Wenn Sie häufig unter Schlafstörungen leiden, besteht dann die Gefahr, dass Sie an Alzheimer erkranken?

Wenn Sie häufig unter Schlafstörungen leiden, besteht dann die Gefahr, dass Sie an Alzheimer erkranken?

Autor: Tian Dawei, populärwissenschaftlicher Autor

Gutachter: Li Jingjing, Professor und Chefarzt, Abteilung für Neurologie, Beijing Tiantan Hospital

Schlafmangel ist für den modernen Menschen eine weit verbreitete Erscheinung. Das Schreiben von Arbeiten und langes Aufbleiben, um Fernsehserien anzuschauen, sind an der Tagesordnung. Verschiedene Sorgen können auch dazu führen, dass wir uns die ganze Nacht unruhig hin und her wälzen und schlecht schlafen.

Doch auch die Probleme, die uns das lange Aufbleiben mit sich bringt, liegen auf der Hand. Wir fühlen uns am nächsten Tag benommen und unkonzentriert. Und die Dinge, an die mich andere gerade erinnerten, waren im Handumdrehen vergessen.

Eine aktuelle Studie ergab außerdem, dass langfristiger Schlafmangel ebenfalls zur Ablagerung von Amyloid-β im Gehirn führen kann[1]. Das Beta-Amyloid-Protein ist der Hauptbestandteil der Amyloid-Plaques im Gehirn von Alzheimer-Patienten. Seine erhöhte Ablagerung kann ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit (allgemein bekannt als senile Demenz) bedeuten.

Gefärbtes Amyloid-Beta-Protein (braun), Bildquelle: Wikimedia

Welche Auswirkungen hat Schlafmangel auf unser Gehirn? Führt häufiges langes Aufbleiben tatsächlich dazu, dass wir schon in jungen Jahren an Alzheimer erkranken? Um dies zu verstehen, beginnen wir mit dem schlafenden Gehirn.

Was macht das Gehirn, während wir träumen?

Die Bedeutung des Schlafs für den Körper ist offensichtlich, dennoch kann es zu einigen Missverständnissen in Bezug auf den Schlaf kommen.

Manche Menschen glauben, dass unser Gehirn ruht, wenn wir uns ins Bett legen und einschlafen. Doch tatsächlich schaltet unser Gehirn nach dem Einschlafen nicht völlig ab, es hat noch viele wichtige Dinge zu tun.

1. Gedächtnis festigen und Emotionen regulieren

Während des Schlafs, insbesondere während der REM-Phase (der Schlafphase, in der Träume auftreten), konsolidiert das Gehirn die im Laufe des Tages gesammelten neuen Informationen. Daher ist Schlaf für die Bildung von Langzeitgedächtnissen sehr wichtig.

Ein Schlafzyklus, Rot steht für die REM-Schlafphase (Rapid Eye Movement), Bildquelle: Wikimedia

Zusätzlich zur Festigung des Gedächtnisses verarbeitet das Gehirn während der Phase der schnellen Augenbewegungen auch emotionsbezogene Informationen und reduziert die Auswirkungen negativer Emotionen auf uns, was ebenfalls entscheidend für die Aufrechterhaltung einer guten mentalen Verfassung ist. Daher ist die Stimmung vieler Menschen nach längerem Aufbleiben labiler.

2. Reparatur beschädigter Neuronenzellen

Neben der Festigung von Erinnerungen und der Regulierung von Emotionen ist Schlaf auch für die Reparatur von Neuronen von entscheidender Bedeutung.

Es ist anzumerken, dass dies nicht bedeutet, dass Neuronen nur im Schlafzustand repariert werden können. Eine Studie aus dem Jahr 2019 ergab jedoch, dass Schlaf die Chromosomendynamik beeinflussen kann und dadurch neuronale Zellen besser bei der Reparatur beschädigter DNA unterstützt[2].

