Der Rhythmus der inneren Uhr folgt dem Lauf des Lebens



Änderungen im Schlafverhalten vom Ungeborenen bis zum Senior

Im Laufe des Lebens verändert sich das Schlafverhalten. Die Schlafdauer und der Tiefschlaf nehmen ab. Der individuelle Zeitpunkt, wann jemand Müdigkeit verspürt, verschiebt sich hingegen mehrmals. Stephanie Lahrtz

Experten diskutieren nach wie vor darüber, warum wir schlafen müssen. Doch auch wenn hierzu mehrere Antworten gegeben werden, ist eines unumstritten: Ein zirkadianes Schlaf-Wach-Muster, also ein sich alle rund 24 Stunden wiederholendes Muster mit einer durchgehenden Schlafphase während der Nacht sowie einer etwas längeren Wachphase am Tag, ist lebensnotwendig. Dementsprechend «erlernen» wir diesen Rhythmus bereits in den ersten Monaten unseres Lebens. Man könnte auch sagen, dass die innere Uhr in dieser Zeit gestellt wird, um dann – mit gewissen Variationen in Bezug auf Einschlafzeit oder Schlafdauer – ein Leben lang diesem Rhythmus zu folgen. Momentan kann man diese Variationen allerdings lediglich beobachten und beschreiben – wodurch es zu ihnen kommt, weiss man nicht. Ebenso unbekannt ist, ob die im Laufe des Lebens auftretenden Verschiebungen eine biologische Funktion besitzen und, wenn ja, welche.

Die innere Uhr im Gehirn
Obwohl der zirkadiane Rhythmus zu Beginn unseres Lebens noch nicht eingestellt ist, kommt ein Baby keineswegs völlig «taktlos» auf die Welt. Vielmehr gehen Experten davon aus, dass ein Fötus bereits im Mutterleib nach einem Rhythmus lebt, dieser allerdings noch nicht das Schlaf-Wach-Verhalten bestimmt. So besitzt ein Ungeborenes nicht nur regelmässig wiederkehrende Phasen vermehrter Bewegungen, sondern auch die Atmung, der Herzschlag oder die Kortisonproduktion des Fötus verlaufen ähnlich einem zirkadianen Rhythmus.
Die Mutter synchronisiert laut den Fachleuten diesen bereits vorhandenen Rhythmus. Aus Tierversuchen weiss man, dass das mütterliche Melatonin hierbei eine wichtige Rolle spielt. Dieses Hormon wird bei Tieren wie bei Menschen während der Dunkelheit in der Zirbeldrüse gebildet. Die Melatoninausschüttung steigt bei Menschen in den Abendstunden an, erreicht nachts gegen 3 Uhr ein Maximum und fällt dann wieder kontinuierlich ab. Über die Plazenta kann das Hormon aus dem Blut der Mutter in das des Fötus übertreten und gelangt so in dessen Gehirn. Ebenfalls Einfluss auf den Rhythmus des Ungeborenen hat, dass viele Aktivitäten der Mutter wie beispielsweise Essen oder Ruhephasen mehr oder weniger regelmässig geschehen. Dadurch ausgelöste Hormonausschüttungen oder Erhöhungen der Körpertemperatur werden dem Fötus ebenfalls über das mütterliche Blut mitgeteilt.
All die ankommenden Informationen «trainieren» den Nucleus suprachiasmaticus (SCN) im Hypothalamus. Dieser spezielle Teil des Gehirns gilt unter Schlafforschern als die oberste Instanz aller inneren Uhren. Nach der Geburt wird der SCN – und damit der zirkadiane Rhythmus – vom Tageslicht gesteuert. Die Gehirnregion empfängt ihre Signale über den Sehnerv, der ihr seine über die Augen gewonnenen Informationen zur Helligkeitsintensität «meldet». Inwieweit auch der SCN eines Ungeborenen bereits Helligkeitssignale empfangen sowie verarbeiten kann, ist momentan noch unklar. Da solche Signale aber auf jeden Fall die mütterliche Bauchdecke und in vielen Breitengraden zusätzlich diverse Schichten an Kleidung passieren müssen, können sie allenfalls nur sehr abgeschwächt beim fötalen SCN ankommen. Es ist laut den Experten allerdings nicht ausgeschlossen, dass selbst solche schwachen Lichtsignale noch einen gewissen Einfluss auf den SCN des Ungeborenen haben könnten.
Unklar ist ebenso, inwieweit die Gene, die an der Steuerung des zirkadianen Rhythmus beteiligt sind, bereits vor der Geburt aktiv sind. Studien an Mäusen lassen dies vermuten. So hat man in Experimenten Substanzen an ein «zirkadianes» Gen gekoppelt, die nur dann leuchten, wenn dieses aktiv ist. Es zeigte sich, dass das Gen sowohl bei einem zwölf Tage alten Mausefötus als auch bei neugeborenen Mäusen abhängig vom Hell-Dunkel-Rhythmus der Aussenwelt leuchtete.

