Zürich – Dass man nach zu wenig Schlaf nicht gerade auf dem Höhepunkt seiner geistigen Leistungskraft ist, dürfte jeder aus eigener Erfahrung kennen. Ein internationales Forscherteam hat sich dem Zusammenhang zwischen dem Schlafbedürfnis und der Funktion der Synapsen im Gehirn nun genauer gewidmet und berichtet von seinen Ergebnissen im Fachjournal "Science".

Die Wissenschafter um Steven Brown von der Uni Zürich untersuchten an Mäusen, wie sich Bestandteile der Nervenzellen im 24-Stunden-Rhythmus verändern. Im Fokus stand dabei, wie die Produktion und Aktivität von Proteinen in den Synapsen im Vorderhirn von Mäusen im Tagesverlauf zyklisch zu und wieder abnimmt.

Im Rhythmus

Der Untersuchung 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.

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.

Suche nach dem Taktgeber

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. (red, APA, 14. 10. 2019)