Tijdens les 6 in de nascholing coaching en leefstijl voor artsen legde ik uit welk effect adenosine heeft op slaap. Ik kreeg zulke leuke vragen dat het me inspireerde om er wat dieper in te duiken. Want er zijn veel factoren van invloed op de hoeveelheid adenosine die je gedurende de dag opbouwt. En hoe meer adenosine? Hoe liever je in je bed kruipt! Mocht je nog veel meer willen weten en mensen gericht willen coachen op slaap? Kijk eens naar de training slaapcoach die 3 maart start!
Adenosine heeft invloed op de slaapdruk
Waarom voel je je na een lange, intensieve dag ineens zó slaperig dat je bijna vanzelf naar bed schuift? Een belangrijke biologische verklaring is adenosine. Adenosine is een stofje dat zich gedurende de wakkere tijd ophoopt en daarmee de slaapdruk verhoogt. In dit artikel lees je wat adenosine is, waardoor het stijgt of daalt, welke rol sport en stofwisseling spelen, en wat je daar praktisch mee kunt als leefstijlprofessional.
Adenosine in het kort
Adenosine is een afbraakproduct van ATP (levert energie op celniveau). Hoe langer je wakker bent en hoe hoger de (hersen)activiteit en het energieverbruik, hoe meer adenosine zich kan opstapelen. En deze stijgende hoeveelheid adenosine geeft dan steeds sterker het signaal, het is tijd om te slapen.
Adenosine is een centrale schakel tussen energieverbruik en slaap. Lang wakker zijn, hoge hersenactiviteit, intensieve inspanning en metabole stress verhogen meestal adenosine en daarmee de slaapdruk; slaap en herstelprocessen laten adenosine weer dalen. Voor leefstijlcoaches biedt dit een helder, biologisch onderbouwd verhaal waarmee je slaapklachten kunt normaliseren én concreet kunt koppelen aan dagbelasting, training, herstel en ritme.
Slaapdruk, homeostase en het circadiane systeem
Slaap wordt grofweg gestuurd door twee samenwerkende systemen:
- Het homeostatische systeem, dit bouwt slaapdruk op tijdens waken en lost die af tijdens slaap.
- Het circadiane systeem (dag-nacht-ritme), dit bepaalt vooral wanneer slapen biologisch het meest ‘logisch’ is.
Adenosine hoort vooral bij dat eerste systeem. Het is een van de biochemische manieren waarop het lichaam bijhoudt hoeveel je jezelf belast hebt in de wakkere periode. In de hersenen neemt extracellulaire adenosine toe naarmate je langer wakker bent, met duidelijke effecten in gebieden die betrokken zijn bij arousal en aandacht. Dit draagt bij aan meer slaapneiging en (bij voldoende slaapgelegenheid) meer diepe slaap.
Waar komt adenosine vandaan?
De kern van de productie van adenosine is de energiehuishouding. Als neuronen (en omliggende steuncellen, zoals glia) actief zijn, verbruiken ze ATP. Bij dat verbruik ontstaan afbraakproducten (zoals AMP) die kunnen worden omgezet in adenosine. Ook bij situaties waarin cellen onder druk staan zoals zuurstoftekort (hypoxie), metabole stress of hoge cognitieve belasting, zal adenosine te stijgen.
Belangrijk is: adenosine is niet alleen ‘meer wakker = meer adenosine’. Meerdere processen hebben invloed op de hoeveelheid adenosine die wordt gevormd, afgebroken en getransporteerd. Enzymen (zoals adenosinekinase en 5’-nucleotidasen) en transporters beïnvloeden of adenosine in het extracellulaire milieu terechtkomt (waar het slaapdruk kan verhogen) of juist wordt ‘weggewerkt’.
