Warum Tiere und Menschen schlafen müssen

18. Oktober 2013, 17:58
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Seit Jahren rätseln Wissenschafter über die Funktionen des Schlafs. US-Forscher konnten nun zeigen, dass eine Art Wasserspülung während Schlafphasen giftigen Müll aus dem Gehirn spült.

Washington/Wien - Giraffen tun es täglich zwei Stunden lang, Katzen brauchen pro Tag rund 13 Stunden, und die kleine Taschenmaus verschläft rund 20 von 24 Stunden. Bei erwachsenen Menschen beträgt die durchschnittliche Schlafdauer zwischen sechs und acht Stunden. Was aber steckt dahinter, dass wir ein Drittel unserer Lebenszeit schlafend verbringen?

Die Wissenschaft sucht seit vielen Jahren nach Antworten auf diese Frage und wartete auch mit etlichen Hypothesen zur Funktion des Schlafs auf. Wissenschaftlich bewiesen sind aber die wenigsten davon. Offenkundig ist, dass für Menschen und alle höheren Tiere der Schlaf lebensnotwendig ist: Ratten, denen der Schlaf entzogen wird, sterben nach spätestens zwei Wochen. Beim Menschen wurde und wird Schlafentzug als effektive Foltermaßnahme eingesetzt.

Unbestritten ist, dass der Schlaf der Regeneration dient: Schlafen Tiere und Menschen zu wenig, werden das Immunsystem und auch der Stoffwechsel negativ beeinflusst, zudem heilen Wunden schlechter. Ähnlich gut gesichert ist, dass der Schlaf bei der Verarbeitung und der Erinnerung von Erlebnissen eine wichtige Rolle spielt. Das Gehirn werde dabei von überflüssigen Informationen gereinigt, so die These.

Eine ganz andere Reinigungsfunktion beschreiben US-Forscher um Maiken Nedergaard (Uni Rochester im Bundesstaat New York) im US-Wissenschaftsmagazin Science. Nedergaard hatte mit ihrem Team bereits im Vorjahr für einiges Aufsehen gesorgt, als sie im Fachblatt Science Translational Medicine über ein unbekanntes "Entwässerungssystem" im Hirn berichte, das "glymphatisches System" getauft wurde.

Dieses verzweigte Leitungsnetz aus speziellen Zellen pumpt Hirnwasser und Abfallstoffe unter Druck aus dem Denkorgan und übt damit eine ähnliche Funktion aus wie die Lymphbahnen im Körper, wie die Wissenschafter an lebenden Mäusen zeigen konnten. Sind die Tiere tot, verschwindet auch dieses Pumpsystem.

Nächtliche Gehirnwäsche

Nedergaard und ihre Kollegen forschten an dem neu entdeckten Mikrokanalsystem im Hirn weiter und machten - wieder an Mäusen - eine ähnlich spektakuläre Entdeckung: Dieses glymphatische System ist im Schlaf zehnmal so aktiv wie im Wachzustand. Das wiederum hängt damit zusammen, dass in den Schlafphasen die Gehirnzellen um bis zu 60 Prozent schrumpfen, was Platz für die Abwasserkanälchen schafft, die alle möglichen toxischen Stoffe und Zellen aus dem Gehirn entsorgen.

Laut Nedergaard scheint es so zu sein, als ob das Gehirn dabei stets zwischen zwei Zuständen wählen müsse. In einem BBC-Interview liefert sie einen anschaulichen Vergleich: Entweder das Gehirn macht Party und unterhält die Gäste, oder es räumt auf und macht sauber. "Beides zugleich geht nicht."

Welche Bedeutung diese Erkenntnisse für den Menschen haben, müsse freilich erst noch geklärt werden, räumt Nedergaard ein. Sie und ihr Team sind sich indes ziemlich sicher, dass die neuen Erkenntnisse eine wichtige Rolle für die Behandlung von neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer spielen könnten. Wie man heute schon weiß, hat sich bei diesen bislang unheilbaren Krankheiten "Müll" in Form von Prionen, also falsch gefalteten Proteinen, im Gehirn angesammelt. (Klaus Taschwer, DER STANDARD, 19./20.10.2013)

  • Menschenkinder brauchen rund zwölf Stunden Schlaf. In dieser Zeit schwemmt das Gehirn giftige Abfälle aus.
    foto: standard/patrick pleul

    Menschenkinder brauchen rund zwölf Stunden Schlaf. In dieser Zeit schwemmt das Gehirn giftige Abfälle aus.

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