Natuurlijke hersenritmes bepalen het cortisolniveau en beïnvloeden de waakzaamheid

Uit een onderzoek onder leiding van Ōtākou Whakaihu Waka is gebleken dat zenuwcellen die stress reguleren, ongeveer een keer per uur aan en uit gaan, zelfs als er geen stressvolle gebeurtenissen plaatsvinden.

Hoofdauteur en universitair hoofddocent Carl Iremonger, werkzaam bij de afdeling Fysiologie en het Centrum voor Neuro-endocrinologie van de Universiteit van Otago, zegt dat deze ritmes patronen van activiteit en alertheid vormen.

"Deze uitbarstingen van zenuwcelactiviteit lijken te fungeren als een natuurlijk 'weksignaal' en leiden vaak tot verhoogde niveaus van stresshormonen, of cortisol.

"Dit onderzoek, een wereldprimeur, biedt de mogelijkheid om te onderzoeken hoe deze ritmes onze gezondheid, stemming en slaap beïnvloeden", aldus Carl Iremonger, universitair hoofddocent aan de afdeling Fysiologie en het Centrum voor Neuro-endocrinologie van Otago.

Voor deze studie, gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift PNAS, maakten de wetenschappers gebruik van een optische techniek genaamd fotometrie om de activiteit van zenuwcellen bij muizen en ratten te volgen.

"Daarbij werd er licht in de hersenen van de dieren geschenen, waardoor we de activiteit van zenuwcellen gedurende de dag en nacht konden observeren, terwijl de dieren vrij konden bewegen. Vervolgens konden we in kaart brengen hoe de activiteit van zenuwbanen werd gecoördineerd met slaap-waakcycli en stresshormoonspiegels."

Er is aangetoond dat een groep zenuwcellen, genaamd corticotropin-releasing hormone (CRH) neuronen, bijzonder belangrijk is voor de circadiane ritmes van de afgifte van stresshormonen.

Deze neuronen schakelen in een regelmatig ritme aan en uit, ongeveer een keer per uur. Interessant genoeg ontdekten we dat deze veranderingen gecoördineerd zijn met slaap-waakcycli, wat suggereert dat het activeringspatroon verband houdt met waakzaamheid of alertheid. We ontdekten ook dat wanneer CRH-neuronen kunstmatig worden geactiveerd, het gedrag van de dieren verandert: dieren die voorheen rustig rustten, worden hyperactief.

Volgens universitair hoofddocent Iremonger kunnen de bevindingen leiden tot een beter begrip van hoe verstoringen in het stressritme kunnen leiden tot stemmingswisselingen en slaapproblemen.

Medicijnen die de activiteit van CRH-stressneuronen verminderen, kunnen ook nuttig zijn voor de behandeling van aandoeningen die verband houden met een overactieve stressreactie.

Ons nieuwe onderzoek helpt ons te begrijpen hoe de hersenen deze normale ritmes van stresshormoonafgifte regelen. Inzicht in hoe deze hersensignalen werken, helpt ons de verbanden te begrijpen tussen stresshormoonspiegels, alertheid en mentale gezondheid.