De vier grote ‘knoppen’ van de productie van adenosine
Er zijn enkele belangrijke knoppen die de hoeveelheid adenosine bepalen:
- Wakker zijn & hersenactiviteit
Langdurig waken en hoge neurale activiteit verhogen adenosine en versterken slaapdruk, vooral in hersengebieden die slaap-waakregulatie beïnvloeden. - Metabolisme & energiestatus
Alles wat het cellulaire energieverbruik of een gevoel van ‘energieschaarste verhoogt (bijvoorbeeld metabole stress) kan adenosine doen stijgen. - Lichaamsbeweging
Intensieve inspanning kan leiden tot meetbare stijging van adenosine in de hersenen (in dieronderzoek) en wordt gezien als een mechanisme achter extra diepe slaap na zware belasting. Daarnaast laten overzichtsstudies zien dat zowel eenmalige als regelmatige beweging gunstige effecten kan hebben op totale slaaptijd, diepe slaap en subjectieve slaapkwaliteit. Waarbij adenosine en temperatuurregulatie plausibele verklaringsroutes zijn. - Dag-nacht-ritme
Adenosine en enzymactiviteit die met adenosinemetabolisme samenhangen laten een circadiaan patroon zien: er zijn dag-nachtvariaties in niveaus en afbraakprocessen. Dat betekent dat hetzelfde gedrag (bijv. laat sporten of laat intensief werken) mogelijk anders uitpakt afhankelijk van het tijdstip.
Waarom slaap adenosine weer omlaag brengt
Tijdens slaap daalt adenosine weer. Je kunt dit zien als herstel van het energiebudget van hersencellen: ATP-voorraden worden aangevuld en de balans tussen aanmaak/afbraak/transport van adenosine verschuift. Daardoor neemt de slaapdruk af, en word je bij voldoende (kwaliteit) slaap weer alerter.
Wat betekent dit praktisch voor coaching en leefstijlinterventies?
Adenosine en slaapdruk kun je vertalen naar gedrag:
1) Slaapdruk is niet alleen ‘tijd’ maar ook ‘belasting’
Twee mensen kunnen allebei 16 uur wakker zijn, maar de ene heeft een rustige dag gehad en de ander een dag met hoge cognitieve druk, stress en intensieve training. Die tweede persoon kan een grotere adenosine-opbouw en dus hogere slaapdruk ervaren. Dat helpt om klachten als “Ik ben zó moe maar ik slaap slecht” te ontrafelen: slaapdruk, stresssysteem, timing en slaapgelegenheid kunnen uit de pas lopen.
2) Beweging is vaak slaapvriendelijk maar timing en intensiteit hebben invloed
Regelmatige beweging is gemiddeld gunstig voor slaap. Tegelijk kan zeer intensief sporten (zeker laat op de avond) bij sommige mensen juist doorschieten naar ‘te veel prikkel’. In termen van adenosine kan slaapdruk wel stijgen, maar andere factoren (activatie, temperatuur, stresshormonen) kunnen inslapen alsnog bemoeilijken. De kunst is doseren. Er moet genoeg belasting zijn om slaapdruk op te bouwen, maar niet te laat of zó intens dat het circadiane systeem en arousal roet in het eten gooien.
3) Metabole stress en zuurstoftekort
Hypoxie of ischemische stress is een sterke adenosine-aanjager. Denk in de praktijk aan situaties waarin bij iemand (chronisch) de ademhaling, conditie, of herstelcapaciteit beperkt is. Of waarin training relatief ‘zwaarder’ binnenkomt dan verwacht. Dat kan de slaapdruk beïnvloeden net als de slaaparchitectuur en herstelbeleving.
Stoffen die adenosine beïnvloeden
Er zijn drie manieren waarop stoffen het adenosinesysteem kunnen beïnvloeden. Dit zou je drie farmacologische knoppen kunnen noemen:
- Receptor-antagonisten – deze stoffen blokkeren adenosinereceptoren Het resultaat is meer waakzaamheid en minder slaapdruk.
- Receptor-agonisten – activeren adenosinereceptoren (werken als extra adenosine) Het resultaat is meer adenosine-effect (o.a. slaperigheid, vaatverwijding en meer slaapdruk).
