Die Natur des Schlafs: Warum wir schlafen und wie sich Schlafentzug auf uns auswirkt

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 03:51

Der Wissenschaftsjournalist The Guardian erklärt die Bedeutung dieses biologischen Prozesses.

Warum schlafen wir

Der Schlafpsychiater Allan Hobson scherzte einmal, dass die einzige bekannte Funktion des Schlafs darin besteht, Schläfrigkeit zu heilen. Was nicht ganz stimmt, aber die Frage, warum dieser Prozess so notwendig ist, ist noch nicht vollständig geklärt.

Es bleibt unklar, warum Schlaf als evolutionäre Strategie überhaupt auftauchte. Schließlich musste er erhebliche Vorteile mit sich bringen, die das erhebliche Risiko ausgleichen würden, gefressen oder ohne Nahrung zurückgelassen zu werden.

Basierend auf den verfügbaren Daten kann der Schluss gezogen werden, dass Schlaf kein Luxus ist, sondern ein für die körperliche und geistige Gesundheit notwendiger Prozess. Aber die Wissenschaftler beginnen gerade erst, seine anderen komplexen und vielfältigen Funktionen zu entdecken.

Was passiert zu diesem Zeitpunkt im Gehirn?

Das Gehirn schaltet nicht ab, zwei Schlafphasen wechseln sich nacheinander ab. Jeder mit seinen eigenen Eigenschaften: langsamer (tiefer) und REM-Schlaf.

Tief macht etwa 80% der gesamten Schlafzeit aus. Diese Phase ist gekennzeichnet durch langsame Gehirnwellen, Muskelentspannung und ruhiges, tiefes Atmen.

Auch während des Slow-Wave-Schlafs werden Erinnerungen konsolidiert: Die jüngsten Ereignisse werden in den Langzeitspeicher übertragen. Aber nicht alle – weniger wichtige Erinnerungen vom vergangenen Tag werden ausgeräumt. Verbindungen zwischen Neuronen (Synapsen) werden verkleinert, wodurch schwache Verbindungen "durchtrennt" werden und diese Eindrücke vergessen werden.

Die restlichen 20% sind REM-Schlaf oder Rapid Eye Movement (REM). Dabei sehen wir Träume. Sie können von wenigen Sekunden bis zu einer Stunde dauern. Sie werden im Laufe der Nacht länger, werden aber fast sofort vergessen.

In der REM-Phase ist das Gehirn sehr aktiv, die Muskulatur ist gelähmt, die Herzfrequenz steigt und die Atmung wird ungleichmäßig. Es wird angenommen, dass Träume mit Lernen und Gedächtnis verbunden sind, denn nach neuen Erfahrungen sehen wir normalerweise mehr Träume. Eine Verkürzung der REM-Schlafzeit ist mit dem Risiko einer Demenz verbunden.

Wie viel Schlaf brauchst du

Von acht Stunden wird oft gesprochen, aber die optimale Schlafmenge variiert für verschiedene Menschen und verschiedene Lebensabschnitte. Forscher der US-amerikanischen National Sleep Foundation analysierten 320 wissenschaftliche Artikel und gaben detaillierte Empfehlungen ab.

Ihrer Meinung nach beträgt die ideale Schlafdauer für Erwachsene 7-9 Stunden, für Teenager 8-10 Stunden. Kleine Kinder müssen länger schlafen - 10-13 Stunden und Babys - bis zu 17 Stunden.

Ein Erwachsener kann für eine gewisse Zeit weniger schlafen und sich normal fühlen, wenn er oder sie eine gute Schlafqualität hat. Aber wenn dieser Prozess weniger als sieben Stunden dauert, treten negative gesundheitliche Folgen auf. Dasselbe passiert bei zu viel Schlaf, obwohl es immer noch sehr wenige solcher Fälle gibt.

