In der Forschung ist seit langem bekannt, dass ein Mangel an gutem Schlaf das Diabetesrisiko erhöhen kann. Warum das so ist, war jedoch bisher unklar.
- Ein Team von Schlafforschern der University of California, Berkeley, ist der Antwort nun einen Schritt näher gekommen.
ÜBERSICHT
Wie und warum nächtliche Hirnströme die Blutzuckerkontrolle beeinflussen
Die Wissenschaftler haben beim Menschen einen möglichen Mechanismus entdeckt, der erklärt, wie und warum nächtliche Hirnströme im Tiefschlaf die Insulinempfindlichkeit des Körpers regulieren können, was wiederum die Blutzuckerkontrolle am nächsten Tag verbessert.
Laut Matthew Walker, Professor für Neurowissenschaften und Psychologie an der UC Berkeley und Hauptautor der neuen Studie, wirken diese synchronisierten Gehirnwellen wie ein Finger, der den ersten Dominostein anstößt und damit eine Kettenreaktion auslöst, die sich vom Gehirn über das Herz bis nach außen erstreckt und die Blutzuckerregulation des Körpers verändert.
- Insbesondere die Kombination von zwei Hirnwellen, den so genannten Schlafspindeln und den langsamen Wellen, sagt eine erhöhte Empfindlichkeit des Körpers für das Insulinhormon voraus, was sich positiv auf den Blutzuckerspiegel auswirkt.
Für die Forschenden ist dies ein spannender Fortschritt, da der Schlaf ein veränderbarer Lebensstilfaktor ist, der nun als Teil einer therapeutischen und schmerzfreien Zusatzbehandlung für Menschen mit erhöhtem Blutzucker oder Diabetes Typ 2 eingesetzt werden könnte.
- Neben dem möglichen neuen Mechanismus haben die Autoren der Studie noch einen weiteren Vorteil entdeckt.
Neben der Entdeckung eines neuen Mechanismus zeigen die Ergebnisse der Studie auch, dass diese Tiefschlaf-Hirnströme als empfindlicher Marker für den Blutzuckerspiegel einer Person am nächsten Tag verwendet werden könnten – empfindlicher als herkömmliche Schlafmessungen“, so Vyoma D. Shah, Forscher am Walker’s Center for Human Sleep Science und Mitautor der Studie.
Diese Entdeckung ist nicht nur von therapeutischer Bedeutung, sondern bietet auch ein neuartiges, nicht-invasives Instrument – die Gehirnwellen während des Tiefschlafs – zur Messung und Vorhersage der Blutzuckerkontrolle einer Person.
- Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Cell Reports Medicine veröffentlicht.
Seit Jahren untersuchen Wissenschaftler, wie die Kopplung von Schlafspindeln ohne schnelle Augenbewegungen und tiefen, langsamen Hirnströmen mit einer ganz anderen Funktion korrespondiert, nämlich der des Lernens und Gedächtnisses.
Dasselbe Forscherteam der UC Berkeley hatte zuvor herausgefunden, dass Gehirnwellen während des Tiefschlafs die Fähigkeit des Hippocampus – dem Teil des Gehirns, der mit dem Lernen in Verbindung gebracht wird – verbessern, Informationen zu speichern.
Die vorliegende Forschungsarbeit, die auf einer Studie an Nagetieren aus dem Jahr 2021 aufbaut, enthüllt eine neue und bisher unbekannte Rolle dieser kombinierten Hirnströme beim Menschen, wenn es um die kritische Körperfunktion der Blutzuckerkontrolle geht.
- Die Forschenden der University of California – Berkeley untersuchten zunächst die Schlafdaten einer Gruppe von 600 Personen.
Sie stellten fest, dass diese spezielle Kombination von Tiefschlaf-Hirnwellen die Blutzuckerkontrolle am nächsten Tag vorhersagte, selbst nachdem andere Faktoren wie Alter, Geschlecht, Schlafdauer und -qualität kontrolliert worden waren.
Diese spezielle Kopplung der Gehirnwellen im Tiefschlaf war für den Glukosespiegel aussagekräftiger als die Schlafdauer oder die Schlafeffizienz einer Person“, erklärt Raphael Vallat, Postdoktorand an der UC Berkeley und Mitautor der Studie. Dies deutet darauf hin, dass die elektrophysiologische Qualität und das koordinierte Ballett dieser Hirnwellen während des Tiefschlafs etwas ganz Besonderes ist, so der Wissenschaftler.
Als Nächstes untersuchte das Forscherteam den absteigenden Pfad, der die Verbindung zwischen diesen Tiefschlaf-Gehirnwellen erklären könnte, die ein Signal an den Körper senden und letztlich die Regulierung des Blutzuckerspiegels vorhersagen.
Die Forschungsergebnisse weisen auf eine Reihe von Schritten hin, die erklären könnten, wie und warum diese Tiefschlaf-Gehirnströme mit einer besseren Kontrolle des Blutzuckers zusammenhängen.
