Was macht uns müde und was passiert, wenn wir nicht schlafen?

Das menschliche Leben ist tatsächlich sehr kurz und die besten Jahre vergehen vergänglich. Was uns jedoch beunruhigt, ist die Tatsache, dass nur ein kleiner Teil dieses kurzen Lebens vom Schlafen eingenommen wird.

Natürlich ist Schlafen nicht nur etwas für Menschen. Fast alle Tiere müssen schlafen. Haben Sie sich schon einmal gefragt: Warum müssen Tiere schlafen? Oberflächlich betrachtet schlafen wir, weil der Körper müde ist, aber woher kommt dieses Gefühl der Schläfrigkeit? Was macht uns schläfrig? Es gibt ein Sprichwort, dass Menschen nur für Gene arbeiten, Gene den Hauptteil des Lebens ausmachen und alles, was Menschen tun, der Vererbung von Genen dient. Diese Aussage ist durchaus sinnvoll, die Ursache für den Schlaf muss also weiterhin in den Genen gesucht werden. Wissenschaftler untersuchen das Thema Schlaf schon seit vielen Jahren und die neuesten Forschungsergebnisse haben ergeben, dass Schlaf möglicherweise eng mit der DNA-Reparatur zusammenhängt.

Gene existieren in unserem Körper in Form von DNA. Vereinfacht ausgedrückt ist ein DNA-Fragment, das eine genetische Wirkung hat, ein Gen.

DNA ist eine sehr komplexe Substanz, die aus mehr als 3 Milliarden Basen besteht, die in vier Typen unterteilt werden können, nämlich Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. Durch die Anordnung dieser Basen können unzählige genetische Codes entstehen, sodass es auf der Welt weder zwei genau gleiche Menschen noch zwei genau gleiche Organismen gibt. Diese aus Basisanordnungen bestehenden Codes bestimmen unsere körperlichen Merkmale, Körperfunktionen und ob wir für bestimmte Krankheiten anfällig sind. In unserem Körper, von der Haut bis zu den inneren Organen, sterben ständig Zellen ab, sodass neue Zellen ersetzt werden müssen. Die Entstehung neuer Zellen hängt von der Transkription und Replikation der DNA ab.

Während des Replikationsprozesses kommt es zu Brüchen der DNA, aber Sie müssen sich keine Sorgen machen, da solche Brüche ständig vorkommen.

Obwohl es immer wieder zu DNA-Brüchen kommt, sind sie nicht ohne Grund. Unter normalen Umständen werden DNA-Brüche durch schädliche Substanzen verursacht, die beim Stoffwechsel der Körperzellen entstehen. Manchmal sind wir jedoch schädlichen Chemikalien ausgesetzt oder mit Viren infiziert, die ebenfalls zu DNA-Brüchen führen können. Am schlimmsten sind Strahlenschäden. Übermäßige Strahlung kann zu zahlreichen Brüchen in der menschlichen DNA führen, sodass die Zellen nicht regeneriert werden können und zum Tod führen. Abgesehen von diesem Extremfall kann unser Körper normale DNA-Brüche selbst reparieren. Genau wie DNA-Brüche passieren ständig Brüche und auch Reparaturen finden ständig statt.

Obwohl die DNA-Reparatur ständig im Gange ist, kann sie schnell oder langsam erfolgen.

Wenn wir wach sind, ist die Reparaturrate der DNA sehr langsam, aber nachdem wir eingeschlafen sind, beginnt sich die Reparaturrate der DNA zu beschleunigen. Der wesentliche Grund für das Schlafen besteht also darin, dass die DNA besser repariert werden kann. Studien haben ergeben, dass sich bei Tieren umso mehr DNA-Schäden ansammeln, je länger sie wach bleiben. Wenn sich die DNA-Schäden bis zu einem bestimmten Grad anhäufen, sendet ein Protein im Körper namens PARP1 ein Signal an das Gehirn und wir werden schläfrig. Die Forscher führten Experimente mit Zebrafischen durch und stellten fest, dass die Zebrafische nicht schlafen gingen, wenn ihr PARP1-Protein gehemmt wurde. Heute wissen wir, dass Tiere ohne Schlaf nicht leben können. Nicht nur, weil die DNA nach dem Schlaf nicht in die schnelle Reparaturphase eintreten kann, sondern auch, weil die DNA-Reparatur im Wachzustand beeinträchtigt ist.

Wie wird DNA repariert?

Es gibt viele Möglichkeiten, DNA zu reparieren. Die wichtigste davon ist die sogenannte „Exzisionsreparatur“. Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der Exzisionsreparatur um den Prozess, bei dem die beschädigten DNA-Fragmente entfernt und die Lücken anschließend mit neu synthetisierter DNA gefüllt werden. Studien haben ergeben, dass Melatonin die Aktivität von Genen erhöhen kann, die mit der Exzisionsreparatur in Zusammenhang stehen. Wenn Menschen nicht ins Bett gehen oder lange aufbleiben und unter Schlafmangel leiden, beeinträchtigt dies die Melatoninsekretion und verringert dadurch die Fähigkeit zur DNA-Reparatur. Was passiert also, wenn die DNA nicht rechtzeitig repariert wird? DNA ist an der Regeneration von Körperzellen beteiligt. Eine große Menge beschädigter DNA führt zu Veränderungen der genetischen Information und kann dadurch eine Reihe bösartiger Erkrankungen auslösen. Deshalb ist langes Aufbleiben gesundheitsschädlich.

Da Schlafen der DNA-Reparatur dient, müsste das Tier doch umso länger schlafen, je größer es ist, oder?

Sehr interessant, die tatsächliche Situation ist genau umgekehrt: Die Größe der Tiere ist im Grunde umgekehrt proportional zu ihrer Schlafdauer. Je größer das Tier, desto kürzer die Schlafdauer. Elefanten beispielsweise müssen für die DNA-Reparatur nur drei bis vier Stunden am Tag schlafen, Mäuse hingegen benötigen 15 Stunden Schlaf. Der Mensch ist von mittlerer Größe und die optimale Schlafdauer pro Tag beträgt etwa 7 Stunden. Warum passiert das? Wovon hängt es ab, wie viel Schlaf wir bekommen? Diese Frage ist immer noch ein Rätsel. Wir wissen nur, dass die Schlafenszeit mit dem zirkadianen Rhythmus von Organismen zusammenhängt. Zur Entstehung des circadianen Rhythmus bedarf es weiterer Forschung. Wir wissen nur, dass dieser circadiane Rhythmus in die Gene der Organismen eingeschrieben ist und von Generation zu Generation weitergegeben wird.

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