Wir brauchen Schlaf - aber bekommen wir genug?

Gewünscht von einem anonymen Leser

Schlafen ist eine notwendige Tätigkeit. Der Entzug von Schlaf hat ähnlich dramatische Folgen wie der Verzicht auf Nahrungs- oder Flüssigkeitsaufnahme. Wir verbringen etwa ein Drittel unserer Lebenszeit schlafend. Doch warum eigentlich?

Fest steht: Ganz ohne Schlaf überleben Menschen nicht lange. Schlafmangel führt zu Symptomen wie Konzentrationsschwäche und Reizbarkeit, später Halluzinationen und einer gestörten Temperaturregulation, lange bevor sich körperliche Erschöpfungssymptome zeigen.

Weshalb die Leistungsfähigkeit so drastisch abnimmt, wenn wir einen längeren Zeitraum ohne Schlaf auskommen müssen, ist noch nicht vollständig geklärt. Aber die Symptome deuten darauf hin, dass nicht primär der Körper Ruhephasen braucht, sondern das Gehirn. Schlaf scheint eine zwingende Notwendigkeit komplexer Nervensysteme zu sein.

Was passiert im Schlaf?[1]
Schlaf ist ein komplexer Zustand mit zwischen verschiedenen Stadien schwingender Gehirnaktivität.
Man unterscheidet zum einen REM-Schlaf (rapid eye movement, benannt nach der raschen Augenbewegung, die diese Schlafphase kennzeichnet), zum anderem vier Non-REM-Stadien. Ein einduselnder Mensch sinkt langsam schrittweise tiefer in den Schlaf und durchmisst dabei die vier Non-REM-Stadien. Anschließend geht der Schläfer in die erste REM-Phase über. REM-Phasen sind durch eine weit gehende Lähmung des Bewegungsapparats (motorische Atonie) gekennzeichnet. Mit Beginn des erneuten etappenförmigen Abstiegs in die Non-REM-Phasen ist ein Schlafzyklus abgeschlossen. Während eines durchschnittlichen Nachtschlafs können fünf solcher Zyklen, jeder 70 bis 90 Minuten lang, auftreten. Ohne äußere Weckreize erwacht man dann normalerweise aus einer REM-Phase.

Schlaf entsteht offenbar durch zwei einander entgegenwirkende Mechanismen: das circadiane System (die sogenannte innere Uhr), welches die Wachheit regelt, und das homöostatische Schlafbedürfnis. Über die innere Uhr wird so gut wie jeder Aspekt unserer Physiologie, speziell auch der Schlaf, eingestellt. Das homöostatische Schlafbedürfnis hängt, wie jeder am eigenen Leibe erfährt, überwiegend von der Länge der Wachperiode ab.

Die Regelmechanismen des Schlafes sitzen im Gehirn: Den circadiane Rythmus steuert eine Neuronengruppe, der suprachiasmatische Nucleus (SCN) im Hypothalamus. Im Hypothalamus sitzen neben dem SCN auch die anderen Komponenten des vegetativen Systems, das die Steuerzentrale für alle autonom ablaufenden Körperfunktionen wie Atmung, Stoffwechsel, unwillkürliche Muskelaktivität und einiges mehr ist. Vom circadianen System des SCN sind vor allem Stoffwechsel und Körpertemperatur abhängig, die im Tagesrythmus schwanken.

Die Neuronengruppen, die das homöostatische Schlafbedürfnis kontrollieren, liegen nur zum Teil im Hypothalamus. Man kann dabei zwei Arten von Zentren unterscheiden: Zum einen Teile des Gehirns, die den Wachzustand regulieren, zum anderen solche, die das Einschlafen fördern. Die Einschlafzentren liegen dem Vernehmen nach im Hypothalamus. Sie können die Wachzentren im übrigen Gehirn durch Aussendung von Botenstoffen[2] unterdrücken, und ihre Aktivität steigt mit zunehmender Dauer der Wachphase an – wir werden müde. Wie dieses System im Detail funktioniert, ist jedoch m.W. noch nicht genau bekannt.

