H5.3: Slaap: fysiologische slaap-/waakmechanismen

Question 1

Slaapdruk of slaapschuld

Answer 1

Opbouwende drang om te slapen, naarmate men minder slaapt
Heeft vooral impact op tragegolfslaap (SWS)

Question 2

Slaapstof

Answer 2

Een stofje in hersenen dat, naarmate je langer wakker blijft, opbouwt → worden terug weggewerkt tijdens slaap
Als er slaapstof bestaat, circuleert die niet vrij → aangemaakt in hersenen en blijf daar?
Hypothese: adenosine (neuromodulator) als slaapstof

Question 3

Rol van adenosine

Answer 3

Astrocyten hebben reserve-energie in de vorm van glycogeen; wanneer hersenen lang actief zijn, kunnen ze energie halen bij die astrocyten → veroorzaakt ook toename van adenosine = inhiberend

Question 4

Functie SWS

Answer 4

Aanvullen van voorraad glycogeen en heropname/afbraak van adenosine

Question 5

Vijf belangrijke neurotransmitters betrokken bij waakzaamheid

Answer 5

Acetylcholine
Noradrenaline
Seratonine
Histamine
Orexine
→ Waakstofjes

Question 6

Acetylcholine

Answer 6

Geproduceerd door groepen acetylcholinerge neuronen: in basale voorhersenen, dorsolaterale pons en mediaal septum
Acetylcholine agonisten → stijging EEG arousal
Acetylcholine antagonisten → daling EEG arousal
Hoe intensiever mentale activiteit, hoe grotere secretie van acetylcholinerge neuronen
Secretie hoog bij waken en REM
Secretie laag bij SWS

Question 7

Noradrenaline

Answer 7

Vrijgegeven in locus coeruleus en dorsale pons
Afgifte via kralenketting op tal van plekken
Hoe meer noradrenaline vrijkomt, hoe beter je presteert op taken die waakzaamheid vergen
Stimulering: onmiddellijk wekken ; inhibitie: slaperigheid en toename SWS
Secretie hoog bij waken, niet bij REM

Question 8

Serotonine

Answer 8

Belangrijkste productie in raphekernen in mediale reticulaire formatie in medulla en pons
Projecties naar overal (neocortex, (hypo)thalamus, basale ganglia, hippocampus)
Stimulatie veroorzaakt EEG arousal en motorische beweging
Productie van serotonine tegengaan, vermindert corticale arousal
Belangrijk bij gaande houden van continue, automatische activiteiten
Secretie afnemend vanaf waken, piek als je net uit REM slaap bent

Question 9

Histamine

Answer 9

Productie in tuberomammilaire nucleus van hypothalamus
Directe projecties naar cortex, thalamus en basale ganglia en indirecte invloed via beïnvloeding acetylcholine
Sterke activiteit tijdens waken, weinig tijdens SWS en REM
Inhibitie verhoogt slaapgedrag, leidt tot vermindering NREM-slaap

Question 10

Orexine

Answer 10

= Hypocretine: secretie in laterale hypothalamus
Rol in eetgedrag en metabolisme
Degeneratie van orexinergische neuronen leidt tot narcolepsie
Vooral indirecte rol bij waken door exciterende invloed op zowat alle waaksystemen
Functie: monitoring en controle over andere waaksystemen
Daalt tijdens het waken, heel laag tijdens SWS en REM-slaap, neemt toe bij wakker worden

Question 11

Slaapstofjes vs waakstofjes

Answer 11

Slaapstofjes: adenosine
Hoe meer slaapstofjes in je lichaam, hoe vermoeider je bent → enige die toeneemt tijdens waken
Waakstofjes: acetylcholine, noradrenaline, serotonine, histamine en orexine
Hoe meer waakstofjes in je lichaam, hoe wakkerder je bent

Question 12

Drie factoren in overgang van slapen naar waken

Answer 12

1. Homeostatische factor
2. Allostatische factor
3. Circadiaanse factor

Question 13

Homeostatische factor

Answer 13

Evenwicht houden van fysieke systemen
Belangrijkste mechanisme is slaapschuld opgebouwd door adenosine: stapelt op naarmate je langer wakker blijft en meer reserve energie gebruikt, wordt op een gegeven moment zo sterk dat je in slaap valt

Question 14

Allostatische factor

Answer 14

Aanpassen naar omstandigheden om evenwicht te kunnen behouden: waakzaamheid bewaren indien nodig, zoals bij stressrespons
Stress bemoeilijkt slaap

Question 15

Circadiaanse factor

Answer 15

De neiging te slapen tijdens bepaalde delen van de dag (bv. dipje in de namiddag)
Interindividuele variabiliteit

Question 16

Ventrolaterale nucleus praeopticus (vlPOA)

Answer 16

Gesitueerd in anterieure hypothalamus
Bevat slaapneuronen
Wordt geëxciteerd door adenosine
Wordt geïnhibeerd door waakstofjes (niet orexine!)
Reciproke inhibitie: niet alleen waakstofjes inhiberen slaapstofjes, ook omgekeerd
→ Flip-flop: of volledig wakker (aan), of volledig in slaap (uit)

Question 17

Slaapneuronen

Answer 17

Vernietiging veroorzaakt totale insomnie bij ratten → leidt tot coma, dood
Elektrische excitatie veroorzaakt slaperigheid

Question 18

Flip-Flop

Answer 18

Geen gelijktijdige activiteit van beide systemen (want maladaptief)
Snelle overgangen van het ene naar het andere
Stabiel in normale omstandigheden: ondersteund/aangestuurd door orexinerg systeem
Schade aan orexinerg systeem: moeilijk wakker blijven zonder belangrijke stimuli, moeilijk doorslapen, REM-achtige intrusies

Question 19

Aansturing orexinerg systeem

Answer 19

Circadiane invloed: excitatie tijdens de dag via biologische klok
Allostatische invloed: excitatie door honger, inhibitie door verzadiging
Homeostatische invloed: inhibitie door vlPOA: opbouw adenosine wordt op gegeven moment zo groot dat de flip-flop switcht en je dus in slaap valt

Question 20

Afzonderlijke flip-flop die REM/SWS cycli regelt

Answer 20

REM-ON regio in sublaterodorsale nucleus in dorsale pons: stimulatie → REM-slaap
REM-OFF regio in periaqueductale grijze stof: stimulatie → geen REM-slaap
→ Reciproke inhibitie adhv GABA: het een of het ander

Question 21

Waken

Answer 21

Excitatie REM-OFF door:
Orexinerg systeem: zorgt dat je wakker blijft en niet REM-slaapt
Noradrenalinerg systeem in locus coeruleus
Serotoninerg systeem in raphekernen

Question 22

Slapen

Answer 22

Inhibitie van REM-OFF door vlPOA
Excitatie REM-OFF door orexinerg systeem valt weg
Excitatie REM-OFF door noradrenalinerg en serotoninerg systeem daalt geleidelijk tijdens SWS
Eens kantelpunt bereikt: intrede REM-slaap