Die Physiologie des Schlafs

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Egal, ob man zu denjenigen gehört, die – wie es Napoleon oder Alexander von Humboldt nachgesagt wird – wenig Schlaf brauchen, oder ob man – wie angeblich Goethe und Einstein – eher zu den Langschläfern gehört: Ohne Schlaf kommt niemand aus.

Schlaf ist ein biologisches Grundbedürfnis wie Hunger oder Durst und folglich untrennbar mit der menschlichen Gesundheit verbunden. Rund ein Drittel seines Lebens verbringt der Mensch schlafend. Ohne ausreichenden Nachtschlaf fühlen wir uns erschöpft, abgespannt, gereizt, und unsere Konzentrationsfähigkeit ist eingeschränkt. Bei mehrtägigem Schlafentzug stellen sich zusätzlich Wahrnehmungsstörungen und Sinnestäuschungen ein. Andererseits teilt der Schlaf mit anderen physiologischen Bedürfnissen eine bemerkenswerte Flexibilität: So wie der Mensch nicht gleich krank wird, wenn er einen oder mehrere Tage lang weniger oder gar nichts isst, so wird auch ein kurzfristiges Schlafdefizit meist problemlos ausgeglichen.


Inhaltsverzeichnis

Warum wir schlafen

Trotz vieler Erkenntnisse über den Schlaf und über die Vorgänge im schlafenden Organismus wissen die Schlafwissenschaftler immer noch nicht genau, warum wir eigentlich schlafen müssen. Auch die Gründe, warum das Schlafbedürfnis von Mensch zu Mensch so unterschiedlich ist, sind noch wenig erforscht.

Was Mediziner heute definitiv wissen, ist Folgendes:


Wann wir schlafen

Wann Tiere schlafen, hängt davon ab, welche Nahrungsquellen sie nutzen und welche natürlichen Feinde sie haben. Im Tierreich regeln die unterschiedlichen Schlafzeiten das Zusammenleben. Beim Menschen sind die Vorteile einer in der Dunkelheit stattfindenden Schlafphase offensichtlich: Wäre der Mensch in der Nacht wach, würde er nicht nur die besten Früchte, also das Nahrungsangebot übersehen, sondern auch Opfer der im Dunkeln weitaus sehtüchtigeren Raubtiere werden.

Wie sich unser Biorhythmus ohne äußere Taktung tatsächlich verschiebt, wurde in Experimenten untersucht, bei denen Testpersonen für mehrere Wochen von ihrer Umwelt und vom Tageslicht isoliert waren. Bei den meisten Teilnehmern verschob sich der Biorhythmus von Tag zu Tag um rund eine Stunde nach hinten, d.h. die Testpersonen gingen immer später zu Bett.

Frühaufsteher oder Langschläfer? Studien zeigen, dass es zwei Schläfertypen gibt: solche, die früh zu Bett gehen und entsprechend früh aufstehen (Frühaufsteher bzw.„Lerchen“) und solche, die lange aufbleiben, dafür aber gerne ausschlafen (Langschläfer bzw.„Eulen“). Inwieweit diese beiden Chronotypen angeboren oder durch Gewohnheit bedingt sind, ist bisher nicht schlüssig geklärt.

Bekannt ist, dass Langschläfer häufiger unter psychischen Krankheiten und Verstimmungen leiden; auch der Nikotinkonsum soll bei dieser Gruppe deutlich erhöht sein. Allerdings ist umstritten, ob sich die gesundheitlichen Probleme von Langschläfern wirklich nur auf eine ungünstige Einstellung der inneren Uhr zurückführen lassen. Zum einen sind Chronotypen keineswegs unabänderlich – aus einem Langschläfer kann durch längerfristige Änderungen des Tagesablaufs durchaus ein Frühaufsteher werden. Zudem spricht Vieles dafür, dass sich Langschläfer eher durch einen ungünstigen Lebensstil (z. B. nachtaktives Freizeitverhalten mit Alkohol- und Nikotinkonsum) oder bereits bestehende gesundheitliche Probleme auszeichnen, die den Erholungswert des Nachtschlafs mindern.

