HC22: Kliniek Slaap

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt besproken hoe de slaap geregeld wordt, waarom het belangrijk is en wat narcolepsie is
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Definitie

Slaap is een snel reversibele staat gekenmerkt door afgenomen reactiviteit, verminderde motorische activiteit en een verlaagd metabolisme. Slaap is niet los te zien van waak (vigilantie). Slaap is noodzakelijk om elke dag weer een goede activatiegraad te hebben → de problemen van een slaapstoornis worden beleefd tijdens het wakker zijn.

Slaap heeft dus een enorme impact op het functioneren en de kwaliteit van leven. Veelgehoorde opvattingen zijn:

• Slaapdeprivatie leidt tot gestoorde vigilantie met daaraan gekoppelde cognitieve problemen
• Slaapdeprivatie verhoogt de kans op depressie en obesitas
• Slapen heeft een belangrijke rol bij leren en emotionele verwerking
• Ratten gaan eerder dood aan totale slaapdeprivatie dan aan voedselgebrek
• Slaap reguleert het immuunsysteem
• Tijdens slaap worden de hersenen "schoongespoeld"
  • Dit is een recente theorie
• De een heeft meer/langer slaap nodig dan de ander → het blijft lastig harde uitspraken te doen over hoeveel slaap nou echt nodig is

Een mens slaapt gemiddeld 27.000 nachten en 200.000 uur.

Onderzoek

Bij onderzoek naar slaap zijn er enkele conclusies gemaakt:

• De licht-donker cyclus zorgt er mogelijk voor dat bepaalde fysiologische processen naar de nacht zijn geplaatst, maar dit hoeft niet te betekenen dat ze onlosmakelijk met slaap zijn verbonden → lastig te onderscheiden
  • Het gegeven dat processen tijdens de nachtslaap afspelen, hoeft niet te betekenen dat ze onlosmakelijk met slaap zijn verbonden
  • Het kan evolutionaire voordelen hebben dat bepaalde processen naar de nacht of slaap verschoven zijn
• De meeste kennis is vergaard door slaapdeprivatie experimenten, hierbij wordt nooit alleen slaap beïnvloedt
  • Bij slaapdeprivatie-experimenten met proefdieren blijkt dat de slaapdruk steeds groter wordt → de stimulus geeft steeds snellere, op een gegeven moment draconische/dramatische prikkels
    • Vooral het effect van de prikkels is dus getest
• Genetische manipulatie geeft veel meer inzichten
• Evolutiebiologie en observaties bij dieren
  • Vanaf hele lage diersoorten (bijv. fruitvliegjes) is er al slaapgedrag
  • Er is een relatie tussen slaapduur en "orde", maar het concept dat evolutionair hogere dieren langer moeten slapen/herstellen klopt niet
  • Er is een verschil in slaapduur tussen carnivoren, omnivoren en herbivoren:
    • Carnivoren slapen veel: ongeveer 14 uur per dag
      • Slapen allemaal ongeveer evenveel
    • Omnivoren met meer gewicht slapen minder
    • Herbivoren met een grote lichaamsomvang slapen minder
      • Slapen over het algemeen minder dan carnivoren en omnivoren
      • Hebben veel tijd nodig om voldoende voedsel binnen te krijgen
  • Er is geen relatie tussen de slaapduur en "orde" van dieren
  • Slaapdeprivatie kan worden gecompenseerd door 30% van de verloren tijd "erbij" te slapen
    • Patiënten na een manie hoeven geen slaap "in te halen"
      • Manie: wekenlang niet slapen
  • De dag is nodig om voedsel te zoeken, 's nachts kan dit niet omdat het donker is → slapen bespaart energie
  • Evolutionaire druk zorgt ervoor dat iemand met minder slaap goed kan functioneren en efficiënter kan slapen als het nodig is
    • Tot voor kort was weinig slapen niet per definitie een voordeel → nuttigheid was beperkt tot daglicht

Conclusies:

Er is nog steeds speculatie over waarom slaap belangrijk is. Uit onderzoek zijn enkele conclusies getrokken:

• Prominente onderzoekers vinden de beste argumenten:
  • Adaptatie aan leefomgeving
  • Energieconservatie
• Alternatieve verklaringen zijn:
  • "Onderhoud" van synaptische verbindingen
  • Leren en emotionele verwerking
  • "Schoonspoelen"

Mogelijk is de functie van slaap een combinatie van het bovenstaande.

Slaapregulatie

Waakkernen:

Waak kernen worden gebruikt door transmittersystemen die aan de activatie werken:

• Aminerge transmitters
• Cholinerge transmitters

Er zijn banen die rechtstreeks of via de thalamus naar de cortex gaan. Alle waakkernen moeten tegelijkertijd actief zijn en samenwerken om de cortex te activeren.

Het hypocretine/orexine systeem is een kerngebied in de laterale posterieure hypothalamus. Het gebied vormt dense verbindingen naar de waakkernen. Ze werken gecoördineerd samen om de cortex te activeren. Orexine is hetzelfde als hypocretine.

Slaapkern:

De slaapkern heet ook wel de nucleus ventrolateralis preopticus. Hij ligt in de thalamus iets meer naar voren dan de waakkernen en heeft dezelfde werking, maar remt/inactiveert de cortex juist.

