Schlaf stellt die Gehirnenergie wieder her
Wir alle können die erholsamen Eigenschaften des Schlafes bezeugen. Neue Forschungen erweitern unser Wissen darüber, wie und wann der Schlaf seine Magie entfaltet.
Anhand eines Tiermodells entdeckten die Forscher, dass die Anfangsstadien des Schlafes die Energieniveaus in Gehirnregionen, die während der Wachstunden aktiv sind, dramatisch aufzuladen scheinen.
Forscher glauben, dass die Ergebnisse bedeuten könnten, dass ein Anstieg der Zellenergie die Gehirnprozesse wieder auffüllen kann, die erforderlich sind, um im Wachzustand normal zu funktionieren.
Eine gute Nachtruhe hat klare Vorteile für die Wiederherstellung, aber der Nachweis der tatsächlichen biologischen Prozesse, die während des Schlafes ablaufen, ist schwer zu finden.
Radhika Basheer, PhD, und Robert McCarley, MD, von Boston V.A. Das Gesundheitssystem und die Harvard Medical School schlugen vor, dass die Energieniveaus des Gehirns der Schlüssel zur nächtlichen Wiederherstellung sind.
"Unser Befund bezieht sich auf eines der beständigen Probleme in der Biologie: die Funktion des Schlafes", sagte Basheer. "Etwas überraschend ist, dass es in der Neuzeit keine Studien zur Gehirnenergie mit den empfindlichsten Messungen gegeben hat."
Die Autoren haben die Spiegel von Adenosintriphosphat (ATP), der Energiewährung von Zellen, bei Ratten gemessen. Sie fanden heraus, dass die ATP-Spiegel in vier Schlüsselregionen des Gehirns, die normalerweise während des Wachsamkeitszustands aktiv sind, anstiegen, wenn sich die Ratten im Nicht-REM-Schlaf befanden, aber insgesamt von einer Abnahme der Gehirnaktivität begleitet waren. Wenn die Tiere wach waren, waren die ATP-Spiegel konstant.
Wenn die Ratten sanft angestupst wurden, drei oder sechs Stunden nach ihrer normalen Schlafzeit wach zu bleiben, gab es keinen Anstieg des ATP.
Die Autoren schließen daraus, dass Schlaf für diesen ATP-Energieschub notwendig ist, da das Wachhalten der Ratten den Anstieg verhinderte. Der Energieanstieg kann dann Wiederherstellungsprozesse antreiben, die während des Wachsamkeitszustands fehlen, da Gehirnzellen große Mengen an Energie verbrauchen, die nur tägliche Wachfunktionen ausführen.
"Diese Forschung liefert faszinierende Beweise dafür, dass ein schlafabhängiger Energieschub erforderlich ist, um die restaurativen Biosyntheseprozesse zu erleichtern", sagte Dr. Robert Greene von der University of Texas Southwestern, ein Schlafexperte, der nicht an der Studie beteiligt war. Er stellte fest, dass sich aus den Befunden Fragen ergeben, beispielsweise die spezifische Ursache des ATP-Anstiegs.
"Die Autoren schlagen vor, dass der Anstieg mit einer Abnahme der Gehirnzellaktivität während des Schlafes zusammenhängt, aber es kann auch auf viele andere Faktoren zurückzuführen sein, einschließlich der zellulären Signalübertragung im Gehirn", sagte er.
Quelle: Gesellschaft für Neurowissenschaften
