18/02 2015

Unsere innere Uhr: Gestörter Schlaf-wach-Rhythmus macht krank

Anne Greveling

Beim letzten Jahreskongress der Deutschen Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM) drehte sich alles um die innere Uhr. Ein sehr wichtiges Thema: Denn wenn diese Uhr durcheinandergerät, ist nicht nur unser Schlaf gestört, sondern es können auch viele andere Krankheiten entstehen. So haben Schichtarbeiter beispielsweise ein erhöhtes Risiko für Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Mittlerweile beschäftigt sich ein ganzer Wissenschaftszweig – die Chronobiologie – mit unserer Schlaf-wach-Rhythmik und den Störungen, die dabei auftreten können.Tagsüber sind wir auf Wachheit und Leistung programmiert, nachts auf Ruhe, Schlaf und Erholung. Für diesen Rhythmus ist unsere innere Uhr zuständig: ein kleiner Nervenknoten namens Nucleus suprachiasmaticus, der über der Kreuzung der beiden Sehnerven liegt.

Dieser Knoten erhält von den Augen die Hell-Dunkel-Signale aus der Außenwelt und gibt diese über Nervenbahnen an die Zirbeldrüse im Zwischenhirn weiter. Aufgrund dieser Informationen schüttet die Drüse nachts das „Schlafhormon“ Melatonin aus, das uns müde macht, während die Melatoninproduktion gegen Morgen wieder gedrosselt wird. So bleiben unsere inneren Rhythmen im Einklang mit dem Tag-Nacht-Wechsel. Wahrscheinlich hat sich diese 24-Stunden-Rhythmik im Lauf der Evolution durch die Erdrotation herausgebildet: Sie erzeugt einen konstanten 24-Stunden-Wechsel von Licht und Dunkelheit, auf den alle Lebewesen auf der Erde sich mit der Zeit einstellten, indem sie innere Uhren entwickelten.Der Nucleus suprachiasmaticus ist aber nicht unsere einzige Uhr. In den vergangenen 30 Jahren hat die chronobiologische Grundlagenforschung wesentliche neue Erkenntnisse erbracht: So weiß man inzwischen, dass die individuelle 24-Stunden-Information in jeder einzelnen Zelle vorhanden ist. Rund 10 % aller Gene exprimieren ihre Eiweiße im 24-Stunden-Rhythmus. Dementsprechend hat jedes System unseres Körpers (ob Niere, Leber, Haut, Herz, Drüsen oder Nervensystem) seine eigene zirkadiane Rhythmik. 


Unsere innere Uhr: ein störanfälliges System

Dementsprechend funktioniert der menschliche Körper nachts völlig anders als tagsüber. Und so ist es natürlich auch kein Wunder, dass es uns nicht gut bekommt, wenn wir – gezwungenermaßen oder aufgrund persönlicher Präferenzen – „die Nacht zum Tage machen“. Probleme mit der inneren Uhr kennt jeder, der Zeitverschiebungen erlebt – sei es die Umstellung von Sommer- auf Winterzeit oder ein Transkontinentalflug. Dadurch kann es zu Beschwerden wie Schwindel, Kopfschmerzen, Müdigkeit, Schlafstörungen und Verdauungsproblemen kommen. Ähnliche Symptome mit stärkerem Ausprägungsgrad erleben Menschen, die chronisch Schicht arbeiten. Diese Symptome sind allerdings nur die Spitze des Eisbergs: Sie sind Ausdruck eines „Nicht-Funktionierens“ des inneren Uhrensystems. Einem Schweizer Uhrwerk gleich, in das Sand geschüttet wird, knirscht es hier und knirscht es da – der Körper leidet unter der Störung seiner natürlichen Rhythmik und wird irgendwann krank.

Nicht ohne Grund treten bei chronischer Schichtarbeit fast alle Erkrankungen häufiger auf als bei Menschen mit „normalem“ Lebens- und Arbeitsrhythmus. Das Wörtchen „normal“ haben wir deshalb in Anführungszeichen gesetzt, weil in Deutschland mittlerweile über 20 % aller Arbeitnehmer in einem nicht-normalen Arbeitsrhythmus tätig sind. Und es gibt kaum eine Arbeitsbedingung, die Körper und Psyche stärker belastet! Schichtarbeiter müssen zu Zeiten arbeiten, schlafen und essen, die ihrem natürlichen Schlaf-wach-Rhythmus zuwiderlaufen. Über die Hälfte aller Schichtarbeiter klagt über Schlaf-wach-Störungen, Müdigkeit und/oder Schlafprobleme. Und nicht nur das: Wer Schicht arbeitet, hat auch ein erhöhtes Risiko für krankhaftes Übergewicht, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und Diabetes. 


