Was Schlafmangel im Hirn bewirkt
Ein internationales Forscherteam um Steven Brown von der Uni Zürich untersuchte an Mäusen, wie sich Bestandteile der Nervenzellen im 24-Stunden-Rhythmus verändern. Genauer gesagt die Maschinerie aus Eiweißen (Proteinen) in den Synapsen - den Verbindungen zwischen Nervenzellen, die für die Weiterleitung von Signalen verantwortlich sind. Die Produktion und die Aktivität von Eiweißen in den Synapsen im Vorderhirn nimmt im Tagesverlauf zyklisch zu und wieder ab.
Die Studie
"Sleep-wake cycles drive daily dynamics of synaptic phosphorylation”, Science, 10.10.2019
Der Analyse zufolge zeigt eine Vielzahl von Synapsen-Proteinen ein solches zyklisches Auf und Ab. Bestimmte Proteine, die beispielsweise mit dem Stoffwechsel zusammenhängen, haben ihren Höhepunkt in den Morgenstunden, wenn die nachtaktiven Tiere schlafen gehen. Andere, die für Signalweiterleitung der Synapsen wichtig sind, haben ihren Höhepunkt hingegen am Abend, kurz vor Erwachen der Tiere.
Synapsen aus dem Takt
Die Forscher verglichen Mäuse, die ihrem natürlichen Schlafbedürfnis folgen konnten, und solche, denen sie Schlaf entzogen. Der Schlafmangel hatte einen deutlichen Effekt auf „Ebbe und Flut“ der Synapsen-Proteine im Tagesverlauf: Ihr zyklischer Rhythmus ging verloren.
In einer zweiten Studie untersuchten die Forscher diesen Effekt genauer und zeigten, dass Schlafentzug den zyklischen Rhythmus von rund 1.000 sogenannten Phosphoproteinen lahmlegte, darunter viele mit wichtigen Rollen für die normale Funktion von Synapsen.
Dass Schlafentzug diesen Rhythmus aufhebt, lasse darauf schließen, dass er durch einen anderen Taktgeber bestimmt wird als durch die biologische Uhr. Letztere steuert zahlreiche Körperfunktionen im Tag-Nacht-Rhythmus von Ruhe- und Aktivitätsphasen.
science.ORF.at/APA/sda