Illustratie: Nadia Alzoubi and Natalie Hauglund
De schoonmaakactie van het brein tijdens slaap wordt in gang gezet door noradrenaline, blijkt uit muisonderzoek.
De drijvende kracht achter het afvalverwerkingssysteem van het brein is noradrenaline. Korte pulsjes van noradrenaline zetten tijdens diepe slaap een soort bloedvatenpomp in werking. Daardoor verplaatst hersenvloeistof door het brein, en neemt het afval – zoals giftige eiwitten – mee. Dat mechanisme achterhaalt een overwegend Deens team van neurobiologen na onderzoek bij muizen (Cell, 8 januari). Slaapmiddel zolpidem verstoort bij muizen de noradrenalinegolven, en daarmee de afvalverwijdering.
In 2021 ontdekten collega-onderzoekers al dat de hoeveelheid noradrenaline in het brein tijdens non-remslaap fluctueert (Current Biology). Elke 50 seconden piekt de neurotransmitter. Nu pas blijkt wat daar het gevolg van is: de noradrenalinegolven zetten afvalverwijdering in gang. Dat ontdekken de Denen dankzij een nieuwe methode, waarbij ze slaap- en waakstadia en volumeschommelingen van bloed en hersenvloeistof meten bij vrij bewegende muizen die een meetapparaatje op hun hoofd dragen. Voor veel ‘slaap’-onderzoek gebruiken wetenschappers muizen die onder narcose zijn, zodat ze het hoofd kunnen fixeren en makkelijk metingen kunnen uitvoeren. Volgens de onderzoekers van de huidige studie mist men daardoor veel informatie over echte slaap, die ze nu wel kunnen achterhalen.
De noradrenalinegolven blijken samen te vallen met fluctuaties in bloedvolume en hersenvloeistof. Als de Denen noradrenalineafgifte zelf stimuleren, zien ze dat bloedvaten in het brein gaan samentrekken. Daardoor ontstaat een soort pompbeweging, die vervolgens hersenvloeistof het brein door stuwt. Daarmee spoelt eiwitafval het brein uit. Die schoonmaakactie is een van de belangrijkste functies van slaap.
Dat maakt het extra verontrustend dat het net ontdekte mechanisme gaat haperen onder invloed van slaapmedicatie. Als onderzoekers muizen het veelgebruikte slaapmiddel zolpidem toedienen, verzwakken de noradrenalinegolven en neemt de hoeveelheid noradrenaline met 50 procent af. Deze muizen vallen sneller in slaap, maar de verplaatsing van hersenvloeistof door het brein en daarmee de afvalverwerking is een stuk minder effectief. ‘Steeds meer mensen gebruiken slaapmedicatie, en het is erg belangrijk om te weten of dat gezonde slaap geeft’, zegt eerste auteur Natalie Hauglund in een persbericht. ‘Als mensen niet alle voordelen van slaap krijgen, moeten ze zich daarvan bewust zijn, zodat ze geïnformeerde beslissingen kunnen nemen.’ Volgens de onderzoekers kan de huidige studie mogelijk aanknopingspunten geven voor betere slaapmedicatie: ‘Nu we weten dat noradrenaline de drijfveer achter afvalverwerking in het brein is, kunnen we gaan uitvogelen hoe we mensen goede en herstellende slaap kunnen geven’, aldus laatste auteur Maiken Nedergaard.
‘Steeds meer mensen gebruiken slaapmedicatie, en het is erg belangrijk om te weten of dat gezonde slaap geeft’