De normale slaapstructuur
Fysiologie van de slaap
In de afgelopen 50 jaar is gebleken dat er niet twee existentiële toestanden zijn (slapen en waken), maar drie: waaktoestand, REM-slaap (rapid eye movements) en NREM-slaap (non-REM).
NREM-slaap
Vijfenzeventig tot tachtig procent van de nachtelijke slaap bestaat uit de NREM-slaap. NREM-slaap telt 3 stadia, elk met eigen karakteristieke elektro-encefalografische (EEG) bevindingen:
- Stadium I is een overgang tussen de waaktoestand en slaap. Het alfa-ritme (8 tot 12 Hertz, kenmerkend tracé van waaktoestand) vermindert en verdwijnt om plaats te maken voor een trager ritme, gekenmerkt door theta-golven (3 tot 7 Hertz).
- Het basisritme van stadium II is hetzelfde als stadium I, maar nu verschijnen er typische grafo-elementen (slaapspoeltjes en K-complexen).
- Stadium III van de NREM-slaap komt overeen met diepe slaap en vertoont kenmerkende delta-golven. Onder delta-activiteit verstaat men trage golven met hoge amplitude (0,5 tot 2 Hertz, amplitude > 75 µV). In stadium III komen delta-golven voor in méér dan 20 % van de tijd.
REM-slaap
In REM-slaap wordt het basistracé gekenmerkt door dezelfde thêta-activiteit als in stadium I van de NREM-slaap. Deze slaaptoestand wordt vooral gekarakteriseerd door het optreden van fasen van snelle, onwillekeurige oogbewegingen. De activiteit van de skeletspieren is er merkelijk onderdrukt. Alle spiergroepen met uitzondering van de oogspieren en de ademhalingsspieren vertonen 'atonie' (zijn als het ware verlamd). Daar de REM-slaap overeenkomt met de periode van de slaap waarin wij dromen, lijkt de onderdrukking van de spieren onderdeel te zijn van een fysiologisch beschermingsmechanisme dat het individu verhindert om zijn droommentatie uit te voeren.
Slaapcyclus en het hypnogram
Een slaapcyclus bestaat uit een opeenvolging van de NREM-stadia I, II en III gevolgd door een episode van REM-slaap. De overgang van de verschillende stadia gebeurt gradueel. Zo ziet men trage golven verschijnen in stadium II in de periode die voorafgaat aan stadium III.
De eerste REM-slaapfase doet zich gewoonlijk voor ongeveer 90 min na het inslapen. De volledige slaap wordt gekenmerkt door het optreden van 4 tot 6 van dergelijke slaapcycli, waarbij het opvalt dat stadium III van de NREM-slaap zich vooral in het begin van de nacht voordoet, terwijl de REM-episodes langer gaan duren en intenser worden naar het einde van de nacht toe. De grafische voorstelling van de opeenvolging van deze cycli wordt aangeduid met de term hypnogram.
Slaap en leeftijd
De slaapduur en de slaappatronen zijn in sterke mate afhankelijk van de leeftijd.
Slaap bij pasgeborenen
Een pasgeborene slaapt ongeveer twee derde van het etmaal. De slaapcyclus van de pasgeborene duurt ongeveer 60 (in plaats van 90) min. Het slaap- en waak-EEG zijn moeilijk van mekaar te onderscheiden. REM-slaap is hier gekenmerkt door lichaamsbeweging, vandaar dat men de slaap van het pasgeboren kind onderverdeelt in rustige of 'passieve' slaap (het equivalent van NREM-slaap bij de volwassene) en onrustige of 'actieve' slaap (equivalent van REM-slaap).
Slaap bij volwassenen
De slaap bereikt zijn normale duur en architectuur op jongvolwassen leeftijd. De gemiddelde slaapduur bedraagt 7½ uur. Er zijn evenwel mensen die voldoende recupereren met heel wat minder slaap (habituele korte slapers). Anderzijds zijn er mensen die 10 uur of langer slapen per etmaal (habituele lange slapers). De ideale slaapduur is dus individueel verschillend en constitutioneel bepaald.
Slaap bij ouderen
Bij oudere mensen neemt de slaapefficiëntie af (dat is de verhouding van de totale slaaptijd tot de tijd in bed). De hoeveelheid delta-slaap vermindert en ze worden vaker wakker tijdens de slaap (slaapfragmentatie). Bovendien is er een afvlakking van de slaap-waakcyclus, waarbij de slaapfase minder intens verloopt, en de waaktoestand verstoord kan worden door slaperigheid. Oudere mensen zien zich niet alleen geconfronteerd met een veroudering van de slaap, maar ook met een toegenomen kans om te lijden aan een of meer specifieke slaapstoornissen.
Slaapregistratie
De slaap wordt in het laboratorium bestudeerd door de simultane registratie van verschillende parameters. Niet alleen wordt het elektro-encephalogram (EEG) geregistreerd, maar ook het elektromyogram (EMG), elektro-oculogram (EOG), elektrocardiogram (EKG), de ademhaling, de zuurstofsaturatie van het arteriële bloed, het snurken, de lichaamshouding en andere afgeleiden. Het geheel wordt polysomnografie genoemd.
