Montag, 03.12.2001

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Wirkt Schlaf vorbeugend gegen Übergewicht und Bluthochdruck?

Schlaf und Gedächtnis: Neuer Forschungsschwerpunkt an der Medizinischen Universität Lübeck

Der Schlaf ist ein Mysterium: Was passiert mit uns, während wir schlafen? Warum schlafen wir überhaupt? Dass Schlaf mehr ist, als mit geschlossenen Augen auszuruhen, davon sind Wissenschaftler um den Lübecker Prof. Dr. med. Jan Born überzeugt. Born ist Neuroendokrinologe und Leiter einer klinischen Forschergruppe an der Medizinischen Universität zu Lübeck (MUL).

Schlaf, so die These der Forscher, hat immensen Einfluss auf den gesamten Organismus: Wer schlecht oder zu wenig schläft, wird langfristig krank. Im Gegenzug wirkt ausreichender Schlaf wahrscheinlich vorbeugend gegen Zivilisationserkrankungen wie Bluthochdruck oder Übergewicht und vergrößert den Erfolg einer Impfung. Born: "Schlaf hat eine außerordentliche Bedeutung nicht nur für Psyche und Gehirn, sondern auch für den Stoffwechsel und das Immunsystem."

Weltweit einzigartig ist der Forschungsansatz an der MUL: Hier bleiben die Untersuchungen nicht auf eines dieser Regulationssysteme beschränkt, sondern es werden die Einflüsse des Schlafs parallel auf psychologischer, immunologischer und stoffwechselabhängiger Ebene analysiert. Born: "Wir sind überzeugt, dass auf allen Ebenen ähnliche Mechanismen eine Rolle spielen, die man in befruchtender Weise zueinander bringen und gegenüberstellen kann." Um diese Mechanismen zu entschlüsseln, wurde an der MUL ein neuer interdisziplinärer Schwerpunkt aus therapiebezogener Schlafforschung und neurowissenschaftlicher Grundlagenforschung gegründet, in dem Psychiater und Psychologen, Neurologen, Internisten, Endokrinologen, Immunologen und Mathematiker beheimatet sind. Innerhalb der nächsten drei bis fünf Jahre, so die Hoffnung Borns, könne sich an der MUL ein neuer Sonderforschungsbereich zu diesem Thema bilden.

Etwa ein Drittel unseres Lebens verbringen wir schlafend. Das scheint auch zwingend notwendig, denn mit den ständig wachsenden Belastungen des hektischen Alltags steigt der Bedarf für einen kraftschöpfenden Ausgleich. In der Wachphase, so Born, ist der Mensch mit zahlreichen Stressoren konfrontiert, die allesamt schnelles Reagieren und Bewältigen erfordern. Vielfältigste und rasch wechselnde berufliche und soziale Situationen müssen durch adäquates Verhalten gemeistert werden. Je nach körperlicher Aktivität, Nahrungsaufnahme und Energiereserven muss sich der Stoffwechsel ständig neu einstellen. Zusätzlich wird der Organismus mit unterschiedlichsten Viren, Bakterien und Mikroorganismen konfrontiert, die unmittelbar immunologische Abwehrreaktionen hervorrufen.

Auf diese neuen und unerwarteten Situationen muss der Körper plötzlich und schnell antworten - eingefahrene Muster helfen da wenig. Anschließend gilt es, diese neu gewonnenen Reaktionen "abzuspeichern", damit sie für ähnlich gelagerte Situationen abrufbereit sind. Für diesen Speicherprozess - die Wissenschaftler sprechen von einer "Gedächtnisbildung des Organismus" - ist ganz offensichtlich der Schlaf hilfreich und notwendig. Denn Gedächtnis bildet sich nur in einem Zustand der Ruhe, in dem die Belastung aller körpereigener Systeme durch Stress auf ein Minimum reduziert ist - und diese Situation ist nur während des Schlafs gegeben.

Dass sich ein solches Gedächtnis tatsächlich während des Schlafs verfestigt, untersuchen die Lübecker Forscher derzeit in verschiedenen Studien.