3. Entfernen Sie schädliche Metaboliten

Während des Schlafs scheidet das Gehirn auch einige Metaboliten aus, darunter Beta-Amyloid-Protein, Alpha-Synuclein und abnormales Tau-Protein, Proteine, die mit neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht werden.

Abnormales Tau-Protein. Bildquelle: Wikimedia

Das Gehirn kann schädliche Metaboliten auf verschiedene Weise ausscheiden, eine davon ist das glymphatische System. Die Funktionsweise dieses Systems lässt sich vereinfacht wie folgt erklären: Durch den Fluss der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit werden schädliche Stoffwechselprodukte aus der Umgebung der Nervenzellen herausgespült und zur Zersetzung in andere Organe transportiert.

Die Forscher fanden heraus, dass dieses System effizienter arbeitet, wenn der Patient schläft. So zeigte beispielsweise eine 2013 in Science veröffentlichte Studie, dass sich während des natürlichen Schlafs oder einer Narkose der Abstand zwischen den Zellen um 60 % vergrößert, was zu einer erhöhten Clearance-Rate von Amyloid-β beiträgt (die Clearance-Rate von Amyloid-β ist während des Schlafs etwa doppelt so hoch wie im Wachzustand) [3].

Bildquelle: Clearance-Raten von Amyloid-β in der wachen, schlafenden und anästhesierten Gruppe. Bildquelle: Aus Referenz 3.

Schlafmangel und Alzheimer

Denn das Gehirn erledigt im Schlaf so viele wichtige Dinge. Wenn Sie über einen längeren Zeitraum unter Schlafentzug leiden, kann es zu schwerwiegenden Veränderungen in Ihrem Gehirn kommen.

So wurde beispielsweise im Mai 2023 in Science Translational Medicine, einer Tochtergesellschaft von Science, ein Artikel veröffentlicht, in dem darauf hingewiesen, dass langfristiger Schlafmangel das Risiko einer Alzheimer-Erkrankung erhöhen kann [1].

Die Forscher verwendeten ein Schlafentzugsgerät, um die Versuchsmäuse zu stören und sie für lange Zeit (etwa 6 Wochen) in einem Zustand des Schlafentzugs zu belassen. Anschließend wurden die Gehirne dieser Mäuse untersucht. Die Forscher stellten fest, dass Mäuse, die über längere Zeit unter Schlafentzug litten, im Vergleich zur Kontrollgruppe Ablagerungen des Proteins Beta-Amyloid im Gehirn aufwiesen. Dies bedeutet, dass bei diesen Mäusen möglicherweise ein erhöhtes Risiko besteht, an Alzheimer zu erkranken.

Wissenschaftler spekulieren, dass diese Situation mit zwei Faktoren zusammenhängen könnte.

Erstens bleiben die Neuronen im Gehirn in einem Zustand lang anhaltender Wachheit über längere Zeiträume aktiv und eine erhöhte neuronale Aktivität führt zur Freisetzung des Beta-Amyloid-Proteins, wodurch die Produktion dieser „Gifte“ an der Quelle zunimmt.

Aber noch wichtiger ist, dass etwas namens Mikroglia die Entfernung dieser „Gifte“ beeinflusst.

Mikroglia (grün) und Neuronen (rot), Bildquelle: wikimedia

Mikroglia sind immunbezogene Zellen im Nervensystem. Unter normalen Umständen fungieren Mikroglia als Wächter im Gehirn, die das Gehirn überwachen und beschädigte Zellen oder Anzeichen einer Erkrankung erkennen. Sobald sie erkannt werden, werden sie aktiviert, um bei der Reparatur geschädigten Gewebes zu helfen.

Langfristiger Schlafmangel beeinträchtigt jedoch die normale Funktion der Mikroglia und führt zu ihrer Überaktivierung. Dies beeinträchtigt die Beseitigung von Amyloid-β-Plaques durch Immunzellen und führt zu Amyloid-β-Ablagerungen.