Vom Frühaufsteher zur Nachteule . . .
Der Schlaf der menschlichen Neugeborenen, insgesamt ungefähr 16 Stunden pro 24 Stunden, verteilt sich in deren ersten Lebenswochen bis -monaten auf mehrere unterschiedlich lange Einheiten. Diese werden vor allem vom Hungergefühl der Babys gesteuert und kaum von äusseren Einflüssen wie Tag oder Nacht. Fachleute sprechen in diesem Fall von einem ultradianen Rhythmus. Wenn ein Baby genügend Energiedepots angelegt hat sowie ausreichend Nahrung für mehrere Stunden aufnehmen kann, gewinnt laut dem Schlafforscher Till Roenneberg von der Universität München der bereits angelegte und zum Teil auch schon funktionierende zirkadiane Rhythmus die Oberhand über den ultradianen.
Allerdings heisst das keineswegs, dass dieser Rhythmus nun für den Rest des Lebens genau gleich bleibt. Zum einen verkürzt sich die Schlafzeit: Einem Erwachsenen genügen laut einer Vielzahl von Experimenten in Schlaflabors sowie Fragebogenstudien durchschnittlich sieben Stunden Schlaf. Zum anderen verschieben sich die Schlaf-Wach-Phasen im Laufe des Lebens erheblich. So wachen Kinder in der Regel eher früh am Morgen auf. Zudem können Kleinkinder aus noch unbekannten Gründen nur einige Stunden am Stück wach bleiben. Das Bedürfnis nach einem Mittagsschlaf verschwindet jedoch meist irgendwann zwischen dem dritten und dem fünften Lebensjahr. Mit zunehmendem Alter werden Kinder dann immer später müde.
Diese Tendenz wird in der Pubertät zu einer von Erwachsenen oftmals als dramatisch empfundenen abendlichen Aktivitätsphase. Dabei wollten Teenager ihre Umgebung mit ihrem späten Einschlafen keineswegs provozieren, betont Roenneberg. Vielmehr sei ihre innere Uhr so eingestellt, dass sie gar nicht früher müde werden könnten. Eine Vielzahl von Faktoren wie Genaktivitäten oder Einflüsse der Umgebung steuerten diesen Teenie-Rhythmus. So trete das Minimum der Kortisonausschüttung bei 16- bis 25-Jährigen nachts gegen 1 Uhr auf – mindestens eine Stunde später als bei älteren Personen, sagt der Schlafexperte. Natürlich gebe es individuelle Unterschiede, genauso wie auch in anderen Lebensphasen eine breite Bandbreite an Ausprägungen des Schlaf-Wach-Rhythmus vorhanden sei. Aber der durchschnittliche Müdigkeitspunkt verschiebe sich bei allen Jugendlichen in den späten Abend oder gar in die Nacht hinein.
Viele Schlafexperten (sowie manche Elternverbände und Politiker) fordern deshalb seit einiger Zeit, in allen Ländern die Schule erst um 9 Uhr beginnen zu lassen. Denn aufgrund ihres von ihnen selbst nur bedingt beeinflussbaren Schlafverhaltens könnten die meisten Jugendlichen um 8 Uhr noch gar keine geistigen Höchstleistungen vollbringen. Roenneberg ist sogar davon überzeugt, dass die Differenzen zwischen innerer Uhr und von aussen auferlegten Zeitplänen weitreichende Folgen für die Gesundheit haben können. Wann genau die Tendenz zum späteren Einschlafen bei Kindern anfange, könne man allerdings nicht genau sagen, denn man habe keine aussagekräftigen Daten von Kindern unter 8 Jahren. Studien hätten jedoch ergeben, dass dies bei Mädchen früher geschehe als bei Knaben.