Immunologisches Gedächtnis: Eine Reihe von Probanden wurde gegen Hepatitis A geimpft. In der folgenden Nacht schlief die Hälfte der Testpersonen normal, die andere blieb wach. Anschließend ging jeder seiner Alltagsbeschäftigung nach. Erstaunliches Ergebnis nach vier Wochen: Bei den "Schläfern" hatten sich doppelt so viele Antikörper gegen den Hepatitis-Erreger gebildet wie bei den wach gebliebenen Testpersonen. Werden die Testpersonen künftig mit dem Hepatitis-Erreger konfrontiert, hat der bessere Chancen, mit einer Infektion fertig zu werden, der geimpft wurde und anschließend geschlafen hat. Prof. Born: "Selbstverständlich haben auch die anderen einen Impfschutz, doch ist dieser nicht so stark ausgeprägt." Ein verschlechterter Impferfolg besteht zum Beispiel bei älteren Menschen, bei Dialysepatienten und bei Menschen mit psychischen Erkrankungen, die allesamt auch häufiger unter Schlafstörungen leiden. Die Ergebnisse der neuen, noch unveröffentlichten Studie sollen jetzt mit einer Gelbfieber-Impfung kontrolliert werden.

Psychisches Gedächtnis: Vor allem beim Erlernen motorischer Fähigkeiten wie Klavier spielen, Ski laufen oder Handwerkern ist ausreichender Schlaf notwendig. Dies haben mehrere Untersuchungen gezeigt, in denen solche Fertigkeiten geprüft wurden. So mussten die Probanden bei einem dieser Tests mit dem Stift eine Figur nachzeichnen, wobei sie ihre Handbewegungen jedoch nur indirekt, mit einem Blick in den Spiegel, sehen konnten. Wer derartige Fähigkeiten morgens erstmals geübt hatte, hatte abends nur einen geringen Lernzuwachs. Wer jedoch eine Nacht darüber schlief, verfestigte sein Wissen entscheidend. Auch hier wurden wieder zwei Gruppen gebildet: Die Probanden, die in der ersten Nacht nach den Versuchen geschlafen hatten, hatten eine Woche später einen bis zu zehnfach höheren Lerneffekt als die Gruppe, die in der ersten Nacht wach geblieben war, in allen folgenden Nächten jedoch normal schlief. Born: "Das Langzeitgedächtnis wird wahrscheinlich nur im Schlaf gebildet, und bei sensomotorischen Fähigkeiten ist ganz offensichtlich die erste Nacht nach dem Training die entscheidende."

Stoffwechsel-Gedächtnis: Selbst bei jungen Testpersonen, die eine Woche mit nur vier Stunden Schlaf pro Tag auskommen mussten, entgleiste der Stoffwechsel deutlich. Der Blutzuckerspiegel konnte vom Organismus nicht mehr ausreichend stabilisiert werden, die Probanden hatten eine erhöhte Insulinresistenz, einen erhöhten Blutdruck und einen erhöhten Spiegel des Stresshormons Cortisol - alles Anzeichen, die langfristig zum gefürchteten metabolischen Syndrom führen können. Ähnliches beobachtete man bei Schlafapnoe-Patienten: Die nächtlichen Atemaussetzer, die einen erholsamen Tiefschlaf verhindern, sind vermutlich für eine Art Vergesslichkeit von korrekten Stoffwechselvorgängen verantwortlich. Dies könnte erklären, warum Apnoe-Patienten so häufig auch an Bluthochdruck und Übergewicht leiden. Die Entwicklungen sind möglicherweise reversibel: Werden Apnoe-Patienten nachts mit einer Atemmaske versorgt, so dass sie ausreichend Sauerstoff bekommen und besser schlafen können, reguliert sich ihr Stoffwechsel nach längerer Zeit wahrscheinlich ebenso wie bei den wach gehaltenen Testpersonen, wenn sie wieder normal schlafen.