- Middelen die extracellulair adenosine verhogen – verhogen de beschikbare adenosine buiten de cel. Het resultaat is ook meer adenosine-effect, maar dan via aanbod (niet via de receptor zelf).
En dan zijn er nog endogene of omgevingsfactoren. Dit kunnen omstandigheden zijn die de adenosine-aanmaak verhogen zoals bijvoorbeeld hypoxie of ontsteking.
Meer over cafeïne, adenosine en slaapdruk
Cafeïne (en verwante methylxanthines zoals theofylline uit thee en theobromine uit chocolade) werkt vooral als niet-selectieve antagonist van adenosinereceptoren. Dat betekent: adenosine is er wel, maar de receptor ‘hoort’ het signaal minder, waardoor je je alerter voelt en de slaapdruk subjectief lager kan lijken.
- Cafeïne verwijdert adenosine niet. Het maskeert vooral het effect.
- Daardoor kan slaapdruk je later alsnog overvallen (zeker als je lang doorwerkt en cafeïne gebruikt om door te kunnen).
Selectieve blokkade door bepaalde medicatie
Naast cafeïne zijn er andere selectieve antagonisten, zoals istradefylline (A2A-antagonist, bij Parkinson) Dit is klinisch relevant omdat ze, net als cafeïne, het adenosinesignaal kunnen afremmen en dus effect kunnen hebben op waakzaamheid, motivatie, (en mogelijk) slaap.
Agonisten: stoffen die adenosine nadoen
Er zijn stoffen die werken als adenosinereceptor-agonisten, zoals regadenoson Deze zetten de receptor juist extra aan, waardoor het adenosine-effect toeneemt. Dit is niet een stof die je veel tegenkomt maar het illustreert het principe. Meer receptoractivatie = meer adenosine-effect.
Meer extracellulaire adenosine
Sommige stoffen verhogen de extracellulaire adenosinespiegel. Behalve sommige antistollingsmiddelen of bijvoorbeeld methotrexaat kunnen ook ethanol (lees alcohol) en cannabidiol (CBD) adenosinespiegels extracellulair verhogen. Dat maakt bijvoorbeeld dat je van een glas alcohol sneller in slaap valt en dat sommige mensen CBD-olie gebruiken om in slaap te vallen.
Bij slaapklachten is het dan ook zinvol om niet alleen naar cafeïne te vragen maar ook naar medicatie, alcohol en CBD. En het is goed om te weten dat zware training, ziekte, onsteking, of chronische benauwdheid het adenosinesysteem beinvloeden met gevolgen voor slaapdruk en slaperigheid.
Dank deelnemers van groep ALC18! Ik heb weer een hoop geleerd van jullie vragen…
Slaapcoach worden en mensen gericht coachen op slaap? Kijk eens naar de training slaapcoach die 3 maart start!
Bronnen:
Porkka-Heiskanen, T., & Kalinchuk, A. (2011). Adenosine, energy metabolism and sleep homeostasis.. Sleep medicine reviews, 15 2, 123-35 . https://doi.org/10.1016/j.smrv.2010.06.005.
Porkka-Heiskanen, T., Alanko, L., Kalinchuk, A., & Stenberg, D. (2002). Adenosine and sleep.. Sleep medicine reviews, 6 4, 321-32 . https://doi.org/10.1053/smrv.2001.0201.
Jagannath, A., Varga, N., Dallmann, R., Rando, G., Gosselin, P., Ebrahimjee, F., Taylor, L., Mosneagu, D., Stefaniak, J., Walsh, S., Palumaa, T., Di Pretoro, S., Sanghani, H., Wakaf, Z., Churchill, G., Galione, A., Peirson, S., Boison, D., Brown, S., Foster, R., & Vasudevan, S. (2021). Adenosine integrates light and sleep signalling for the regulation of circadian timing in mice. Nature Communications, 12. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22179-z.