De sleutelrol van slaap in hartherstel

Onderzoek toont aan dat slaap hartontstekingen vermindert en het herstel na een hartaanval versnelt door de immuun- en zenuwbanen te reguleren.

In een recente studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, onderzochten onderzoekers de effecten van slaap op ontstekingen en herstel na een hartaanval. Bij muizen en mensen bleek slaap ontstekingen in het hart te verminderen door monocyten naar de hersenen te lokken en de sympathische zenuwactiviteit naar het hart te beperken.

De verbinding tussen de hersenen en het hart

De hersenen en het hart zijn nauw met elkaar verbonden en werken via immuunsignalen en zenuwbanen samen om de gezondheid te behouden. Slaap is vooral belangrijk voor de cardiovasculaire gezondheid, aangezien een slechte slaapkwaliteit en slaapgebrek het risico op hartaanvallen kunnen verhogen.

Huidig onderzoek suggereert dat de hersenen de gezondheid van het hart tijdens de slaap reguleren via complexe neurale en immuunroutes. Signalen van de hypothalamus beïnvloeden bijvoorbeeld de activiteit van immuuncellen en de progressie van hart- en vaatziekten.

Bloedvaten die zuurstof van het hart transporteren, zijn ook essentieel voor de communicatie van de fysiologische toestand van het hart naar de hersenen. Ondanks aanzienlijk onderzoek naar slaapstoornissen bij patiënten met hartaandoeningen, zijn de effecten van hartletsel op de slaap, evenals de wisselwerking van slaapstoornissen op het herstel van het hart, nog grotendeels onontgonnen gebied.

Voor de menselijke studie analyseerden de onderzoekers hersenweefsel van donoren die binnen twee weken na hun overlijden een hartinfarct hadden gehad. Personen met een voorgeschiedenis van neurodegeneratieve aandoeningen, hersenletsel, kanker of een beroerte werden uitgesloten van de analyse. De menselijke weefselmonsters werden gekleurd voor CCR-2 (CC-chemokinereceptor) en CD68 (cluster van differentiatie 68).

Om de slaap te beoordelen, keken de onderzoekers naar 78 patiënten die deelnamen aan een Duitse studie onder mensen met een acuut coronair syndroom. Patiënten die slaapmedicatie voorgeschreven kregen of slaapstoornissen hadden, werden uitgesloten van de analyse.

De groep onderging coronaire angiografie en ejectiefractiemetingen met behulp van echocardiografie. De slaapkwaliteit van de patiënten werd ook beoordeeld met de Pittsburgh Mini-Sleep Scale, die de slaapduur, slaaplatentie, verstoringen en algehele slaapkwaliteit meet.

Er werd ook een gerandomiseerde, gecontroleerde cross-overstudie uitgevoerd om te onderzoeken hoe chronisch slaapgebrek de programmering van immuuncellen beïnvloedt. Deelnemers werden zes weken lang blootgesteld aan adequate en beperkte slaapomstandigheden, waarna bloedmonsters werden afgenomen voor analyse.

Een myocardinfarct werd bij muizen geïnduceerd door de voorste dalende kransslagader onder narcose af te binden. Nadat de muizen waren hersteld van hun myocardinfarct, werden ze in een slaapfragmentatiekamer geplaatst. Bij de muizen werd ook een elektro-encefalogram (EEG) en elektromyografie (EMG) geïmplanteerd ter controle.

Beenmerg-, bloed-, hart- en hersenmonsters werden van muizen afgenomen voor flowcytometrie en immunokleuring. Plasmabiomarkers en weefseleiwitten die verband houden met de hart- en hersenfunctie werden gemeten met behulp van immunoassays en RNA-analyse, waaronder kwantitatieve polymerasekettingreactie (qPCR) en single-cell RNA-sequencing (scRNAseq).

Hart- en vaatziekten, zoals een hartinfarct, zorgen ervoor dat muizen langer in diepe slaap slapen. Hierdoor raken hun natuurlijke slaappatronen verstoord. Dit suggereert dat er een verband bestaat tussen slaapregulatie en immuunreacties na hartproblemen.

Muizen met hart- en vaatletsel hadden langere slow-wave slaapperioden en een kortere REM-slaap. In het geval van een hartinfarct duurde de toegenomen slaapduur meer dan een week, samen met een lager activiteitsniveau en een lagere lichaamstemperatuur.

Immuunsignalen in het bloed activeerden microglia in de hersenen na een hartinfarct. Verhoogde niveaus van interleukine-1β (IL-1β) activeren de activiteit van microglia en veroorzaken een versterkte chemokinerespons, waardoor er meer immuuncellen naar de hersenen worden gelokt.

Flowcytometrieanalyse toonde ook een instroom van monocyten aan in verschillende hersengebieden, zoals de plexus choroïdeus, het derde ventrikel en de thalamus, binnen 24 uur na een hartinfarct. Deze monocyten kunnen signalen afgeven die de diepe slaap bevorderen, wat aantoonbaar het genezingsproces bevordert.

Het remmen van de toegang van monocyten tot de hersenen met behulp van CCR2-antagonisten voorkwam slaapveranderingen bij muizen. CCR2 speelt dus een cruciale rol in de immuunrespons die van invloed is op hoe de hersenen en het lichaam de slaap reguleren na een hartaanval.

Monocyten die geassocieerd zijn met een myocardinfarct vertoonden een tumornecrosefactor (TNF)-signatuur die niet aanwezig was in normale monocyten in het bloed. Bovendien herstelde het blokkeren van TNF-activiteit in de hersenen het normale slaappatroon.

De resultaten van het onderzoek tonen aan dat immuunsignalen via door monocyten geproduceerd TNF na een hartinfarct specifieke neuronen in de thalamus activeren, wat de duur van de slow-wave slaap verlengt. Deze observaties leveren nieuw bewijs voor hoe immuunreacties na hartproblemen slaappatronen kunnen beïnvloeden die genezing en herstel belemmeren.