie verschillende lagen, de opperhuid (epidermis), de lederhuid (dermis) en het onderhuids bindweefsel (subcutane vet). Deze lagen bestaan weer uit verschillende huidcellen. Deze huidcellen vormen verschillende weefsels van de huid en beschermen de huid tegen uitdroging, onderkoeling, infecties en andere invloeden van buitenaf. Basale cellen, pigmentcellen, keratinocyten, langerhanscellen en tastlichaampjes van merkel zijn zo’n cellen. Deze cellen zijn continue in bewegen en hebben ieder een actieve circadiane klok waarvan het waarschijnlijk is dat verschillende functies in verschillende celtypen worden kunnen worden bijgesteld.

Omdat de opperhuid een constante cel vernieuwing heeft, is de juiste timing van gebeurtenissen cruciaal. Zo is uit onderzoek gebleken dat deze cyclus van cel vernieuwing en het aantal celdelingen het hoogst is rond 01.00 uur ’s nachts en het laagst is rond 13.00 uur ’s middags. Bij muizen is dit aan het licht gekomen op het moment dat ze in de nacht blootgesteld werden aan UVB. Het herstel van DNA dan op z’n laagste is.

Daarnaast veroorzaakte UVB stralen meer DNA-schade en een toename van huidkanker dan overdag. Maar ook functies zoals trans epidermaal waterverlies (vochtverlies vanuit de diepere huidlagen) hydratatie van het stratum corneum (buitenste huidlaag) en het immuunsysteem worden gereguleerd door de circadiane klok. Opnieuw is bij muizen bewezen dat de ernst van een huidreacties die door een infectie is ontstaan afhankelijk kan zijn van het tijdstip van de dag.

Bioritme en veroudering (van de huid)

Naast regulering van de celcyclus zijn circadiane ritmes ook gerelateerd aan stamcelveroudering. Een stamcel is een cel die zich in het beenmerg in de botten bevindt maar ook in de hypothalamus. Deze cel is in staat om in een ander celtype te veranderen, ook wel differentiëren genoemd.

Stamcellen hebben geen identiteit en kunnen nog uitgroeien tot een specialistische celtype. Dit proces wordt in werking gezet wanneer één cel is beschadigt, Op dat moment worden er signalering verbindingen uitgescheiden aan het bloed en deze komen terecht bij de stamcellen. Vervolgens worden via het bloed de stamcellen naar het desbetreffende gebied gelokt.

Daar zorgen zo ervoor dat de beschadigde cel vervangen wordt door een nieuwe cel. Je kunt je dus voorstellen dat dit proces deel uitmaakt van het verouderingsproces. Zo heeft recent onderzoek aangetoond dat de hypothalamus hierin een bijzonder belangrijke rol heeft. Zoals jullie in mijn vorig blog over het bioritme hebben kunnen lezen is de hypothalamus (een belangrijk onderdeel van de hersenen) ook betrokken bij het bioritme proces.

Amerikaanse onderzoekers onderzochten of stamcellen in de hypothalamus verantwoordelijk waren voor veroudering. Dit werd toen getest op muizen. Waarbij ze bij enkele muizen de stamcellen verwijderen en bij andere muizen nieuwe stamcellen toevoegden. De muizen met aanzienlijk minder stamcellen toonden opmerkelijke ouderdomsverschijnselen en een verkorte levensduur. Er werd toen door de onderzoekers geconcludeerd dat verlies van stamcellen in de hypothalamus zorgt voor veroudering. Echter moeten studies nu nagaan of dit proces ook bij mensen plaatsvindt en/of verlies van onderhuidse vetlaag en vertraagde weefselgenezing optreden bij het verlies van stamcellen.

De rol van Ultraviolet licht

Dat ultraviolet licht (UV-licht) voor DNA schade zorgt op celniveau is de meeste mensen welbekend. UV-B-straling heeft dan ook de grootste dagelijkse impact op onze huid en staat het meest in verband met het ontregelen van de genexpressie van de circadiane klok. Te veel schade kan zich uiten in huidkanker. Gelukkig zit er in elke cel van je lichaam een machine om DNA schade zo snel mogelijk te repareren. Echter gooit een verstoord bioritme roet in het eten en maakt dit het voor cellen moeilijker om zich te herstellen.

Je zit deze blog nu vanaf je ipad, iphone of laptop te lezen en daarnaast spendeer je waarschijnlijk wel meer uren per dag door op deze apparaten.

Kan het gebruik van deze apparaten schadelijk zijn voor je huid is de grote vraag.

JAAAEEEEEE, het is een ja en nee. Aan de ene kant word je blootgesteld aan een andere vorm van lichtvervuiling, namelijk HEV (high- energy visible light), “blauw licht”. Naast de natuurlijke vorm van blauwlicht dat voorkomt uit de zon, komt het ook voort uit je mobiele devices. Maar hoeveel van dit licht is nu schadelijk voor je huid.