Aanvullend wordt een video-opname van de slapende persoon uitgevoerd, om bepaalde aspecten van het slaapgedrag te kunnen bestuderen. Vooraleer een patiënt naar het slaaplaboratorium te verwijzen, wordt een grondige anamnese en klinisch onderzoek verricht. Niet zelden volstaat dit vooronderzoek om de aandoening te diagnosticeren, wat een (dure) polysomnografie overbodig maakt.
Lees meer over het verloop van een slaaponderzoek.
Circadiane systemen
Slaap-waakcyclus
De verschillende lichamelijke functies verlopen niet volgens een continue activiteit maar vertonen schommelingen in de loop van de tijd. Een aantal van deze functies volgt een sinusoïdale curve, waarbij een maximum en een minimum wordt bereikt. De cyclusduur bedraagt bij benadering 24 uur. Vandaar dat men spreekt van een circadiaan verloop (circa=ongeveer, diaan=dag).
Enkele voorbeelden van biologische systemen die zich volgens een circadiaan ritme gedragen zijn:
- Slaap-waakactiviteit
- Lichaamstemperatuur
- Vrijstelling van hormonen in het bloed (bv. cortisol)
- Hartritme
Biologische klok
In de hersenen bevindt zich een zenuwkern die de functie van 'biologische klok' waarneemt: deze kern vertoont een duidelijke oscillatoire activiteit met een cycluslengte van ongeveer 24 uur. Het gaat om de nucleus suprachiasmaticus, een in de hypothalamus (in de bodem van het derde ventrikel) gesitueerde zenuwkern, die zich net boven het chiasma opticum bevindt, langs weerszijden van de middellijn.
Experimenteel onderzoek bij knaagdieren heeft aangetoond dat vernietiging van deze zenuwkernen aanleiding geeft tot het verdwijnen van de bioritmiek van voornoemde systemen. De nucleus suprachiasmaticus wordt dus beschouwd als de 'orkestmeester' of de 'hoofdklok' die de activiteit van een aantal ondergeschikte pacemakers dirigeert. De zenuwcellen van de nucleus suprachiasmaticus vertonen een intrinsieke ritmische activiteit die blijft bestaan wanneer de cellen in vitro worden geïsoleerd.
Zeitgebers
De eigenschappen van de biologische klok werden bestudeerd op individuen in tijdsisolatie. In deze experimentele situatie heeft men kunnen vaststellen dat het circadiane ritme niet exact 24 uur, maar ergens tussen de 24 en 28 uur bedraagt. De klok loopt dus te traag. Er zijn evenwel mechanismen die de klok opnieuw synchroniseren met de dag-nachtcyclus. Deze tijdsindicatoren worden 'Zeitgebers' genoemd.
De belangrijkste Zeitgeber is licht: de suprachiasmatische kern staat in verbinding met het netvlies van het oog (de retina) via de tractus retino-thalamicus. Lichtimpulsen met een bepaalde sterkte kunnen de fase van het circadiane ritme doen verschuiven. De richting van de verschuiving (vroeger-later) is afhankelijk van het tijdstip waarop de blootstelling aan licht zich voordoet. Ook sociale Zeitgebers (kennisname van het tijdstip van de dag, maaltijden, enz.) kunnen sterk de circadiane klok beïnvloeden.
Individuele kenmerken
Onze slaap-waakcyclus wordt in belangrijke mate beïnvloed door de activiteit van de biologische klok. Een aantal slaap-waakproblemen zijn het gevolg van een spontane verschuiving van het interne ritme ten opzichte van het sociale tijdsschema. Deze stoornissen resulteren in moeilijkheden om normaal te functioneren in het tijdskader van de maatschappij.
Een vertraagde slaapfase, waarbij iemand later gaat slapen en later uit bed komt, wordt vaak gezien bij adolescenten en jongvolwassenen. Alhoewel bepaalde sociale Zeitgebers hier ongetwijfeld een rol kunnen spelen, stellen we vast dat vele jonge mensen toch een spontane neiging vertonen om later naar bed te gaan.
Bij (hoog)bejaarde bemerken we een omgekeerde tendens, met neiging tot vervroeging van de slaapfase. Bij bepaalde vormen van dementie kan de vervroeging extreem zijn en aanleiding geven tot omkering van het dag/nacht-ritme. Vele gezonde individuen ervaren een (milde) verschuiving van de slaapfase en categoriseren zichzelf onder de 'vroege vogels', hetzij onder de 'nachtuilen'.
Biologische klok en maatschappij
In de moderne tijd zijn kunstmatige verschuivingen van de slaap-waakfase schering en inslag. De beste voorbeelden zijn: ploegenarbeid en transmeridiane vluchten. Bij westwaartse vluchten wordt een artificiële vertraging, en bij oostwaartse vluchten een vervroeging van de cyclus bewerkstelligd.
Momenteel wordt gebruikgemaakt van artificieel licht met hoge intensiteit (vb. lichthelmen) om de gedesynchroniseerde slaap-waakcyclus te behandelen. Ook melatonine heeft een potentiële rol in de behandeling van verschuivingen van de slaap-waakcyclus.