. . . und zurück
Im Alter von ungefähr 20 Jahren ist dann der Umkehrpunkt erreicht – das Schlafverhalten wird «erwachsen». Bei Schlafforschern gilt dieser Zeitpunkt, der bei jedem Menschen individuell eintritt, als das endgültige Ende der Jugendphase. Erneut sind Frauen in ihrer Entwicklung schneller. Sie erreichen den Höhepunkt des Spät-müde-Werdens im Durchschnitt bereits mit 19,5 Jahren, Männer hingegen erst mit 20,9 Jahren. Auch danach werden Männer lange Zeit durchschnittlich etwas später müde als Frauen. Erst im Alter von ungefähr 50 Jahren holen sie diese in puncto Schlafzeiten ein.
Ebenso wie der Schlafrhythmus ändert sich im Laufe des Lebens auch die Struktur des Schlafes. Messungen der Gehirnaktivität im Elektroenzephalogramm zeigten, dass Babys noch ungefähr die Hälfte ihres Schlafes im sogenannten REM-Schlaf verbrächten, während dessen wir meistens träumten, erläutert Christian Cajochen, Schlafforscher an der Universität Basel. Keiner der Experten kann heute sagen, warum das so ist. Nach den ersten Lebensmonaten nimmt der Anteil des REM-Schlafes dann ab und beträgt ab dem Ende der Pubertät bis ins hohe Alter ungefähr nur noch ein Fünftel des gesamten Schlafes. Zudem nehme auch der Anteil an Tiefschlaf im Laufe des Lebens kontinuierlich ab, sagt Cajochen. Er mache bei 25- bis 30-Jährigen nur noch rund ein Viertel, bei über 60-Jährigen sogar nur noch höchstens zehn Prozent der Schlafzeit aus. Dadurch werde es leichter, ältere Menschen nachts aufzuwecken; bereits geringere Störungen könnten diese aus dem Schlaf reissen.
Doch sowohl Cajochen wie auch Roenneberg sind davon überzeugt, dass ein älterer Mensch keineswegs nur noch sehr wenig schlafen müsse. Auch die über 60-Jährigen brauchten ungefähr sieben Stunden Schlaf, sagen die Experten. Der von vielen betagten Personen beklagte schlechte Schlaf, verbunden mit häufigem Aufwachen, liege – sofern keine Krankheiten oder verschlechterten Organfunktionen bestehen – an einer Schwäche der inneren Uhr, meint Roenneberg. Wie Beobachtungen in Altersheimen zeigten, gingen ältere Personen in der Regel sehr viel weniger ans Tageslicht als jüngere. Somit fehlten dem SCN die Lichtsignale, um die innere Uhr an den Hell-Dunkel-Rhythmus anzupassen. Zusätzlich zu ihrem ohnehin leichteren Nachtschlaf verstärke dies die Aufwach-Tendenzen der Betroffenen noch deutlich. Dadurch seien sie tagsüber oft müde und legten ein Nickerchen ein, was dann den inneren Rhythmus nochmals verschlechtere. Aus Experimenten mit Altersheimbewohnern wisse man, dass regelmässige Aufenthalte im Freien, am besten je einmal morgens und nachmittags, den Schlaf vieler Senioren deutlich verbesserten.
Lerchen und NachteulenBei all diesen Veränderungen bleibt eines im Laufe des Lebens gleich: der Chronotyp. Er bezeichnet, ob ein Mensch eher eine Lerche ist, also früh aufwacht und früh müde wird, oder eher eine Eule, die morgens erst spät aus den Federn kommt und dafür gerne bis in die Nacht hinein aktiv ist. Der Chronotyp ist genetisch festgelegt, ebenso wie die individuell benötigte Schlafdauer. An beiden sind jeweils eine Vielzahl von Genen beteiligt, und es ist anzunehmen, dass man noch längst nicht alle kennt. Zudem ist noch unklar, auf welche Weise die einzelnen Gene den Chronotyp beeinflussen. Klar hingegen ist, dass unser westlicher Schul- oder Berufsalltag den Lerchen deutlich mehr entgegenkommt als den Eulen.

www.nzz.ch


Key Melatonin