30.04.2009 · Im Gehirn sitzen Zellen, die maßgeblich über Schlaf- und Wachphasen bestimmen. Bei einem Jetlag wird ihre Funktion gestört und es dauert oft Tage, bis sie wieder im Gleichklang arbeiten. An Ratten wurde dieser Mechanismus nun näher untersucht.
Von Ulrich Schaper
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Schlafen, vielleicht auch träumen: im Schlaflabor. Im Experiment der Forscher um Horacio de la Iglesia mussten allerdings Ratten herhalten.
Rund sechs bis acht Stunden verbringt der Mensch tagtäglich in einem Zustand der Passivität. Im Schlaf. Eine Erholung ist aber nicht jedem vergönnt. Insbesondere Schichtarbeiter und Reisende, die mehrere Zeitzonen überqueren, leiden unter dem Phänomen des Jetlags. Eine Gruppe von Forschern von der New University in Washington hat nun in einem Experiment mit Ratten eine Verschiebung der Schlaf-Wachphasen simuliert und dabei eine Desynchronisation der für den Schlaf verantwortlichen Nervenzentren beobachtet.
Nervenbündel
Demnach stellen sich die getrennt, aber aufeinander abgestimmt arbeitenden Nervenbündel erst mit einer - von Faktoren wie etwa körperlicher Verfassung und Alter abhängigen - Verzögerung auf den neuen Schlafrhythmus ein. Horacio de la Iglesia und sein Team nehmen nun an, dass diese Beobachtung gleichzeitig eine Erklärung für die beim Menschen auftretenden Beschwerden wie Aufmerksamkeitsschwächen, Tagesmüdigkeit und Schlafstörungen liefern könnte. Die verantwortlichen Nervenbündel sitzen in einem Teil des Hirns, der Suprachiasmatischer Nucleus (SCN) genannt wird - dieser wiederum gehört dem Hypothalamus, einer der wichtigsten Schaltzentralen des vegetativen Nervensystems, an.
Der menschliche Schlaf wird im Wesentlichen von zwei Taktgebern beeinflusst. Zum einen ist dies der sogenannte homöostatische Prozess, der maßgeblich vom Schlafdruck bestimmt wird. Dieser baut sich während der Wachphase kontinuierlich auf und führt zum Wunsch, schlafen zu wollen. Zum anderen richtet sich der Körper nach dem circadianen oder auch tagesrhythmischen Prozess, der durch die "innere Uhr" in einer circa 24 Stunden andauernden Periodik gesteuert wird.
Experimentelle Fehlsynchronisation
Tageslicht und andere exogene Faktoren sorgen immer wieder dafür, dass sich dieser Prozess selbst korrigieren muss. Iglesia und sein Team diktierten den Ratten in ihrem Experiment einen 22-Stunden-Zyklus und provozierten damit eine Fehlsynchronisation der beiden im SCN befindlichen Nervenzentren. Normalerweise leben die Ratten in einem 25-Stunden-Zyklus - mit der von ihnen gewählten zeitlichen Veränderung simulierten die Forscher eine Zeitverschiebung, die mit der eines Langstreckenfluges von Paris nach New York vergleichbar ist.
Sie beobachteten, dass sich insbesondere die Tiefschlafphasen, gesteuert von den Tag-Nacht-Zyklus-abhängigen, am unteren Rand des SCN liegenden Zellen, schnell an den neuen Rhythmus anpassten. Die speziell beim Traumschlaf aktiven, am oberen SCN-Rand liegenden Zellen hingegen arbeiteten zunächst weiterhin im gewohnten Takt und benötigten viel länger für die Umstellung.
Aus dem Gleichgewicht
Als Ergebnis der Desynchronisation stellten die Forscher eine völlig veränderte Schlaf-Architektur bei den Nagern fest. Erst nach sechs bis acht Tagen befanden sich die Zentren wieder im Gleichgewicht. Der Zustand, in dem sich die Ratten nach der Zeitumstellung befanden, ist vergleichbar mit dem von Personen, die infolge eines Langstreckenfluges unter Jetlag leiden, oder auch Schichtarbeitern. Die Folge können neben kurzfristigen Wirkungen, wie Konzentrationsschwächen und bleierner Tagesmüdigkeit, Langzeitschädigungen wie Herz-Kreislauf- oder Magen-Darm-Erkrankungen sein.