Aan de andere kant, de meeste studies geven aan dat vanaf 40j/cm2 (de hoeveelheid energie op een cm2) schadelijk is voor je huid en je huid barrière kan aantasten. Om inzicht te geven hoe je die 40j/cm2 bereikt, het volgende voorbeeld:

Wanneer je Angry birds speelt op je iPhone 5s, (4 inch screen, afstand 22.5 cm ): stoot die 16.4 µW/cm² zichtbaar licht uit, waardoor je dus 28.2 dagen erover doet om de 40 J/cm² te bereiken. Het duurt dus wel even voor dat je het limiet hebt bereikt. Echter neemt de hoeveelheid straling wel toe met grootte je scherm.

Daarnaast maakt het gebruik van elektrische verlichting in de moderne tijd maakt mensen meer vatbaar voor langdurige blootstelling aan licht gedurende het hele jaar. Door deze verstoring van de bioritme kan een grote verscheidenheid aan spanningen op verschillende cellen zoals, stamcellen, pigmentcellen en keratinocyten ontstaan.

De moderne levensstijl van nu verhindert de juiste instelling van de centrale circadiane klok, aangezien we voor zonsopgang kunnen opstaan en we veel later dan zonsondergang naar bed gaan. Hierbij is de hoeveelheid van kunstmatig blauw licht van groot belang en brengt de circadiane klok uit zijn natuurlijke ritme. Blauw licht is de kwaliteit van het licht, dat ons meer alerter en wakker maakt omdat het licht de afgifte van melatonine remt. Dit kunnen ofwel kunstmatige lichtbronnen zijn, maar vooral het gebruik van elektronische apparaten die overwegend blauw licht uitstralen. Aangezien de centrale klok de perifere klokken instelt, is de huid een orgaan dat aan deze situatie lijdt.

Verschillende klokken

De centrale klok is te vinden in de hersenen, ook wel de suprachiasmatische nucleus (SCN) genoemd en de perifere klokken zijn aanwezig in de bijna alle organen en weefsels, zo dus ook in de huid. De perifere klokken worden gestuurd door de centrale klok en deze klok wordt weer gestuurd door het licht. Het staat dus allemaal met elkaar in verbinding. Wanneer dit ontregeld en niet meer in balans kunnen we spreken van een epidermale Jetlag, wat uiteraard ook voorkomt wanneer de tijd wordt verschoven als gevolg van langeafstandsvluchten. De epidermale jetlag zorgt ervoor dat de celdeling en regeneratie (herstel) ontregeld is, wat zich leidt tot huidaandoeningen en ziektebeelden die verschillen van spierziektes tot aan eczeem.

Huid bescherming tegen epidermale jetlag?

Een leven leiden met de zon, maar direct vermijden van zonlicht op de huid klinkt eenvoudig, echter zien we dat de uitvoering daarvan nog altijd stroef gaat.

De rol van de circadiane klok in de huid moet verder worden onderzocht, simpelweg gezien een ‘huidklok’ kan de fysiologische rol van circadiane variaties op de continu delende huidcellen helpen verklaren. Opheldering van de bioritme kan leiden tot het optimaliseren van de therapie bij wondgenezing en het beter begrijpen van de verouderende cel.

Literatuur:

Beri, K., Milgraum, S. S. (2016) Rhyme and reason: the role of circadian rhythms in skin and its implications for physicians. Future science 

Desotelle, J. A., Wilking, M. J., Ahmad, N. (2012) The circadian control of skin and cutaneous photodamage. Department of dermatology, photochemistry and photobiology. 

Gringras, P., Middleton, B., Skene, D. J., Revell, V. L. (2015) Bigger, brighter, bluer-better? Current light-emitting devices- adverse sleep properties and preventative strategies. Fronties in public health. 3:233. 

Hettwer, S., Gyenge, E. B., Obermayer, B. (N.D.) Influence of cosmetic formualtations on the skin’s circadian clok.  

Masri, S., Kinouchi, K., Sassone-Corsi, P. (2015) Circadian clocks, epigenetics and cancer. Current Opinion, 27-1. 

Vaughn AR, Clark AK, Sivamani RK, Shi VY. Circadian rhythm in atopic dermatitis-Pathophysiology and implications for chronotherapy. Pediatr Dermatol. 2018;35(1):152‐157

Aoyama S, Shibata S. The Role of Circadian Rhythms in Muscular and Osseous Physiology and Their Regulation by Nutrition and Exercise. Front Neurosci. 2017;11:63.

Wang, H., van Spyk. E., Liu, Q., Geyfman, M., Salmans, M. L., Kumar, V., Ihler, A., Li, N., Takahashi, S., Andersen, B. (2017) Time restricted feeding uncouples the cicadian clock and the cell cycle of epidermal stem cells, and alters the sensitivity to UVB-induced DNA damage. Cell reports. 

Nu je hier bent

Het lichtspectrum is enorm veel breder dan dat wat wij kunnen waarnemen. Het zichtbare spectrum van licht heeft een golflengte tussen de 380 nm en de 750 nm. De verschillen in golflengten worden door het oog gezien als verschillende kleuren

Tot voor kort werd gedacht dat zichtbaar licht relatief inert was in vergelijking met zijn spectrale buren, ultraviolette en infrarode straling. In de literatuur is echter recent beschreven dat zichtbaar licht roodheid kan veroorzaken bij een lichte huid, en pigmentveranderingen bij personen met een donkerder huidtype. Meer over de donkere zijde van licht