Option Mittagsschlaf. Für Kleinkinder reicht der Nachtschlaf nicht aus; der Mittagsschlaf ist bis zum Alter von 4–7 Jahren normal. Schlafforscher gehen jedoch davon aus, dass auch der Wach-Schlaf-Rhythmus beim Erwachsenen zweiphasig ist: Nachts ist unsere Schlafbereitschaft am höchsten, sie zeigt aber in den Nachmittagsstunden einen zweiten (kleineren) Gipfel, der in warmen Ländern häufig zur Siesta genutzt wird.


Die Steuerung des Schlafs

Biorhythmus. Bei jedem Menschen wird der Lebensrhythmus von einer inneren Uhr gesteuert: dem Biorhythmus. Wie dieser Rhythmus beim Einzelnen angelegt ist, lässt sich nur herausfinden, wenn äußere Taktgeber wie Sonnenauf- und -untergang, Uhrzeit oder die Anforderungen durch Familienleben und Arbeit wegfallen. Dies kann jedoch nur in langwierigen Beobachtungen unter Laborbedingungen festgestellt werden, weshalb der Biorhythmus im Rahmen der schlafmedizinischen Diagnostik nicht untersucht werden kann.

Infos zum ThemaBiorhythmus und Hormone ( Die vierte Säule:Rhythmus und Balance ) Äußere Einflüsse. Wichtige Impulsgeber für den Biorhythmus sind die Hell-Dunkel-Phasen des Tagesablaufs, Klimafaktoren und gesellschaftliche Einflüsse. Das Tageslicht ist z. B. dafür verantwortlich, dass sich in nördlichen Regionen, in denen die Tageslänge im Jahresverlauf stark schwankt, mit den Jahreszeiten auch die Schlafgewohnheiten ändern.

Wie stark der Einfluss des Sonnenlichts als Taktgeber ist, zeigt eine Untersuchung der Schlafgewohnheiten in Deutschland: Obwohl alle Deutschen in derselben Zeitzone leben, schlafen die Menschen im Osten, wo die Sonne früher aufgeht, an ihren freien Tagen im Schnitt weniger lang als ihre Mitbürger im Westen.Dieselbe Untersuchung hat ergeben, dass bei der Taktvorgabe auch gesellschaftliche Einflüsse wie künstliches Licht oder Lärm eine Rolle spielen Schlafgewohnheiten und Schlafbedarf hängen zudem vom Klima ab. In allen warmen Klimazonen stehen die Menschen früh auf und ruhen um die Mittagszeit, wenn es besonders heiß ist.

Ein neuer, zivilisatorischer Einfluss auf den Schlafrhythmus ist die Zeitverschiebung auf Flugreisen. Die künstliche Verlängerung oder Verkürzung des Tages bringt je nach Reiserichtung unterschiedlich starke Anpassungsprobleme mit sichJetlag: ( Probleme bei Flugreisen ) Bei einer Flugreise nach Osten ist die Umstellung schwerer zu verkraften als bei Reisen nach Westen. Das liegt am Biorhythmus, dem eher eine Tageslänge von 25 Stunden zugrunde liegt. Reisen wir Richtung Westen, so mildert diese zusätzliche Stunde den Effekt der Zeitverschiebung; reisen wir nach Osten, sind die Auswirkungen entsprechend stärker.

Zentrales Nervensystem. Die Frage, wo im Gehirn der Takt für den Biorhythmus entsteht, ist nicht leicht zu beantworten. Vereinfacht gesprochen arbeiten dabei drei Hirnstrukturen zusammen:

Vor allem Letzteres wirkt über periodisch ausgeschüttete Transmitter wie Noradrenalin, Acetylcholin, Serotonin und GABA als Signalgeber für das Nachlassen der Aufmerksamkeit, für das Einsetzen von Müdigkeit und auch für das Erwachen.

