Zorgt diepe slaap voor een grote schoonmaak van de hersenen?

Neuroloog Rolf Fronczek werkt aan een techniek om de hersenen ‘schoon te spoelen’ tijdens de slaap. Zijn onderzoek naar het glymfatische systeem kan op termijn klinische implicaties hebben voor mensen die lijden aan ziektes zoals alzheimer, huntington of parkinson. “Maar we moeten eerst aannemelijk maken dat slaap een rol speelt bij het schoonmaken van de hersenen.”

Het glymfatische systeem is een recent ontdekt systeem waarbij de liquor cerebrospinalis vanuit de ruimte rondom de bloedvaten, de perivasculaire ruimte, door de hersenen stroomt. Het systeem speelt een rol bij het afvoeren van afvalstoffen, maar hoe dat precies werkt, is niet helemaal duidelijk. Rolf Fronczek, neuroloog bij het LUMC en somnoloog bij slaap-waakcentrum SEIN, onderzoekt manieren waarop het glymfatische systeem kan helpen bij het afvoeren van schadelijke eiwitten die zich opstapelen in de hersenen, zoals dat het geval is bij bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer.

Glymfatische systeem

“Het was al eerder bekend dat het glymfatische systeem afvalstoffen uit de hersenen afvoert”, zegt Fronczek. “Uit proefdieronderzoek bleek dit systeem vooral tijdens de slaap actief te zijn. Ook bij mensen zien we dat in de liquor de hoeveelheid eiwitten afkomstig uit de hersenen tijdens de slaap hoger is dan wanneer iemand wakker is. Dat duidt op een toegenomen klaring van deze stoffen uit de hersenen.”
Fronczek en zijn collega’s deden onderzoek naar de afvoer van het eiwit amyloïd-beta bij patiënten met HCHWA-D (de ‘Katwijkse ziekte’). Zij lijden aan een erfelijke stapeling van amyloïd-beta in de bloedvaten van het brein, waardoor ze hersenbloedingen op jonge leeftijd krijgen. “Bij deze patiënten zien we dat de hoeveelheid amyloïd-beta in de liquor zelfs voor symptomen van de ziekte laag is, omdat het eiwit blijft hangen in de hersenen”, zegt Fronczek. Amyloïd-beta is ook bekend als medeveroorzaker van de ziekte van Alzheimer, wanneer de eiwitten samenklonteren in zogenaamde plaques, die de functie van zenuwcellen verhinderen.

HCHWA-D als model

De wetenschappers gebruikten HCHWA-D als model om te onderzoeken hoe amyloïd-beta wordt afgevoerd, en waarom het bij deze ziekte juist opstapelt in de bloedvaten. Hierbij brachten ze de vloeistofstromen van de bloedvaten en het glymfatisch systeem in beeld met een MRI-scan. Bij de beeldvorming maakten de onderzoekers gebruik van een magneet met een sterkte van 7 Tesla, zodat ze pulsaties en de vloeistofstroom langs de vaten konden meten. Uit metingen in de liquor blijkt dat amyloïd-beta vooral tijdens de diepe slaap uit de hersenen wordt gefilterd.

“Kan een kunstmatig opgewekte diepe slaap het glymfatische systeem verbeteren?”

Kunstmatige slaap

Uit dat onderzoek volgde een vervolgvraag: kan een kunstmatig opgewekte diepe slaap het glymfatische systeem verbeteren, en daarmee zelfs het beloop van eiwitstapelingsziektes zoals HCHWA-D, alzheimer, huntington of parkinson beïnvloeden? Om die vraag te onderzoeken, dienden Fronczek en zijn collega’s een plan in bij de Hersenstichting.
“Tijdens deze trial willen de wetenschappers mensen met HCHWA-D in slaap brengen door middel van natriumoxybaat, een van de krachtigste slaapmiddelen die er zijn”, zegt Fronczek. “Eenmaal in slaap meten we de pulsaties in het vierde ventrikel, de flow in het glymfatische systeem en de klaring van amyloïd-beta in de liquor. Door de diepe slaap te induceren hopen we de klaring van dit eiwit te kunnen verbeteren.” Een volgende stap is het onderzoeken van het glymfatische systeem bij gezonde controles, zegt Fronczek. “Dan kunnen we erachter komen hoe dit systeem precies in elkaar zit.”

“Het is nog te vroeg om het te hebben over de klinische implicaties van dit onderzoek”

Klinische praktijk

Het glymfatische systeem en de invloed op de afvoer van afvalstoffen uit de hersenen is een hot topic in de neurologie. Maar om het te hebben over de klinische implicaties van dit onderzoek is het volgens Fronczek nog te vroeg. “We moeten eerst aannemelijk maken dat slaap überhaupt een rol speelt bij de afvoer van afvalstoffen uit het brein”, zegt de neuroloog. “Daarna kunnen we kijken of het een rol speelt bij het ziektebeloop van andere neurodegeneratieve aandoeningen, zoals parkinson of huntington. Maar we kunnen pas nadenken over praktische toepassingen als we een proof of concept hebben.”
Fronczek wil zijn collega’s meegeven dat de hoeveelheid wisselt per individu. “Er zijn kort- en langslapers, en iedereen heeft zijn eigen ritme. Iedereen heeft een eigen ideale slaapduur. We weten nog niet wat de invloed van het glymfatische systeem hierop is.” Hij is dan ook voorzichtig met aanbevelingen op dit gebied. “Als patiënten zich zorgen maken dat ze door minder slaap ziek kunnen worden, zou ik ze vooral geruststellen: je loopt niet meer risico op parkinson of alzheimer als je minder slaapt. De rol van het glymfatische systeem is nog grotendeels onbekend, maar wat we wel al weten is dat gezonde slaap belangrijk is voor gezonde hersenen.”

Lees meer over: