Bionieuws

Mens & Maatschappij

Essentiele slaapgenen blootgelegd

Foto © Flickr/Jerome Pennington

Twee genen lijken voldoende te zijn om de hoeveelheid slaap en remslaap te reguleren, en bepalen zo indirect mogelijk hoeveel mensen en dieren dromen. Dat demonstreren Japanse en Australische onderzoekers 28 augustus in Cell Reports door de genen Chrm1 en Chrm3 bij muizen uit te schakelen. Nu deze twee genen bekend zijn, komt het ontrafelen van het cellulaire en moleculaire mechanisme dat ten grondslag ligt aan remslaap volgens de auteurs een stap dichterbij. Niet onbelangrijk, gezien de rol die remslaap waarschijnlijk speelt bij leren en het vastleggen van herinneringen, maar ook bij allerlei neurologische en psychische aandoeningen.

Dromen
Gedurende een willekeurige nacht doorlopen mensen en veel dieren een cyclus van afwisselend remslaap, ofwel rapid eye movement-slaap, en niet-remslaap. Beide slaapfasen kenmerken zich door verschillende patronen in hersenactiviteit, waarbij de hersenen tijdens remslaap activiteit vertonen die vergelijkbaar is met hersenactiviteit tijdens de wakkere uren van de dag. Het wordt algemeen verondersteld dat in deze fase dromen zich manifesteren en (emotionele) herinneringen worden vastgelegd.

'We weten dat slaap in algemene zin de fysieke en cognitieve gesteldheid van dieren onderhoudt, maar over de functie van remslaap tasten we eigenlijk nog behoorlijk in het duister.'

De neurotransmitter acetylcholine speelt daarbij waarschijnlijk een hoofdrol: uit eerder onderzoek blijkt dat de stof tijdens de overgang van niet-remslaap naar remslaap in sommige delen van het brein in grote hoeveelheden vrijkomt en zo de remslaap inluidt en onderhoudt. Maar omdat er in het brein meer dan zestien type receptoren zijn waaraan acetylcholine zich kan binden, was het tot nu toe onduidelijk welke essentieel zijn voor remslaap en welke niet.

Slaapgedrag
Om daar achter te komen schakelden de onderzoekers van de huidige studie systematisch de expressie van een grote verscheidenheid aan genen uit die coderen voor acetylcholinereceptoren in muizen. Zo kwamen ze de twee genen op het spoor die het slaapgedrag van de muizen significant beïnvloedden: Chrm1 en Chrm3. Bij uitschakeling van alleen Chrm1 nam de remslaap af en was deze meer gefragmenteerd. Wanneer Chrm3 niet tot expressie kwam, nam juist de niet-remslaap drastisch af. Waren beide genen inactief, dan ervaarden de muizen praktisch helemaal geen remslaap meer en sliepen ze per dag gemiddeld drie uur minder. Alhoewel aangenomen wordt dat remslaap belangrijk is voor de overleving, stierven de muizen zonder expressie van beide genen niet.

Stabiliteit

‘Het is een netjes uitgevoerde studie die weer interessante nieuwe wegen voor slaaponderzoek opent, zowel fundamenteel als klinisch’, zegt slaaponderzoeker Ysbrand van der Werf van het VU medisch centrum, die niet betrokken is bij de studie. ‘We weten dat slaap in algemene zin de fysieke en cognitieve gesteldheid van dieren onderhoudt, maar over de functie van remslaap tasten we eigenlijk nog behoorlijk in het duister. We denken dat de fase belangrijk is voor emotionele verwerkingen en stabiliteit. Doordat we nu via slechts twee genen de remslaap kunnen uitschakelen, is veel beter te onderzoeken wat de langetermijneffecten hiervan zijn. Ook kunnen we nu de rol gaan achterhalen van deze genen in verschillende slaapstoornissen en andere aandoeningen waarin de remslaap is aangetast.’

Dit artikel verscheen 8 september in Bionieuws 13