Faisal Akram/Wikimedia Commons

Onderzoekers ontdekken hoe mutatie de behoefte aan slaap vermindert

Sommige mensen hebben een zeldzame mutatie waardoor ze genoeg hebben aan slechts vier tot zes uur slaap per nacht. Onderzoek bij muizen heeft nu aangetoond hoe dat precies in zijn werk gaat. Het gemuteerde gen blijkt minder goed in staat om de aanmaak af te remmen van een hormoon dat ervoor zorgt dat mensen wakker blijven. Daardoor wordt er meer van de hormoon aangemaakt, en heeft men minder slaap nodig.

Het is de droom van iedereen die het "druk, druk, druk" heeft: een genetische mutatie die hen toelaat normaal te functioneren met slechts vier tot zes uur slaap per nacht in plaats van de gebruikelijke acht. 

In 2009 ontdekte professor neurologie aan de University of California (UC), San Francisco, Ying-Hui Fu een mutatie in het gen DEC2 bij een familie van "kortslapers van nature" - mensen die op een normaal uur naar bed gaan, tussen 23 uur en middernacht, maar die vanzelf wakker worden om 5 uur 's ochtends. "Dit zijn geen mensen die zichzelf geleerd hebben om 's morgens vroeg op te staan. Ze zijn zo geboren", zei Fu op de website van de UC San Francisco.

Een nieuwe studie bij muizen in het laboratorium van Fu heeft nu getoond hoe de DEC2 mutatie de menselijke kortslapers toelaat van te overleven en zelfs te gedijen, met slechts een paar uur slaap. 

Circadiaans ritme

De onderzoekers van het team van mevrouw Fu manipuleerden muizen om dezelfde mutatie in het DEC2-gen te hebben als de menselijke kortslapers. Ze ontdekten dat DEC2 de niveaus helpt controleren van orexine, een hormoon dat betrokken is bij het wakker blijven - de slaapstoornis narcolepsie wordt veroorzaakt door een gebrek aan dit hormoon. Het lijkt erop dat de mutatie in DEC2 werkzaam is door gedeeltelijk de remmingen op de orexine-productie op te heffen, waardoor er dus meer orexine aangemaakt wordt. 

DEC2 helpt bij het regelen van het circadiaanse ritme, het slaap-waakritme dat een natuurlijke biologische klok is, die aangeeft wanneer hormonen worden vrijgegeven, en die een invloed heeft op gedrag als eten en slapen. De activiteit van het gen DEC2 schommelt volgens een circadiaans schema: ze neemt toe gedurende de dag maar valt 's nachts terug.

De nieuwe studie doet veronderstellen dat DEC2 mogelijk het niveau van alertheid verlaagt 's avonds door zich te binden aan MyoD1, een gen dat de productie van orexine in gang zet. En door zich eraan te binden, blokkeert DEC2 's avonds en 's nachts ook de werking van MyoD1, zodat er minder en uiteindelijk geen orexine geproduceerd wordt. Voor zonsopgang verdwijnt DEC2 geleidelijk, wat MyoD1 toelaat opnieuw de productie van orexine te stimuleren om je wakker te maken, en vervolgens wakker te houden gedurende de loop van de dag. 

Professor Fu zegt dat de mutatie van de menselijke kortslapers het vermogen verzwakt van DEC2 om MyoD1 af te remmen, wat leidt tot een hogere productie van orexine, en wat maakt dat de kortslapers langer wakker blijven. "De rol van DEC2 is waarschijnlijk om ervoor te zorgen dat orexine wordt uitgedrukt in de juiste hoeveelheid op het juiste tijdstip van de dag. Het is het uurwerk dat ervoor zorgt dat de orexine-niveaus overeenstemmen met het circadiaanse ritme."

De DEC2-mutatie is erg zeldzaam, maar er zijn nog andere genetische mutaties die inwerken op andere trajecten om een natuurlijke korte slaap te veroorzaken. Fu bestudeert ook die genen met als doel een beter begrip te krijgen van slaap en zijn impact op onze gezondheid. 

De studie van professor Fu en haar team is verschenen in PNAS, "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America".