Hersenonderzoek:

Constantin von Economie voerde post mortem hersenonderzoek uit. In de Spaanse griep epidemie van 1917-1930 bleek dat mensen die de ziekten hadden overleefd vaak een slaapstoornis hadden → ze sliepen ofwel helemaal niet of te veel. Hieruit bleek dat:

• Niet meer kunnen slapen vooral door letsels aan de voorkant van de hypothalamus veroorzaakt wordt
  • Dit zijn kernen die delen deactiveren
• Veel slapen door letsels aan de posterieure hypothalamus veroorzaakt wordt

Sleep switch:

De sleep switch zorgt voor wederzijdse remming → kerngebieden en betrokken kernen hebben wederzijdse (remmende) connecties. Een "switch" kan ineens in een andere toestand schieten, en vervolgens weer acuut de andere kant op gaan → iemand kan vrij plots wakker worden of in slaap vallen. Dit systeem voorkomt dat er "ergens tussenin" wordt gehangen.

De sleep switch bestaat uit zeer instabiele structuren die gestabiliseerd worden door het hypocretine/orexine systeem → zorgt ervoor dat wederzijdse remming niet continu heen en weer gaat:

• Er is continue activering van de waakkernen overdag → de slaapkernen hebben geen kans
• Als de stabilisator van de waakkernen afgaat krijgt de ventrolaterale preoptische nucleus een kans → de "switch" gaat naar de andere kant → slaap

De sleep switch is relevant omdat:

• Intermediaire toestanden vermeden worden
• Er de mogelijkheid is om acuut wakker te worden

Dit zijn waarschijnlijk evolutionaire voordelen.

Slaap-waak regulatie:

De regulatie tussen slaap en waken is afhankelijk van het circadiane ritme: proces C. Het is een homeostatisch proces waarbij gedurende de waak een slaapschuld opgebouwd wordt (proces S):

• Hoe langer iemand wakker is, hoe langer de slaapstop en slaapdruk wordt → slaapschuld

Het substraat hiervoor is mogelijk adenosine cortex.

Uit onderzoek is gebleken dat deze regulatie deskundig beschreven kan worden in het twee procesmodel van Borbely, dat de ritmische afwisseling van waken en slapen verklaart. Er zijn 2 invloeden:

• Proces C: tegen de ochtend is er weer voldoende activatie door de biologische klok om activeringssystemen in te schakelen → wakker
  • De activering van de biologische klok
• Proces S: als iemand langer wakker is, wordt de slaapstop opgebouwd → grotere slaapdruk → slaapstop wordt ingelost → tegen de ochtend is iemand net klaar op het moment dat de biologische klok zegt actief te worden
  • De slaapschuld is ingeleverd

Op deze manier kan iemand optimaal wakker zijn en 's nachts in slaap vallen en blijven.

Overige veranderingen:

Tijdens de slaap is er niet alleen bewustzijnsverandering, maar ook verandering van de spiertonus en ademregulatie:

• Ademhaling gaat trager
• Spiertonus wordt lager

Narcolepsie

Narcolepsie is een slaapstoornis die gekenmerkt wordt door:

• Overmatige slaperigheid overdag
• Kataplexie
  • Plots een verslapping van de skeletspieren met behouden van bewustzijn
  • Geen controle over spraakspieren, maar achteraf precies kunnen vertellen wat er gebeurd is
  • Uitgelokt door positieve emoties
    • Vooral hartelijk lachen
• Hypnagoge hallucinaties
• Slaapparalyse
• Verstoorde nachtslaap
  • Doorslaapproblemen

Het is een zeldzame maar intrigerende aandoening gekenmerkt door het onvermogen om overdag wakker te blijven. Ook is de vigilantie verstoord → het is een enorme handicap. De activatiegraad kan niet bijgehouden worden en het is moeilijk dingen in het geheugen op te slaan.

Pathofysiologie:

Narcolepsie wordt veroorzaakt door verlies van de "State Boundary Control":

• Het is onmogelijk een bepaalde slaap-/waakfase lang genoeg vol te houden
• Fenomenen die normaal gesproken in een vaste samenhang voorkomen, kunnen gedissocieerd optreden
  • Bijv. het geïsoleerd optreden van de spierverslapping van de REM slaap → kataplexie

De diagnose wordt gesteld op basis van:

• Anamnese
• Neurofysiologisch onderzoek
  • Nachtelijke polysomnografie (PSG)
  • Multiple Sleep Latency Test (MSLT)
• Liquoronderzoek
  • Hypocretine meting

The Hypocretin Story/System:

Bij honden met narcolepsie ligt de oorzaak in een autosomaal recessieve mutatie van de hypocretine-2 receptor. De stof en de invloed van de receptor werd in 1998 ontdekt:

• Bevinden zich in de laterale hypothalamus
• 2 peptides: Hcrt-1 en Hcrt-2
  • Worden gemaakt uit precursorpreprohypocretine
• 2 receptoren: Hcrtr-1 en Hcrtr-2
• Er zijn projecties door de gehele neuraxis, behalve het cerebellum.

Oorzaak:

Narcolepsie bij mensen is niet erfelijk in families terug te vinden. Er is bij de mens geen genetisch defect gevonden. Wel blijkt uit geblindeerd onderzoek van hersenliquor van patiënten dat het overgrote deel een onmeetbaar lage concentratie hypocretine heeft → de cellen die het produceren verdwijnen, waardoor het in de liquor niet te vinden is:

• Bijna alle patiënten met typische narcolepsieklachten hebben zo'n lage concentratie
• Waarschijnlijk verdwijnen de cellen door een auto-immuun proces

De stabilisator van de sleep switch is verdwenen → patiënten kunnen niet lang slapen/wakker blijven.