Zunächst stellten sie fest, dass eine stärkere und häufigere Kopplung der Tiefschlaf-Gehirnwellen eine Umschaltung des körpereigenen Nervensystems auf einen ruhigeren und beruhigenderen Zweig, den so genannten Parasympathikus, vorhersagt. Sie maßen diese Veränderung im Körper und den Übergang in diesen stressarmen Zustand anhand der Herzfrequenzvariabilität.
- Anschließend konzentrierten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf die letzte Stufe des Blutzuckerhaushalts.
Sie fanden heraus, dass der Übergang vom Tiefschlaf in den beruhigenden Zweig des Nervensystems eine erhöhte Empfindlichkeit des Körpers auf das körpereigene glukoseregulierende Insulinhormon voraussagt, das den Zellen befiehlt, Glukose aus dem Blutkreislauf aufzunehmen, um einen schädlichen Anstieg des Blutzuckerspiegels zu verhindern.
- Dies ist besonders wichtig für Menschen, die versuchen, Hyperglykämie und Typ-2-Diabetes zu vermeiden.
Die elektrische Statik des nächtlichen Schlafs ist mit einer Reihe von Assoziationen verbunden, so dass die Gehirnwellen im Tiefschlaf eine Rekalibrierung und Beruhigung des Nervensystems am nächsten Tag signalisieren, so Walker.
Diese bemerkenswerte Beruhigung des Nervensystems geht mit einer Wiederbelebung der Insulinempfindlichkeit des Körpers einher, so dass der Blutzuckerspiegel am nächsten Tag besser kontrolliert werden kann.
- Die Ergebnisse wurden anschließend in einer separaten Gruppe von 1.900 Personen reproduziert.
Nachdem die Ergebnisse in einer anderen Kohorte wiederholt worden waren, fingen die Wissenschaftler an, den Resultaten mehr Vertrauen zu schenken, so Walker.
Nach Ansicht der Wissenschaftler sind die Forschungsergebnisse besonders interessant, weil sie in einigen Jahren von klinischer Bedeutung sein könnten.
Bei den bereits auf dem Markt befindlichen Diabetesbehandlungen ist es für die Betroffenen manchmal schwierig, sich daran zu halten. Dasselbe gilt für die empfohlenen Änderungen des Lebensstils, wie zum Beispiel andere Essgewohnheiten und regelmäßige Bewegung.
- Schlaf ist jedoch für die meisten Menschen eine weitgehend schmerzfreie Erfahrung.
Auch wenn Schlaf kein Allheilmittel ist, könnte die Aussicht auf neue Technologien, die die Gehirnströme während des Tiefschlafs sicher verändern, den Menschen helfen, ihren Blutzuckerspiegel besser zu kontrollieren. Das sei ein Grund zur Hoffnung, so die Forscher.
Mythen und Wahrheiten über den Schlaf
Wie viel Schlaf ein Mensch wirklich braucht, hängt vom Alter ab. Experten empfehlen, dass Schulkinder mindestens neun Stunden und Jugendliche acht bis zehn Stunden pro Nacht schlafen sollten.
- Die meisten Erwachsenen brauchen mindestens sieben Stunden Schlaf pro Nacht.
Über den Schlaf gibt es viele Irrtümer. Einer davon ist, dass Erwachsene weniger Schlaf brauchen, wenn sie älter werden.
Das stimmt nicht. Ältere Erwachsene brauchen immer noch die gleiche Menge Schlaf. Allerdings kann sich die Schlafqualität mit zunehmendem Alter verschlechtern.
- Ältere Menschen nehmen auch häufiger Medikamente ein, die den Schlaf beeinträchtigen.
Ein weiterer Schlafmythos besagt, dass man an freien Tagen „aufholen“ kann. Forscher haben herausgefunden, dass dies bei weitem nicht der Fall ist.
Wenn man eine Nacht schlecht geschlafen hat und ein kurzes Nickerchen macht oder in der nächsten Nacht länger schläft, kann das von Vorteil sein“, sagt Dr. Kenneth Wright, Jr. und Schlafforscher an der Universität von Colorado.
Aber wenn man eine ganze Woche lang zu wenig geschlafen hat, reicht das Wochenende nicht aus, um das nachzuholen. Das ist kein gesundes Verhalten.
In einer Studie haben Wright und sein Team Menschen mit anhaltendem Schlafmangel untersucht. Sie verglichen diese Personen mit Schlafmangel-Patienten, die am Wochenende ausschlafen durften.
Beide Gruppen nahmen bei Schlafmangel an Gewicht zu. Außerdem verschlechterte sich die Fähigkeit des Körpers, den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren. Der nachgeholte Schlaf am Wochenende half nicht.
Andererseits ist mehr Schlaf nicht immer besser, sagt Dr. Marishka Brown, Schlafexpertin am NIH. Wenn Erwachsene mehr als neun Stunden pro Nacht schlafen und sich trotzdem nicht erholt fühlen, könnte ein medizinisches Problem dahinter stecken, so die Expertin.
Schlafstörungen
Es gibt Menschen, die aus gesundheitlichen Gründen nicht genug Schlaf bekommen, egal wie sehr sie sich bemühen. Diese Probleme nennt man Schlafstörungen.