Exakt identifiziert sind die Mechanismen, die die Gedächtnisbildung im Schlaf fördern, noch nicht. Der Schlaf stellt biologisch betrachtet ein bestimmtes Muster von neurochemischen und elektrischen Prozessen im Hirn dar, die über das Hormonsystem und das vegetative Nervensystem auch Stoffwechsel- und Immunprozesse im ganzen Körper steuern. Und hier gibt es offenbar Zusammenhänge, die bisher nicht untersucht waren. Born: "Es liegen bereits jetzt Ergebnisse vor, die zeigen, dass bestimmte Aspekte der hormonellen Regulation im Schlaf gleichzeitig das Gedächtnis für tags zuvor Gelerntes verbessern, die Blutzuckerregulation stabilisieren und immunologische Funktionen der Antikörperbildung verbessern." Von Bedeutung erscheinen hier vor allem auch so genannte Wachstumsfaktoren, die vermehrt im Schlaf freigesetzt werden und sowohl für die Kommunikation von Nervenzellen verantwortlich sind als auch die Bildung spezieller Immunzellen aktivieren können.

Ein ganz entscheidender Faktor bei der Gedächtnisbildung ist der Stress. "Ganz gleich, ob es sich um metabolischen, immunologischen oder psychischen Stress handelt. Es wird immer Cortisol freigesetzt", erklärt Prof. Born. Ein niedriger nächtlicher Cortisolspiegel ist jedoch Voraussetzung dafür, dass auf allen drei Ebenen überhaupt eine Gedächtnisbildung im Schlaf stattfinden kann. Nächtlicher Stress dagegen zerstört wahrscheinlich die Gedächtnisfunktionen des Schlafs. "Das heißt jedoch nicht, dass wir uns nicht mehr aufregen sollen. Ganz im Gegenteil: Wir sind dafür geschaffen, uns zu verausgaben. Bei Marathonläufern werden immense Mengen an Cortisol ausgeschüttet, ohne dass diese Art Stress schädlich wird. Wir können uns tagsüber maximal belasten und auch aufregen. Voraussetzung ist jedoch, dass wir den Stress abbauen, bevor wir Schlafen gehen. Schlaf sollte so etwas wie die Reset-Taste am PC sein." Der Stress wird erst dann schädlich, wenn der Organismus nicht mehr in der Lage ist, das Stresssystem herunter zu fahren, sagt Born. Ein zu hoher Blutdruck etwa - ein entscheidender Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen - wirke sich vor allem bei den etwa zehn bis 15 Prozent der Betroffenen negativ aus, bei denen auch nachts deutlich überhöhte Werte gemessen werden.

So erscheint es nur logisch, dass bei vielen Menschen Erinnerungen aus der Kindheit kaum verblassen, während Ereignisse aus der vergangenen Woche beinahe völlig vergessen sind. Born: "Selbstverständlich spielt hier auch die emotionale Belastung eine Rolle. Dinge, die wir als Kind erlebt haben, haben oft eine intensivere Bedeutung. Auf der anderen Seite ist es wahrscheinlich so: Kindheitserlebnisse sind vor allem deshalb prägend, weil wir zu der Zeit besser und länger geschlafen haben und die schlafassoziierte Gedächtnisbildung wesentlich besser funktionierte als heute im Erwachsenenalter."

Noch sind viele Fragen rund um den Schlaf offen. Doch Prof. Born ist zuversichtlich: "Gelingt es, die wesentlichen Mechanismen und Faktoren der Gedächtnisbildung im Schlaf zu klären, hat dies weitreichende Konsequenzen für die präventive und klinische Medizin. Denkbar wäre, dass dann durch entsprechende schlafmedizinische Einflussnahme Volkskrankheiten wie Übergewicht und Bluthochdruck besser behandelbar werden. Aber auch Verbesserungen psychologischer Gedächtnisfunktionen oder von Immunreaktionen und Impferfolgen bei älteren Menschen könnten Ziele schlafmedizinischer Behandlungen werden."

Uwe Groenewold, Presse-Dienst MUL