Dass Serotonin und Noradrenalin auch bei der Entstehung von Depression, Schizophrenie und anderen psychischen Erkrankungen beteiligt sind, erklärt, warum diese Erkrankungen nicht selten mit Schlafstörungen verbunden sind. Dabei entsteht leicht ein Teufelskreis: Depressive Störungen führen zu gestörtem Schlafverhalten; Schlaflosigkeit wiederum verstärkt die Symptome der Depression.

Hormone unterstützen das Zentrale Nervensystem bei der Steuerung unseres Schlafs. Durch Impulse des Hypothalamus bildet die Zirbeldrüse in der nächtlichen Dunkelheit das Hormon ' Melatonin ( Die vierte Säule:Rhythmus und Balance ). In der Folge werden wir müde. Bei Tagesanbruch registriert die Zirbeldrüse die zunehmende Helligkeit und stoppt die Melatoninproduktion. Neben dem Melatonin unterliegen auch Wachstumshormone und Testosteron einem Tag- und Nachtrhythmus; sie werden vermehrt in der Nacht gebildet.

Gegenspieler dieser Hormone ist das Stresshormon Kortisol, das körpereigene Kortison ( Pharma-Info: Kortisontherapie ) Es wird vor allem frühmorgens und am hellen Tag gebildet; gegen Abend sinkt der Kortisolpegel in unserem Körper immer weiter ab. Erst am frühen Morgen macht sich das Hormon wieder bemerkbar und sorgt dafür, dass wir aufwachen.


Schlafbedarf

Auf die Frage nach der persönlichen Schlafdauer (Schlafbedarf) erhält man von Mensch zu Mensch unterschiedliche Antworten. Der eine braucht angeblich mindestens zehn Stunden Schlaf, während der andere mit vier Stunden pro Nacht auszukommen scheint. Studien im Schlaflabor zeigen, dass besonders Menschen, die nach eigener Ansicht extrem wenig Schlaf brauchen, sich sehr oft täuschen.

Im Schnitt schlafen erwachsene Deutsche sieben Stunden und acht Minuten lang; dies entspricht der Schlafdauer in den Nachbarländern. Schlafforscher gehen davon aus, dass sich die Schlafdauer in den letzten Jahrhunderten kaum verändert hat.

Die tägliche Schlafzeit und das Verhältnis der Schlafphasen ändert sich im Laufe des Lebens. Die Dauer des Tiefschlafs geht dabei stärker zurück als die Dauer des Leichtschlafs.

Umfassende statistische Untersuchungen haben ergeben, dass auf Dauer sowohl sehr kurzer als auch sehr langer Schlaf mit gesundheitlichen Nachteilen verbunden ist. So ist die Sterblichkeit von Menschen, die regelmäßig über zehn Stunden schlafen, ebenso deutlich erhöht wie die von solchen, die weniger als vier Stunden schlafen. Auch hat sich gezeigt, dass Frauen, die viel schlafen, weniger zu Übergewicht neigen, als solche, die wenig und unruhig schlafen. Diese Untersuchungen sind aber nicht geeignet, um für den Einzelnen das gesundheitlich optimale Maß festzulegen. Denn wie viel Schlaf wir brauchen, hängt von der Schlafqualität und von genetischen Faktoren ab. Der Erholungswert des Schlafs ist auch stimmungsabhängig: Geht es uns psychisch gut, brauchen wir weniger Schlaf als in Phasen einer depressiven Verstimmung.

Das Schlafbedürfnis ist aber nicht nur individuell verschieden, sondern schwankt auch zwischen den Kulturen. So schlafen etwa Säuglinge bei den Kipsigis, einer ethnischen Gruppe in Afrika, im Schnitt zwei Stunden weniger pro Tag als US-amerikanische, und diese wiederum schlafen zwei Stunden weniger als holländische Babys.