Leben in ewiger Dämmerung

Chronobiologen erforschen die Schlaf-wach-Rhythmik des Menschen zurzeit sehr intensiv, um herauszufinden, wie man unsere schulische Ausbildung und unsere beruflichen Anforderungen besser an diese naturgegebenen Rhythmen anpassen kann. Einer der bekanntesten Forscher auf diesem Gebiet ist Professor Till Roenneberg vom Institut für Medizinische Psychologie an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Aufgrund seiner Erkenntnisse über die Chronobiologie des Menschen plädiert er für flexible Arbeitzeitmodelle, mehr Verständnis für die Bedürfnisse von Schülern – und mehr Respekt vor dem Schlaf.Eigentlich ist es kein Wunder, dass unser Schlaf-wach-Rhythmus immer mehr durcheinandergerät. „Die inneren Uhren der meisten Menschen in Industrieländern gehen nach, weil wir ihnen zu wenig Kontrast zwischen Tageslicht und Dunkelheit geben“, meint Roenneberg. „Wir halten uns fast nur noch in Gebäuden auf, wo die Lichtintensität bis zu tausendmal schwächer ist als tagsüber unter freiem Himmel. Nach Sonnenuntergang setzen wir uns dann immer noch künstlichem Licht aus. Wir leben also in einer Dauerdämmerung. Unter diesen Umständen hinkt unsere innere Uhr hinterher, sodass wir zwar immer später einschlafen können, aber immer noch zu traditionell frühen Zeiten zur Arbeit gehen müssen.“Als der Mensch sich noch vorwiegend im Freien aufhielt und abends kein elektrisches Licht hatte, stand seine Innenzeit mit der Außenzeit (den sozialen Zeitstrukturen) im Einklang.

Er erwachte morgens in aller Herrgottsfrühe und ging abends „mit den Hühnern schlafen“, wie es so schön heißt. Für uns moderne Menschen vielleicht nicht gerade eine reizvolle Vorstellung – aber für einen geregelten Schlaf-wach-Rhythmus und für die Gesundheit sicher sehr förderlich. Und da die meisten Leute körperlich hart arbeiten mussten und weniger Stress hatten als wir heutzutage, waren auch Schlafstörungen damals nicht so verbreitet. So bekamen die Menschen normalerweise immer genügend Schlaf.Das hat sich inzwischen drastisch verändert – nicht zuletzt durch die Erfindung des elektrischen Lichts: „Heute stimmt unsere Innenzeit nicht mehr mit der sozialen Zeit überein“, so Roenneberg. Die Innenzeit wird immer später, während die soziale Zeit relativ konstant bleibt. Sprich: Die meisten Menschen müssen morgens immer noch relativ früh aufstehen und zur Arbeit gehen, finden abends aber immer später ins Bett. Dadurch bauen sie während der Arbeitswoche ein kontinuierliches Schlafdefizit auf, das sie nur am Wochenende abbauen können, indem sie „bis in die Puppen schlafen“. Für diese Divergenz zwischen unserer inneren Uhr und unseren sozialen Alltagsstrukturen hat Professor Roenneberg den Begriff „sozialer Jetlag“ geprägt. 


Flexible Arbeitszeiten – neue Lichtarchitektur

Diesem Problem können wir mit zwei Maßnahmen entgegenwirken: „Einmal sollten wir die Arbeitszeiten auf allen Ebenen und in allen Sparten unserer Wirtschaft flexibilisieren, sodass die Menschen wieder in dem von der inneren Uhr vorgegebenen Zeitfenster schlafen können und keinen Wecker brauchen. Dann müssen sie auch nicht die Hälfte ihrer arbeitsfreien Tage verschlafen, um das arbeitswöchentliche Defizit auszugleichen.“ Sprich: Betriebe sollten die Arbeitszeit je nach Chronotyp der Mitarbeiter (Eule oder Lerche) flexibel beginnen lassen. Außerdem sollte die Architektur möglichst viel blauhaltiges, wach machendes Tageslicht von den Dächern in die Räume spiegeln. Die künstliche Beleuchtung wiederum sollte auf intelligente Weise dynamisch sein: „Das heißt, sie muss nach Sonnenuntergang die Blaulichtanteile aus der Beleuchtung nehmen, ohne unsere Sehleistung zu schwächen. Das sind sicherlich schwierige Aufgaben, ich bin aber optimistisch, dass diese Fortschritte machbar sind.“Auch die Schichtarbeit muss revolutioniert werden. „Langsam beginnen wir zu verstehen, wie wir Arbeitszeiten individuell anpassen können, sodass selbst Schichtarbeit weniger gesundheitsschädlich werden könnte“, prophezeit Roenneberg.

