Soms heb je heel veel zin om te slapen als het slecht uitkomt: achter het stuur, vlak voor een deadline, of tijdens een monoloog van je schoonvader. En soms wíl je slaperig zijn, maar ben je het niet. Je ligt in je bed naar het plafond te staren, klaarwakker. Hoe komt dat? Hoe werkt dat in je lichaam? En hoe kun je er invloed op uitoefenen?

Of je slaperig of juist wakker bent wordt vooral bepaald door twee systemen: je biologische klok en je homeostatische slaapdruk.

Biologische klok

De ontdekking van onze biologische klok hebben we aan heliotropen te danken: paarse bloemetjes die overdag open gaan en ‘s avonds dicht. Tot 1729 ging iedereen er vanuit dat het openen en sluiten van de bloem onder invloed van zonlicht gebeurde. De Franse bioloog Jean-Jacques d’Ortous de Mairan voerde een even simpel als briljant experiment uit: hij zette de heliotropen in het donker. En ze gingen nog steeds open en dicht.

De Fransman ging er vanuit dat er andere factoren in het spel waren: de planten zouden misschien reageren op magneetvelden of wisselingen in temperatuur. Inmiddels weten we dat heliotropen een interne klok hebben: ook als je ze afsluit van licht, magnetische velden en schommelingen in temperatuur, blijven ze open en dicht gaan. Sterker nog: álle organismen met twee cellen of meer, hebben zo’n biologische klok.

Wat gebeurt er als je mensen wekenlang in het donker opsluit?

— Dat zou onaardig zijn.

Mm. En als je ze afzondert van de buitenwereld in constant, gedempt licht?

— Dat is uitgebreid onderzocht: in ondergrondse bunkers werden proefpersonen wekenlang afgesloten om te kijken hoe hun waak- en slaappatronen zouden veranderen. Er waren geen klokken of wekkers in de bunkers en proefpersonen mochten zelf bepalen wanneer ze sliepen. Mannen kregen zelfs de opdracht om zich extra vaak te scheren zodat ze de verstreken tijd niet aan hun baardgroei konden afleiden.

Het opmerkelijke is: veruit de meeste mensen bleven een behoorlijk nauwkeurig 24-uurs ritme aanhouden, ook zonder bewust tijdsbesef. Een gemiddeld mens blijkt een ritme van 24 uur en 11 minuten aan te houden; je biologische klok is behoorlijk nauwkeurig. Je zou bijna denken dat er een Zwitser voor is ingehuurd.

Bij sommige mensen is de klok helaas iets minder nauwkeurig: die blijken in zo’n bunker een ritme aan te houden van 23 uur, of bijvoorbeeld 26 uur. Dit verklaart deels waarom je ochtendmensen hebt en avondmensen: sommige mensen zijn heel vroeg toe aan een nieuwe dag, andere mensen zouden het liefst nog twee uur doorslapen.

Je biologische klok stuurt onder andere de aanmaak van het stresshormoon cortisol en het slaaphormoon melatonine aan. ‘Stresshormoon’ klinkt erger dan het is: ook erg ontspannen mensen maken het aan en het helpt je om overdag wakker en alert te blijven. ‘s Avonds maakt je lichaam juist extra melatonine aan waardoor je makkelijker in slaap valt.

Kun je je biologische klok verzetten?

Als je je als onderzoeker toch al dat gedoe op de hals haalt (een bunker huren, proefpersonen opsluiten, niet vergeten eten te geven!), kun je net zo goed ook uitzoeken of je dat ritme met wat trucs kan verschuiven. Als je de etenstijd van de proefpersonen elke dag een uur verschuift, verschuift hun ritme dan mee of worden ze nog steeds op ongeveer dezelfde tijd wakker? En als je ze elke dag iets eerder of later laat sporten, wat is daar het effect van? Wat gebeurt er als je met licht gaat spelen?