Wie Schlaf mit zirkadianen Rhythmen zusammenhängt

In den 1930er Jahren verbrachte der amerikanische Neurowissenschaftler Nathaniel Kleitman 32 Tage in einer Höhle in 42 Metern Tiefe. Der Zweck des Experiments war es, die innere Uhr einer Person zu studieren. Er lebte in völliger Isolation und versuchte, den Tag auf 28 Stunden zu verlängern.

Und trotz eines strengen Diät- und Schlafplans gelang ihm das nicht. Er fühlte sich immer noch vital, als sein "Tag" ungefähr mit dem Licht zusammenfiel. Auch seine Körpertemperatur schwankte innerhalb eines 24-Stunden-Zyklus. Vielen Schichtarbeitern ist es ähnlich, insbesondere bei unregelmäßigen Arbeitszeiten.

Warum wir an den 24-Stunden-Zyklus gebunden sind

Über Millionen von Jahren der Evolution wurde unser Leben mit dem Zyklus von Tag und Nacht synchronisiert, der durch die Rotation des Planeten verursacht wird. Circadiane Rhythmen werden in fast allen lebenden Organismen gebildet.

Und sie sind so fest in uns verwurzelt, dass sie auch ohne externe Signale funktionieren. Pflanzen, die beispielsweise in einem dunklen Schrank bei stabiler Temperatur stehen, falten und entfalten ihre Blätter, als würden sie Sonnenlicht spüren, ohne es überhaupt zu empfangen.

In den 1970er Jahren entdeckten Wissenschaftler einen wichtigen Teil dieser inneren Uhr. Bei Versuchen mit Fruchtfliegen identifizierten sie das Perioden-Gen, dessen Aktivität sich innerhalb von 24 Stunden zyklisch ändert.

Und Wissenschaftlern, von denen zwei später den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielten, gelang es herauszufinden, wie dieses Gen funktioniert. Es löst die Produktion eines speziellen Proteins (PER) aus, das sich über Nacht in den Zellen ansammelt und im Laufe des Tages zerstört wird. Der Spiegel dieses Proteins in der Zelle wird als Indikator für die Tageszeit verwendet.

Wie manifestiert es sich?

Beim Menschen wurde das gleiche Gen gefunden, das in einer Region des Gehirns exprimiert wird, die als suprachiasmatischer Kern (SCN) bezeichnet wird. Es dient als Bindeglied zwischen der Netzhaut und der Zirbeldrüse im Gehirn, wo das Schlafhormon Melatonin produziert wird. Deshalb fühlen wir uns schläfrig, wenn es dunkel wird.

SCN ist die Hauptuhr des Körpers, aber es gibt noch sogenannte Uhrengene. Sie sind in fast allen Zelltypen aktiv und kontrollieren die Aktivität von etwa der Hälfte unserer Gene.

Die Aktivität einiger Zellen (Blut, Leber, Niere, Lunge) variiert mit dem 24-Stunden-Zyklus, selbst wenn sich die Zellen in einem Laborgefäß befinden. Und fast alle Prozesse im Körper – von der Ausschüttung von Hormonen über die Herstellung von Verdauungsenzymen bis hin zu Druck- und Temperaturänderungen – werden stark von der Tageszeit beeinflusst, zu der sie in der Regel benötigt werden.

Hast du früher besser geschlafen

Schlechter Schlaf wird oft mit einer modernen sitzenden Lebensweise, der Verfügbarkeit von Elektrizität und der Nutzung elektronischer Geräte in Verbindung gebracht. Die Untersuchung des Schlafes bei den jetzt jagenden und sammelnden Völkern widerlegt dies jedoch.

Forscher des im Norden Tansanias lebenden Hadza-Volkes fanden heraus, dass die Menschen dort oft nachts aufwachen und die individuellen Schlafmuster sehr unterschiedlich sind. Für 220 Stunden Beobachtung wurden also nur 18 Minuten aufgezeichnet, in denen alle 33 Mitglieder des Stammes gleichzeitig schliefen.