Dazu muss man bei der Schichtplanung auf den Chronotyp des einzelnen Arbeitnehmers eingehen und genau messen, welche Rotationspläne für welchen Menschen (Spät- oder Frühtyp, jung oder alt) am geeignetsten sind. Beides wird zurzeit intensiv erforscht. „Außerdem sollten Mittel und Wege gefunden werden, die wenigstens in der Industrie Arbeiten zwischen drei und sechs Uhr unnötig machen. Diese Maßnahmen werden die Situation von Schichtarbeitern mit Sicherheit verbessern.“


Schlechte Karten für unsere Schüler

Aber mit einer Optimierung unserer Arbeitsbedingungen allein ist es nicht getan. Die Veränderungen müssen schon in der Schule beginnen. Denn der Chronotyp verändert sich im Laufe unserer Entwicklung: Kindergarten- und Grundschulkinder sind normalerweise „Lerchen“, die (manchmal zum Kummer ihrer Eltern) schon frühmorgens putzmunter sind und abends zeitig müde werden. Doch mit Beginn der Pubertät ändert sich das: Die innere Uhr von Jugendlichen „geht nach“, sodass sie abends nur noch schwer in den Schlaf finden und sich morgens, wenn der Wecker schellt, wie gerädert fühlen.

Und so sind diese Schüler denn – zumindest in der ersten Schulstunde – noch gar nicht richtig aufnahmefähig. „Die inneren Uhren von 14- bis 21-Jährigen gehören zu den spätesten in der Bevölkerung“, sagt Roenneberg. Deshalb plädiert er dafür, dass zumindest für Oberstufenschüler die Schule eine Stunde später beginnen sollte. „Ich schlage seit Jahren in Deutschland vor, mit ausgewählten Schulen Pilotprojekte durchzuführen und wissenschaftlich zu begleiten. Leider ist es dazu nie gekommen. Meine Kollegen in England führen nun solche Versuche in großem Stil an vielen Schulen durch. Dabei wäre es hierzulande viel wichtiger – in England beginnen die meisten Schulen nämlich erst um neun Uhr!“


Wichtige Grundlagenforschung: das Human Sleep Project

Um wirklich sinnvolle Verbesserungen schaffen zu können, muss man den Schlaf der Menschen aber zunächst einmal auf möglichst breiter Basis erforschen. Das heißt, man muss sich einen Überblick über den Ist-Zustand verschaffen: „Obwohl wir teilweise die biochemischen und neuronalen Prozesse, die Schlaf initiieren, steuern und aufrechterhalten, bis ins Detail kennen, haben wir immer noch keine Antworten auf die einfachsten Fragen. Wie viel Schlaf braucht denn ein Individuum oder wie kann man denn Schlafqualität im Alltag objektiv messen?“ Um Antworten auf solche Fragen zu finden, hat der Chronobiologe das „Human Sleep Project“ ins Leben gerufen. Im Rahmen dieses Projekts will er den Schlaf im individuellen Alltag über viele Wochen hinweg bei Tausenden von Menschen messen – z.B. mithilfe von Fitnessarmbändern und anderen Technologien, die man am Körper tragen kann und die Bewegungen und andere Parameter bei Tag und Nacht erfassen.

Wer an dem Projekt mitwirkt und seine Daten für die Auswertung zur Verfügung stellt, erhält als Gegenleistung eine Schlafanalyse. So können die Teilnehmer ihr Schlaf-wach-Verhalten analysieren, verstehen und eventuell zu ihren Gunsten ändern – eine echte Win-win-Situation. Zumal das Messen der eigenen Körperfunktionen ja voll im Trend liegt und es bereits ein breites Spektrum an Geräten und Apps dafür gibt. Wie sinnvoll sind solche Apps eigentlich? „Im Zuge des Ausbruchs der Forschung aus dem Versuchslabor in die reale Welt – in den alltäglichen Kontext – helfen alle Selbst-Mess-Geräte. Nur sind oft die Methoden, die diese Geräte verwenden, um Schlaf zu analysieren, weder transparent noch wissenschaftlich validiert“, meint Roenneberg. „Diagnosen des individuellen Schlafverhaltens sollten nur akademisch ausgebildete Fachkräfte geben, mit Hilfe von transparenten und validierten Methoden. Das heißt, die vielen Geräte sind hervorragend, die Auswertung der gesammelten Daten sollte man aber unabhängigen Spezialisten überlassen. Die Daten-Plattform des Human Sleep Projects wird dafür die notwendigen Voraussetzungen schaffen.“

Das Schlafmagazin 1-2015
Foto: © Cathy Yeulet/123rf.com

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