Die Funktion des Schlafes
Bis vor nicht allzu langer Zeit ging die einhellige Meinung, dass Schlaf zur Regeneration des Geistes diene. 1953 jedoch entdeckte der Amerikaner Nathaniel Kleitmann die Bewegungen der Augäpfel, die während des REM-Schlafes auftreten, und interpretierte sie als Zeichen für überraschend hohe Hirnaktivität. Seitdem Schläfer mit modernen Instrumenten untersucht werden, zuerst mit Elektroden am Kopf, später mit implantierten Drähten, ist endgültig klar, dass das Gehirn auch im Schlaf sehr aktiv ist.
Eine weitere Überraschung war die Entdeckung der Unterschiede zwischen den Schlafphasen. Obwohl sich äußerlich nur wenig ändert, unterscheiden sich REM- und non-REM-Schlaf ganz erheblich, was die Muster neuronaler Aktivität angeht. Während der REM-Schlaf in gewisser Weise dem Wachzustand ähnelt, senden benachbarte Neuronen im Tiefschlaf synchron Reize mit niedriger Frequenz und insgesamt hoher Amplitude aus. Je tiefer der Schlaf, desto niedriger die Frequenz und höher die Amplitude.[3]
Nur ein kleiner Teil des Gehirns, die sogenannten sleep-on neurons, zeigt in dieser Phase systematische Aktivität; er ist es, der den Übergang in den REM-Schlaf steuert.

Was aber soll das ganze? Darüber gibt es bislang nur Hypothesen. Sicher ist jedoch: Die allermeisten Tiere, selbst vergleichsweise einfache wie Bienen oder Fruchtfliegen, schlafen. Einen weiteren Hinweis gibt die Schlafdauer: Sie ist von der Körpergröße abhängig. Je größer ein Tier, desto weniger muss es schlafen. Auf dieser Basis gibt es zumindest für den Tiefschlaf eine plausible und biochemisch abgesicherte Erklärung. Ratten, die unter Schlafentzug litten, zeigten Schäden an den Zellmembranen von Nervenzellen im Gehirn. Aus diesem und anderen Befunden schließen Schlafforscher, dass im Tiefschlaf Schäden an Enzymen und anderen Zellbestandteilen behoben werden, die sich tagsüber ansammeln.

Plausibel ist das deswegen, weil Gehirne generell eine sehr hohe Stoffwechselrate haben und daher bei normaler Aktivität auch schneller Zellschäden anhäufen. Im Tiefschlaf dagegen verbrauchen die Zellen, weil sie nur Lebenszeichen aussenden, deutlich weniger Energie. Kleine Tiere haben eine höhere Körpertemperatur und einen schnelleren Stoffwechsel als große Tiere, was gut mit der Beobachtung zusammenpasst, dass Kleintiere mehr Schlaf brauchen.
Mysteriöser ist dagegen der REM-Schlaf.

Im REM-Schlaf lernen?
Inzwischen ist aus Lernexperimenten zumindest bekannt, dass Schlaf eine Rolle bei der Festigung von Gedächtnisinhalten spielt: Probanden, die eine neue Aufgabe erlernen, schneiden bei Wiederholungstests nach dem Aufwachen deutlich besser ab als vor dem Zubettgehen. Dafür gibt es – Studenten aufgepasst – jedoch ein strenges Zeitfenster: Schläft man in den nächsten 20 Stunden nach dem Üben nicht, ist der Lerneffekt weitgehend futsch. Allerdings gibt es hier Unterschiede: Dinge, die durch häufige Wiederholung gelernt werden, lassen sich im Schlaf besser „verfestigen“ als sogenannte deklarative Gedächtnisinhalte wie Erinnerungen an Ereignisse. Diese brauchen länger, um sich im Gehirn festzusetzen. Woran das liegt – unklar.

Klar ist zumindest jedoch der Hauptverdächtige, was das Lernen im Schlaf angeht: der REM-Schlaf. Dieser Status basiert vor allem auf der Beobachtung mittels Positronen-Emissions-Tomographie, die den Energieverbrauch in bestimmten Regionen des Gehirns misst, dass das Gehirn während des REM-Schlafes die Aktivitätsmuster des vorhergegangenen Tages noch einmal erzeugt. Fall klar? Keineswegs. Es zeigt sich nämlich, dass Leute, die aufgrund einer Hirnschädigung oder Medikamenteneinnahme keinen REM-Schlaf zeigen, nicht schlechter lernen als andere. Einige Tiere, die beeindruckende Lernleistungen zeigen, zum Beispiel Delfine, haben überhaupt keinen REM-Schlaf. Der REM-Schlaf ist also nach wie vor mysteriös.[4]

Schlaf in Gefahr!
Der Schlafrhythmus des Menschen ist ursprünglich eng an den 24-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus gekoppelt. Die Melatonin-Produktion der Zirbeldrüse, die sich auf den Schlaf auswirkt ist unter anderem mit dem Lichteinfall über die Augen gekoppelt. Licht hat physiologische Wirkungen.