Auch während der verschiedenen Lebensphasen unterscheidet sich das Schlafbedürfnis von Mensch zu Mensch erheblich, wobei innerhalb der verschiedenen Altersgruppen wiederum große Unterschiede bestehen können.

Der Schlafbedarf bei Kindern und Jugendlichen schwankt von Kind zu Kind stark. So schlafen manche Kinder im Alter von einem Monat über 13 Stunden, andere nur 6 Stunden. Kleinkinder schlafen durchnittlich etwa 10–12 Stunden, Schulkinder noch 9–11 Stunden.

Im Erwachsenenalter, zwischen 20 und 50 Jahren, liegt der Schlafbedarf bei 90 % der Menschen konstant bei etwa sechs bis neun Stunden pro Tag.

Aussagen über den Schlafbedarf im höheren Alter sind nicht einfach zu treffen. Zum einen ist bekannt, dass die Schlafdauer bei gesunden älteren Menschen durchaus auf fünf Stunden oder weniger absinken kann. Gleichzeitig ist aber bei der Mehrzahl der Älteren eine verlängerte Einschlafzeit zu beobachten, und auch die Phasen des nächtlichen Wachseins verlängern sich. Bekannt ist zudem, dass sich die Schlafdauer in den letzten Lebensjahren wieder erhöht, besonders wenn Krankheiten den Erholungswert des Schlafs schmälern.

Mit zunehmendem Alter verschieben sich auch die Schlafphasen. Die Leichtschlafphasen nehmen zu, während die Tiefschlafphasen stark abnehmen. Zudem sinkt die Aufwachschwelle gegenüber akustischen Reizen. Der ältere Mensch wacht z. B. bei Verkehrslärm oder vom Schnarchen des Partners wesentlich schneller auf. Hormonell zeigt sich eine erhöhte Kortisolkonzentration am Abend und eine verringerte Ausschüttung von Wachstumshormonen zu Beginn der Nacht. Auch der Melatoninspiegel sinkt im Alter

Die Schlafphasen

Der Nachtschlaf durchläuft mehrere Schlafphasen. Dabei wechseln sich Tiefschlafphasen, aus denen der Schlafende nur schwer zu wecken ist, mit Leichtschlafphasen ab. Gegen Ende des Schlafs, beim Schlafgesunden also nach etwa 6–7 Stunden, werden die verschiedenen Schlafphasen immer kürzer.

So sehen bei einem Schlafgesunden die verschiedenen Schlafphasen in der schlafmedizinischen Diagnostik aus. Zusammen mit den Schwankungen von Körperkerntemperatur und Körperbewegungen ergibt sich das charakteristische Bild des erholsamen Schlafs.

Die Einschlafphase ist der Zeitraum, in dem aus Müdigkeit Schlaf wird. Sie dauert bei manchen weniger als fünf Minuten, kann aber auch 20–30 Minuten betragen. Beim Einschlafen kommt es manchmal zu Zuckungen, die ein Zeichen für die zunehmende Entspannung unseres Körpers sind.

Der Leichtschlaf (in der Schlafmedizin Non-REM-Phasen I und II genannt) ist die Übergangszeit zwischen Tiefschlaf und REM-Phase, aber auch zwischen Tiefschlaf und Wachzustand. Dies zeigt dieAbbildung( Die Physiologie des Schlafs ) Im Tiefschlaf (Non-REM-Phasen III und IV) dominieren die Regenerationsmechanismen des Schlafs: Alle Körperfunktionen werden gedrosselt; die Körpertemperatur fällt. Puls und Atmung verlangsamen sich. Im Gegensatz zu REM-Phasen (siehe unten) sind die Augäpfel komplett ruhig – deshalb der Name Non-REM. Zugleich ist dies die Zeit der Zellreparatur. Wachstumshormone, die beim Zellaufbau eine wichtige Rolle spielen, verrichten jede Nacht unverzichtbare Reparaturarbeiten an den Geweben. Auch das Immunsystem ist jetzt besonders aktiv.

