Misschien heb je het al vaak genoeg ervaren: als je een nacht slecht slaapt, kun je de dag erna niet ophouden met snaaien. Wetenschappers hebben nu bij fruitvliegjes aangetoond waarom dat zo is.
Als de diertjes zo weinig slaap krijgen dat ze daadwerkelijk weinig energie meer hebben, compenseren ze dit door meer te eten en meer te slapen. Als de vliegen echter slaapgebrek hadden zonder dat het hen veel energie kostte, aten of sliepen ze daarna niet meer. Een slaaptekort houdt dus verband met de drang om meer te eten, maar alleen als je ook echt erg weinig energie bent.
De fruitvlieg
Waarom is er onderzoek gedaan met fruitvliegjes, oftewel Drosophila? “Fruitvliegen vormen een mooie balans tussen complex en eenvoudig”, legt William Ja van de University of Florida uit aan Scientias.nl. “Ze zijn complex genoeg om een brein te hebben en een breed scala aan interessant gedrag te vertonen, maar toch eenvoudig (en goedkoop) genoeg om goed wetenschappelijk onderzoek mee te doen. We delen een verrassende hoeveelheid fundamentele biologie met fruitvliegen. Ongeveer 75 procent van de menselijke genen met bekende implicaties voor ziekten heeft een tegenhanger bij de vliegjes.”
En doordat er al zoveel onderzoek is gedaan met fruitvliegen is er allerlei technologie beschikbaar. “De krachtige hulpmiddelen die zijn ontwikkeld voor onderzoek met fruitvliegen stellen ons in staat om specifieke genen tot expressie te brengen of uit te schakelen of om kleine groepen neuronen aan en uit te zetten om te zien wat er met gedrag gebeurt. Door de fruitvlieg te bestuderen, kunnen we dus inzicht krijgen in hoe een brein is opgebouwd om gedrag te reguleren.”
Minder energie = meer eten
Dat is ook nu weer gelukt door het verband tussen slaap en eten te bestuderen bij de diertjes. “We ontdekten dat als we de slaap van een vlieg verstoorden op een manier waardoor ze ook meer energie ging verbranden, ze daarna steevast meer sliep en at om te herstellen. Maar als we een andere methode gebruikten om slaap te verstoren – een die de vlieg wel wakker hield, maar dit energietekort niet veroorzaakte – hoefde de vlieg niet meer te slapen of te eten”, aldus onderzoeker Ja. “Dit wijst erop dat het homeostatische systeem van het lichaam niet simpelweg uren gemiste slaap telt, maar eerder het metabole kostenplaatje van wakker zijn meet. De drang om te herstellen door slaap lijkt een directe reactie te zijn op het energietekort zelf.”
Dit systeem vormt het vermogen van het lichaam om een stabiel intern evenwicht te handhaven, ondanks veranderingen in de omgeving. Het is een zelfregulerend proces dat ervoor zorgt dat vitale factoren zoals lichaamstemperatuur, pH en bloedsuiker binnen optimale grenzen blijven voor een optimale werking van het lichaam.
Energieschuld inlossen
Energietekort vormt dus de schakel tussen slaaptekort en meer eten. “Als je slaap mist, kan je lichaam in een toestand van verhoogd metabolisch verbruik komen. Het verbrandt in feite meer brandstof dan normaal. Dit creëert een energietekort. Onze studie laat zien dat dit tekort fungeert als een belangrijk signaal. Als reactie probeert het lichaam zijn balans op twee manieren te herstellen: het verhoogt de slaapdruk om energie te besparen en stimuleert de eetlust om de verloren energie aan te vullen. Het extra eten is dus de poging van het lichaam om de energieschuld in te lossen die tijdens het slaapgebrek is opgebouwd”, legt Ja uit.
De onderzoeker wil wel benadrukken dat het gaat om fundamenteel onderzoek met fruitvliegen. Er kunnen dus niet een op een conclusies voor mensen uit worden getrokken. “Toch biedt ons werk een mogelijke verklaring voor wat veel mensen ervaren: een nacht zonder slaap leidt vaak tot meer trek en meer eten de volgende dag. Het bevestigt wetenschappelijk het idee dat slaap niet alleen voor de hersenen belangrijk is, maar ook cruciaal voor de stofwisseling en de energiebalans.” Daarmee bevestigt de studie nog maar eens hoe belangrijk een goede nachtrust is.
Waar komt het vandaan?
In het vervolg willen de onderzoekers dieper ingaan op het specifieke signaal zelf. “Onze studie toont aan dat een energietekort de herstelslaap aanstuurt, maar hoe weten de hersenen dat er een energietekort is? We staan nu op het punt om te onderzoeken wat dat specifieke metabole signaal precies is. Is het een verandering in een bijproduct van energiegebruik, zoals koolstofdioxide? Of is het een signaal dat afkomstig is van de energiecentrales van de cellen, de mitochondriën, die in andere laboratoria al zijn gekoppeld aan slaapdruk?” klinkt het tot besluit. Daar hopen de onderzoekers binnenkort achter te komen.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