Het antwoord is: al die trucs hebben invloed op je biologische klok, en licht heeft verreweg de grootste invloed. Dat is goed nieuws én slecht nieuws. Het goede nieuws is dat je dus ook je eigen ritme met licht (een beetje) kan verschuiven. Heb je moeite met opstaan, en heb je ‘s avonds juist te veel energie? Zoek ‘s ochtends zoveel mogelijk het licht op, het liefst buiten.

Zelfs op een bewolkte dag is de lichtintensiteit buiten veel sterker (en anders van kleur) dan op een felverlicht kantoor. Dat verschil merk je niet bewust omdat je ogen zich automatisch aanpassen, maar een fotograaf zal ons gelijk geven. ‘s Avonds kun je fel licht beter mijden. Wie te vroeg wakker wordt en ‘s avonds heel vroeg moe is, kan baat hebben bij fel licht aan het begin van de avond.

Het slechte nieuws is: Edison heeft elektrisch licht uitgevonden. Vóór die tijd was het leven overzichtelijk: overdag was het licht, ‘s avonds was het donker. Voor onze biologische klok was dat optimaal om een vast ritme aan te houden. Tegenwoordig houden we onze biologische klok stelselmatig voor de gek: kunstlicht geeft ‘s avonds een signaal aan onze hersenen dat het nog dag is, waardoor onze biologische klok vertraagt en de aanmaak van het slaaphormoon melatonine later op gang komt.

Nog meer slecht nieuws: onze biologische klok is vooral gevoelig voor blauw licht. Beeldschermen van TV’s, computers, tablets en telefoons stralen relatief veel van dat blauwe licht uit. Wandel je ‘s avonds wel eens langs een huiskamer waar mensen TV zitten te kijken? En is de blauwige gloed je wel eens opgevallen? Lichttherapielampen die tegen depressies worden gebruikt stralen ook blauwig licht uit, en dat is geen toeval. Je wordt er wakker en energiek van.

Lang verhaal kort: zoek fel licht op als je wakker wil worden (of blijven). En vermijd het als je wilt slapen: vooral in het laatste uur van je dag zijn beeldschermen en fel badkamerlicht geen goed idee.

Homeostatische slaapdruk

Naast je biologische klok speelt ook je homeostatische slaapdruk een grote rol: hoe langer je wakker bent, hoe groter je ‘slaapdruk’ - je neiging om te slapen. Wetenschappers vermoeden dat het hormoon adenosine hier een rol in speelt. Adenosine is een stofje dat vrijkomt wanneer cellen energie verbruiken. Als je wakker bent neemt de hoeveelheid adenosine in je bloed toe, en het neemt weer af tijdens je slaap. Vergelijk het met een emmertje dat volloopt gedurende de dag: aan het eind van de dag is het adenosine-emmertje vol, als je gaat slapen loopt het langzaam weer leeg.

Als je elke dag hetzelfde ritme aanhoudt en ‘s avonds fel licht vermijd, werken je biologische klok en je homeostatische slaapdruksysteem goed samen. Je biologische klok zorgt ‘s avonds voor voldoende melatonine in je bloed, en tegen die tijd is je emmertje adenosine ook behoorlijk vol. Als twee musici in een orkest houden ze dezelfde timing aan.

Als je een paar uur eerder opstaat, verstoor je de balans tussen je biologische klok en je homeostatische slaapdruk (het emmertje). Je homeostatische slaapdruk is een heel flexibel systeem: het emmertje begint vier uur eerder vol te stromen. Je biologische klok is -helaas- veel minder flexibel, en zal in de meeste gevallen maar een klein beetje verschuiven (ongeveer een uur per dag). Daardoor beginnen die systemen elkaar tegen te werken: het emmertje adenosine is vier uur eerder al behoorlijk vol, terwijl je biologische klok het vaste programma afwerkt en voor voldoende stresshormonen zorgt om je op de been te houden. Je lichaam trapt op de rem én op het gaspedaal. Je bent niet echt fit, maar ook niet echt moe.