Was passiert, wenn Nervenzellen schlafen gehen?

„Die Neuheit dieser Arbeit besteht in der Identifizierung von Phosphoproteinen mit ihren Phosphorylierungsseiten und den Proteinkinasen (Enzyme, die den Transfer einer Phosphatgruppe von einem Donor auf eine Aminosäure des Phosphoproteins katalysieren; Anm. d. Red.), die für die beiden wichtigsten Ereignisse während des zirkadianen Rhythmus, die schlaf- und wachabhängige Phosphorylierung, spezifisch sind. Das eröffnet eine neue Perspektive, um diese verschiedenen Phosphoproteine genauer zu untersuchen und sie mit Schlaf und Wachsein zu verbinden.“

„Es wurde in dem Papier schön gezeigt, dass die Mehrheit der Phosphoproteine einem sehr klaren Muster der Phosphorylierung während des Schlaf-Wach-Zyklus folgt. Dies wurde nachgewiesen, nachdem sie den zirkadianen Rhythmus verändert hatten und sahen, dass sich die Phosphorylierung dieser Proteine veränderte.“

Auf die Frage, ob es weitere Mechanismen gebe, die den Wach- oder Schlafzustand regulieren:
„Es gibt verschiedene Mechanismen, die den Schlaf regulieren, wie zum Beispiel energiebezogene Moleküle, Krankheitserreger, Rezeptoren oder Ionen [1].“

Auf die Frage, inwiefern die Erkenntnisse die Basis für die Entwicklung von Therapien und Medikamenten für Erkrankungen liefern, die mit Schlafmangel in Verbindung stehen:
„Die Autoren haben einen neuen Weg eröffnet, um diese Krankheiten zu untersuchen, aber es gibt noch viel mehr zu untersuchen. Diese Ergebnisse dienen als molekulare Grundlage, um die mit Schlafentzug häufig verbundene psychische Fehlfunktionen zu verstehen, aber es müssen noch weitere Experimente durchgeführt werden, um den gesamten Mechanismus aufzuklären und Medikamente zur Behandlung dieser Art von Krankheiten zu entwickeln.“

„Die Ergebnisse der Studie belegen eindeutig die Bedeutung der zirkadianen Rhythmik für biochemische Prozesse in den Synapsen von Vorderhirnzellen der Maus. Damit wird belegt, dass die den Schlaf-Wach-Rhythmus steuernden Mechanismen auf zellulärer Ebene direkten Einfluss auf die Hirnfunktionen ausüben. Herausragendes Ergebnis der Studie ist, dass durch Schlafentzug 98 Prozent der Phosphorylierungszyklen entfallen. Damit bekommt die Schlafhomöostase, also das Gleichgewicht zwischen Schlafen und Wachsein, eine zunehmende Bedeutung für die neuronalen biochemischen Prozesse.“

„Die zirkadianen Phosphorylierungszyklen gelten als gesicherte biochemische Prozesse, die jetzt wissenschaftlich fundiert auch für Hirnzellen der Maus nachgewiesen worden sind. Die Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus erfolgt durch die innere Uhr und die Schlaf-Wach-Homöostase. Die innere Uhr steuert individuell unterschiedlich das Schlaf-Wach-Verhalten, wird beeinflusst durch endogene Faktoren – wie zum Beispiel das Neuropeptid Hypokretin, und durch exogene Faktoren – die äußeren Zeitgeber. Der wichtigste äußere Zeitgeber ist das Licht. Zirkadiane Prozesse laufen aber nicht nur in definierten Kerngebieten des Gehirns ab, sondern auch auf breiter zellulärer Basis. Dass sich Schlafmangel in gravierender Weise auf zelluläre Abläufe auswirkt, zeigt auf, dass erholsamer Schlaf noch höher als bisher zu bewerten ist.“

„Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass erholsamer Schlaf entscheidend dafür ist, dass unser Organismus, insbesondere auch unser Nervensystem störungsfrei funktioniert. Hinzu kommt, dass bei therapeutischen Maßnahmen künftig die zirkadiane Rhythmik und die damit einhergehenden biochemischen Prozesse stärker als bisher zu berücksichtigen sind. Schlafmangel zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, bleibt jedoch das Hauptziel, gerade im Hinblick auf die Herausforderungen der globalen Digitalisierung.“