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1. Dezember 2017

Energiesparen im Schlaf

Warum sind Menschen nicht dauerhaft in einem Wachzustand, sondern müssen sich regelmässig schlafen legen? Ein schweizerisch-amerikanisches Forscherteam hat auf diese alte Frage eine neue Antwort gefunden.

Gut und gern ein Drittel unseres Lebens verbringen wir schlafend. Warum der Mensch Schlaf braucht, ist eine bis heute nicht abschliessend geklärte Frage. Eine gängige Antwort lautet: Wir schlafen, damit der Körper dank eines gedrosselten Stoffwechsels Energie sparen kann. Diese Annahme wird durch eine neue Arbeit von Forschern des Berner Inselspitals und der Ohio State University (USA) gestützt. Nach Auskunft der Wissenschaftler geschieht die Energieeinsparung aber anders, als gemeinhin angenommen, wie Dr. Markus Schmidt vom Berner Universitätsspital sagt: „Die frühere Theorie hatte postuliert, dass die Energieersparnis allein auf eine reduzierte Stoffwechselaktivität während des Schlafens zurückgeht, wodurch während der achtstündigen Schlafzeit rund 15 bis 30% Energie eingespart wird. Das entspricht – bezogen auf 24 Stunden – einer Einsparung von etwa 8%. Unsere neue Theorie geht nun aber davon aus, dass die Energieersparnis deutlich höher ist als 8% – dies dank eines Mechanismus', den wir als 'Partitionierung' bezeichnen“, so Schmidt.

Aufgabenteilung zwischen Tag und Nacht

Partitionierung bedeutet: Gewisse Funktionen des Stoffwechsels laufen während des Wachseins ab, andere Funktionen während des Schlafens. Es ist also nicht so, dass der Stoffwechsel während des Schlafens einfach etwas zurückgefahren wird. Vielmehr staffelt unser Organismus die Stoffwechsel-Prozesse zeitlich so, dass sie teilweise im Wachzustand, teilweise im Schlaf ablaufen. Mit diesem Ansatz ist auch vereinbar, dass z.B. Immunsystem, Gedächtnis oder die Regeneration von Nervenzellen während des Schlafens besonders aktiv sind. Unter dem Strich, so konnten die Forscher mit einem neu entwickelten mathematischen Modell zeigen, verbraucht der Mensch während des Schlafes 37% weniger Energie als im Wachzustand. Darüber berichten die Wissenschaftler in der Fachpublikation 'PLOS One'.

Energieraubende Zusatzaufgaben

Wie die von den Wissenschaftlern ermittelte Zahl von 37% genau zu verstehen ist, erläutert Markus Schmidt: „Unsere Berechnung vergleicht den Energiebedarf eines Menschen, der während eines 24-Stunden-Zeitraums acht Stunden schläft, mit dem Energiebedarf eines (erdachten) Menschen, der dauerhaft wach bleibt, also überhaupt nicht schläft. Ein Organismus, der dauerhaft wach wäre, bräuchte die Energie, die für die Aufrechterhaltung des Wachzustands erforderlich ist – und er müsste zudem die biologischen Aufgaben erfüllen, die Menschen während des Schlafs ausführen. Solche Funktionen, die besonders während des Schlafs ablaufen sind etwa die Herstellung und der Transport von Proteinen oder die Reparatur von Zellmembranen. Diese Zusatzaufgaben sind verantwortlich dafür, dass ein Organismus, der dauerhaft wach wäre, einen deutlich erhöhten Energiebedarf hätte gegenüber einem Organismus, der sich regelmässig zur Ruhe legen darf.“

Organismus staffelt Stoffwechsel-Prozesse so, dass sie teilweise im Wachzustand, teilweise im #Schlaf ablaufen. http://bit.ly/2AM2rkB #iph
Markus Schmidt
Markus Schmidt erforscht Schlaf-Wach-Mechanismen am Zentrum für experimentelle Neurologie im Berner Inselspital.
 

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