In den REM-Phasen ist das Gehirn hochaktiv, der Körper dagegen völlig entspannt (aus diesem Grund hießen sie früher auch paradoxe Schlafphasen. Der heutige Name leitet sich von den in dieser Phase beobachtbaren schnellen Augenbewegungen (rapid eye movements) ab. Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren wie derPositronen-Emissions-Tomografie ( Diagnoseverfahren in der Neurologie ) zeigen eine heftige Aktivität in den mit dem Langzeitgedächtnis verknüpften Hirnarealen. Dies lässt darauf schließen, dass in dieser Phase Tagesereignisse im Gedächtnis verknüpft werden. Der Schläfer ist aus der REM-Phase noch schwerer zu wecken als aus dem Tiefschlaf – dies liegt nicht nur an der verminderten Muskelspannung, sondern auch daran, dass der Schläfer jetzt sämtliche äußeren Reize ausblendet. Forscher erklären dies damit, dass die in dieser Schlafphase stattfindende Informationsverarbeitung möglichst ungestört ablaufen soll. Durch die stark herabgesetzte Wahrnehmung der Außenwelt soll verhindert werden, dass neue Signale und Empfindungen von außen eindringen. Vereinfacht ausgedrückt entsprechen die Aktivitäten des Gehirns in der REM-Phase dem Aufräumen und Neuanordnen von Dateien auf der Festplatte bei einem PC. In einer Studie hat sich außerdem gezeigt, dass das Gehirn in der REM-Phase kreativ ist. Es kann zuvor gestellte Probleme nach einem kurzen Schlaf mit REM-Phase besser lösen.

Aufwachphase. Es kann vorkommen, dass der Schlafende schon um drei oder vier Uhr morgens zum ersten Mal richtig wach wird. Meist setzt zwar der Schlaf dann noch einmal ein; aber der Körper bereitet sich schon zunehmend auf den neuen Tag vor. Wir werden hungrig, der Magen wird stärker durchblutet, und auch die Körpertemperatur steigt an. Am Ende der Nacht ist der Kortisolspiegel in unserem Blut am höchsten.


Warum wir träumen=

Träume sind sinnliche Erlebnisse im Schlaf. Die Themen knüpfen dabei an reale Ereignisse während des Tages an – je frischer die Ereignisse sind, desto eher werden sie im Traum thematisiert. Sowohl Konflikte als auch angenehme Erlebnisse tauchen in Träumen auf, oft aber in ganz anderen Zusammenhängen. Auch uns bekannte Personen treten in Traumsituationen auf, und unsere Beziehungen zu ihnen werden neu belebt. Typisch dabei ist, dass Zeiten und Orte stark vom realen Leben abweichen oder unbestimmt bleiben.

Schon immer haben Menschen versucht, Träume zu deuten. Nach Sigmund Freud, dem Begründer der modernen Traumforschung, ist jeder Traum beeinflusst von Sinneseindrücken, Tageserlebnissen, Kindheitserinnerungen, aktuellen Wünschen und verdrängten Konflikten. Seine Traumdeutung sieht daher den Traum als eine Art Bilderrätsel, das den Weg zu unserem Unbewussten weist. Andere Psychologen (wie C. G. Jung ) erarbeiteten eigene Methoden und Regeln zur Traumdeutung. Es lässt sich nicht wissenschaftlich beweisen, dass die Traumdeutung eine psychotherapeutische Wirkung hat; daher ist ihr Einsatz nach wie vor umstritten.

Die neurobiologische Traumforschung gewann in den letzten Jahren durch neue Methoden wie dem funktionellen Kernspin ( Diagnoseverfahren in der Neurologie ) an Bedeutung. Sie konnte nachweisen, dass

Zur Funktion des Traums gibt es keine allgemein anerkannte Erklärung. Manche Experimente deuten darauf hin, dass sich im Traum Gedächtnisinhalte festigen. Sowohl Tiere als auch Menschen können neu Gelerntes besser speichern, wenn sie in der folgenden Nacht gut träumen.

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