Schlafmangel kann auch Probleme verursachen

Wir haben über die Auswirkungen von langfristigem Schlafmangel auf das Gehirn gesprochen. Ist es also in Ordnung, ein- oder zweimal die ganze Nacht wach zu bleiben? Nicht wirklich.

Eine Studie an Menschen aus dem Jahr 2018 ergab, dass bereits eine einzige lange Nacht ausreichte, um eine Ansammlung von Beta-Amyloid-Protein im Gehirn der Probanden zu verursachen. Die Studie ergab außerdem, dass die Auswirkungen von Schlafmangel (z. B. langes Aufbleiben) auf das Gehirn nicht mit einem genetischen Risiko zusammenhängen. Mit anderen Worten: Auch wenn in Ihrer Familie kein Alzheimer-Risiko besteht, kann langes Aufbleiben dennoch die Ansammlung von β-Amyloid-Protein beeinflussen[4].

Natürlich gingen die Forscher in dieser Studie nicht näher darauf ein, ob die durch langes Aufbleiben verursachte Ansammlung von Beta-Amyloid nach dem Ausruhen wiederhergestellt werden kann. Aber gelegentlich die ganze Nacht wach zu bleiben, kann dennoch andere Gefahren mit sich bringen.

Das typischste Beispiel ist, dass Sie nach langem Aufbleiben, auch wenn Sie keinen Alkohol trinken, dennoch „unter Alkoholeinfluss“ fahren können.

Wenn Sie schon einmal lange aufgeblieben sind, kennen Sie sicher den sogenannten „Gehirnnebel“, der sich verschwommen anfühlt, als ob eine Nebelschicht Sie von der Welt trennt.

Ein 2017 in Nature Medicine veröffentlichter Artikel analysierte die Ursachen von „Gehirnnebel“. Nach langem Aufbleiben ist die Aktivität der Gehirnneuronen langsamer und schwächer als gewöhnlich. Dies kann dazu führen, dass Sie abgelenkt werden und langsam reagieren, ähnlich wie wenn Sie betrunken sind.[5]

Wenn betrunkenes Fahren sehr gefährlich ist, dann ist es auch sehr gefährlich, in diesem Zustand der geistigen Verwirrung Auto oder Fahrrad zu fahren. Wenn Sie also die ganze Nacht wach bleiben, versuchen Sie, am nächsten Tag möglichst nicht zu fahren.

Da langes Aufbleiben so große Auswirkungen auf das Gehirn hat, haben Sie immer noch vor, heute lange aufzubleiben?

Quellen:

[1]Parhizkar S., Gent G., Chen Y. et al. Schlafentzug verstärkt die Mikroglia-Reaktivität und die Aβ-Ablagerung bei Mäusen in einer TREM2-abhängigen Weise[J]. Wissenschaftliche translationale Medizin, 2023, 15(693): eade6285.

[2]Zada D, Bronshtein I, Lerer-Goldshtein T, et al. Schlaf erhöht die Chromosomendynamik, um die Verringerung der sich anhäufenden DNA-Schäden in einzelnen Neuronen zu ermöglichen[J]. Nature Communications, 2019, 10(1): 895.

[3]Xie L, Kang H, Xu Q, et al. Schlaf fördert die Metabolitenbeseitigung aus dem erwachsenen Gehirn[J]. science, 2013, 342(6156): 373-377.

[4]Shokri-Kojori E, Wang GJ, Wiers CE, et al. β-Amyloid-Ansammlung im menschlichen Gehirn nach einer Nacht Schlafentzug[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, 115(17): 4483-4488.

[5]Nir Y, Andrillon T, Marmelshtein A, et al. Selektive neuronale Ausfälle gehen kognitiven Ausfällen beim Menschen infolge von Schlafentzug voraus[J]. Nature Medicine, 2017, 23(12): 1474-1480.