Die häufigste Schlafstörung ist die Insomnie. Nach Brown ist Schlaflosigkeit gekennzeichnet durch wiederholte Einschlaf- und/oder Durchschlafstörungen. Dies geschieht, obwohl genügend Zeit zum Schlafen und eine geeignete Schlafumgebung vorhanden sind. Die Folge ist, dass man tagsüber oft müde oder unausgeschlafen ist.
Schlaflosigkeit kann von kurzer Dauer sein, d. h. die Betroffenen können einige Wochen oder Monate nicht schlafen. Eine lang anhaltende Insomnie dauert drei Monate oder länger.
Eine weitere häufige Schlafstörung ist die Schlafapnoe. Bei der Schlafapnoe sind die oberen Atemwege während des Schlafs blockiert. Dadurch wird der Luftstrom verringert oder unterbrochen, was dazu führt, dass die Betroffenen nachts aufwachen. Diese Erkrankung kann gefährlich sein. Wird sie nicht behandelt, kann sie zu anderen Gesundheitsproblemen führen.
Wenn Sie regelmäßig Schlafprobleme haben, sollten Sie mit Ihrem Arzt oder Ihrer Ärztin sprechen. Er oder sie kann Sie zum Beispiel bitten, ein Schlaftagebuch zu führen, um Ihren Schlaf über mehrere Wochen zu beobachten. Er kann auch Tests durchführen, zum Beispiel eine Schlafstudie. Dabei wird nach Schlafstörungen gesucht.
Besser schlafen
Für viele häufige Schlafstörungen gibt es Behandlungsmöglichkeiten. Eine kognitive Verhaltenstherapie kann vielen Menschen mit Schlaflosigkeit helfen, besser zu schlafen. Auch Medikamente können helfen.
Viele Menschen mit Schlafapnoe profitieren von einem so genannten APAP-Gerät (APAP steht für Automatic Continuous Positive Airway Pressure). Diese Geräte halten die Atemwege offen, damit die Betroffenen atmen können. Weitere Behandlungsmöglichkeiten sind eine spezielle Maske und eine Änderung der Lebensgewohnheiten.
Tipps wie Sie Nachts besser schlafen
1. Halten Sie sich an einen Schlafplan. Jeden Tag zur gleichen Zeit ins Bett gehen und aufstehen, auch am Wochenende.
2. Bewegen Sie sich jeden Tag ein wenig. Aber nicht direkt vor dem Schlafengehen.
3. Gehen Sie an die frische Luft. Versuchen Sie, jeden Tag mindestens 30 Minuten natürliches Sonnenlicht zu bekommen.
4. Vermeiden Sie Nikotin und Koffein. Beides sind Stimulanzien, die Sie wach halten. Bei Koffein kann es 6 bis 8 Stunden dauern, bis die Wirkung vollständig abgeklungen ist.
5. Machen Sie am Nachmittag keinen oder nur einen kurzen Mittagsschlaf.
6. Vermeiden Sie Alkohol und große Mahlzeiten vor dem Schlafengehen. Beides kann einen tiefen, erholsamen Schlaf verhindern.
7. Schränken Sie die Nutzung elektronischer Geräte vor dem Schlafengehen ein. Lesen Sie stattdessen ein Buch, hören Sie beruhigende Musik oder machen Sie eine andere entspannende Tätigkeit.
8. Sorgen Sie für eine angenehme Schlafumgebung. Halten Sie die Temperatur so niedrig wie möglich. Vermeiden Sie Ablenkung durch Lärm und Licht. Machen Sie es dunkel. Schalten Sie Ihr Smartphone aus.
9. Liegen Sie nicht wach im Bett. Wenn Sie nach 20 Minuten nicht einschlafen können, stehen Sie auf und machen Sie etwas Entspannendes, bis Sie wieder müde sind.
Wenn nichts hilft, gehen Sie zu Ihrem Arzt oder Ihrer Ärztin. Er oder sie kann feststellen, ob Sie weitere Untersuchungen brauchen. Er oder sie kann Ihnen auch helfen, neue Wege zu finden, mit Stress umzugehen.
Quellen
- NIH News in Health
- University of California – Berkeley
- Raphael Vallat et al, Coordinated human sleeping brainwaves map peripheral body glucose homeostasis, Cell Reports Medicine (2023). DOI: 10.1016/j.xcrm.2023.101100
- Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Xie L, Kang H, Xu Q, Chen MJ, Liao Y, Thiyagarajan M, O’Donnell J, Christensen DJ, Nicholson C, Iliff JJ, Takano T, Deane R, Nedergaard M. Science. 2013 Oct 18; doi: 10.1126/science.1241224.
- Ad libitum weekend recovery sleep fails to prevent metabolic dysregulation during a repeating pattern of insufficient sleep and weekend recovery sleep. Depner CM, Melanson EL, Eckel RH, Snell-Bergeon JK, Perreault L, Bergman BC, Higgins JA, Guerin MK, Stothard ER, Morton SJ, Wright KP Jr.Curr Biol. 2019 Feb 11; doi: 10.1016/j.cub.2019.01.069.
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