Als Ergebnis kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass unruhiger Schlaf ein alter Überlebensmechanismus sein könnte, der zum Schutz vor nächtlichen Gefahren entwickelt wurde. Der Hauptunterschied besteht darin, dass sich die Mitglieder dieses Stammes keine Sorgen um Schlafprobleme machen.

Was passiert, wenn Sie nicht genug Schlaf bekommen?

In den schwersten Fällen kann Schlafmangel tödlich sein. Ratten, die überhaupt nicht schlafen dürfen, sterben beispielsweise innerhalb von zwei bis drei Wochen.

Natürlich wurde ein solches Experiment beim Menschen nicht wiederholt, aber selbst ein oder zwei Tage ohne Schlaf können bei einem gesunden Menschen Halluzinationen und körperliche Beschwerden verursachen.

Bereits nach einer Nacht mit schlechtem Schlaf lassen die kognitiven Fähigkeiten nach, Konzentration und Gedächtnis leiden darunter. Infolgedessen neigen wir zu impulsiven Entscheidungen und vorübergehenden Freuden. Und laut einer Studie erhöht zu wenig Schlaf auch die Wahrscheinlichkeit, zu lügen und zu betrügen.

Wie sich Schlafentzug auf die körperliche Gesundheit auswirkt

Regelmäßiger Schlafentzug hat einen kumulativen Effekt. Es wurde mit Fettleibigkeit, Diabetes, Herzerkrankungen und Demenz in Verbindung gebracht. Menschen, die regelmäßig in der Nachtschicht arbeiten, entwickeln ein um 29 % höheres Risiko, Fettleibigkeit zu entwickeln als diejenigen, die im Schichtdienst arbeiten. Darüber hinaus erhöht Nachtarbeit das Herzinfarkt- und Schlaganfallrisiko um 41 %.

Natürlich ist es in diesem Fall schwierig, die Auswirkungen des Schlafmangels von anderen Faktoren wie Stress und sozialer Isolation zu trennen. Es gibt jedoch immer mehr Hinweise auf die direkten gesundheitlichen Auswirkungen von Schlafentzug. Es hat sich bereits gezeigt, dass es den Stoffwechsel und das Gleichgewicht zwischen Fett- und Muskelmasse beeinflusst.

Es ist seit langem bekannt, dass Schlaflosigkeit ein Symptom von Demenz sein kann. Einige Wissenschaftler glauben auch, dass schlechter Schlaf einer der Faktoren ist, die zur Entwicklung der Alzheimer-Krankheit beitragen.

Während des Schlafes wird das Gehirn von den Amyloid-Beta-Proteinen befreit. Und wenn Sie nicht genug Schlaf bekommen, sammeln sie sich an und führen mit der Zeit zu neurodegenerativen Veränderungen im Gehirn.

Schlafen alle anderen Tiere?

Die Antwort hängt davon ab, was als Schlaf zählt. Die meisten Wissenschaftler verstehen darunter:

• Zustand der Unbeweglichkeit;
• deutlich geringere Reaktion als im Wachzustand.

Basierend auf diesen Kriterien haben Forscher versucht, nicht schlafende Arten zu identifizieren, aber es gibt noch keine zuverlässigen Beweise.

Ein Anwärter auf diesen Titel war einst der Ochsenfrosch. Im Jahr 1967 führten Wissenschaftler ein Experiment durch und es stellte sich heraus, dass diese Frösche tagsüber und mitten in der Nacht gleichermaßen auf einen Stromschlag reagieren. Aber diese Ergebnisse wurden in Frage gestellt.

Es gibt Tiere, die wenig Schlaf brauchen. Erwachsene Giraffen schlafen beispielsweise insgesamt etwa eine halbe Stunde pro Tag, mehrere Minuten pro Annäherung. Und manche Tiere können nur mit einer Gehirnhälfte schlafen und bleiben so aktiv. Dieser einhemisphärische Schlaf findet sich beispielsweise bei Delfinen, Robben, Seekühen und einigen Vögeln, möglicherweise auch bei Haien.