Welche Auswirkungen hat unsere Schlaf-feindliche moderne Umwelt mit künstlichem Licht also auf unsere Gesundheit? Diese Frage ist nur sehr schwer zu beantworten. Angesichts der Bedeutung, die Schlaf für Lernvorgänge hat, liegt es nahe, negative langfristige Auswirkungen auf kognitive Fähigkeiten zu vermuten. Widerlegt ist übrigens die Annahme, dass sich der Mensch an kurze Schlafdauern gewöhnen könnte: Probanden mit systematisch zu wenig Schlaf zeigten deutlich verschlechterte geistige Fähigkeiten – waren sich dieser Leistungseinbußen allerdings nicht bewusst, was den Effekt umso gefährlicher macht.

Besonders abhängig vom Schlaf scheint das Immunsystem zu sein: Übernächtigte Ratten sind anfälliger für Blutvergiftungen. Außerdem sinkt die Zahl der T-Lymphozyten nach einer durchwachten Nacht drastisch ab.

Schlafstörungen und Schlaflosigkeit hängen zudem auf vielfältige Weise mit Persönlichkeitsstörungen zusammen. Depressionen gehen oft mit schweren Schlafstörungen einher und können von diesen auch ausgelöst werden. Besonders Schichtarbeiter leiden zudem oft unter Störungen des persönlichen Wohlbefindens unterhalb der Schwelle zur klinischen Depression – langfristige Auswirkungen unbekannt.

Besonders problematisch ist die stark zunehmende Tendenz, den vom Alltag aufgezwungenen unnatürlichen Schlafrhythmus mit pharmakologischen Mitteln wie Alkohol, Koffein oder klassischen Pharmazeutika aufrecht zu erhalten. Auch hier sind die langfristigen Folgen unklar, Schlafstörungen sind jedoch eng mit Alkohol- und Drogenmissbrauch korelliert.

Problem der Zukunft oder Problem der Gegenwart
Die Situation ist zumindest besorgniserregend. Der Schlaf, der für unser Wohlbefinden von beträchtlicher Bedeutung ist, wird in der postindustriellen Gesellschaft immer weiter zurückgedrängt. Mit welchen Folgen? Das weiß niemand so genau.

Allerdings bin ich vor ein paar Wochen im Zuge meiner Elektrosmog-Recherchen auf eine ganze Reihe Indizien gestoßen, dass in Deutschland in den letzten Jahren Stress-ähnliche Symptome und Erkrankungen erheblich zunehmen. Diese Beobachtung wird von betroffener Seite und auch von vielen Ärzten derzeit ziemlich reflexhaft auf Elektrosmog geschoben. Auf der anderen Seite halten sich angesichts der lückenhaften Datenlage Zweifel an der Richtigkeit dieser Beobachtung. Nichts genaues weiß man nicht, ich persönlich betrachte die Elektrosmog-Verfechter aus diversen Gründen mit erheblicher Skepsis.

Aber was, wenn die Beobachtung zutrifft? Um den Schlaf ist es in Deutschland jedenfalls nicht gut bestellt. Vielleicht sehen wir ja schon die Folgen
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[1] Dieser Teil entstammt weitgehend Nature Reviews Neuroscience, Vol. 6, 2005, 399.

[2] Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und Galanin.

[3] Ich will gar nicht wissen, was da in gewissen Kreisen so alles reininterpretiert wird...

[4] Es gibt allerdings die interessante Korellation, dass Tiere, die früh das Nest verlassen, länger im REM-Schlaf verweilen als Tiere, die intensives Brutpflegeverhalten zeigen. Was das zu bedeuten hat, ist nicht mal ansatzweise klar.