Gehirn Studie: Schlafmangel beeinträchtigt Funktion der Synapsen

Das Hirn braucht Schlaf, um zu funktionieren. Zürcher Forschende zeigen nun, wie die Funktion der Nervenzellverbindungen im Gehirn und das natürliche Schlafbedürfnis miteinander verknüpft sind. Das deutet darauf hin, dass Schlafmangel die Funktion der Synapsen beeinträchtigt.

Forschende der Uni Zürich haben mit internationalen Kollegen an Mäusen untersucht, wie sich Bestandteile der Nervenzellen im 24-Stunden-Rhythmus verändern. Genauer gesagt die Maschinerie aus Eiweissen (Proteinen) in den Synapsen im Gehirn. Dies sind die Verbindungen zwischen Nervenzellen, die für die Weiterleitung von Signalen verantwortlich sind.

Das Team untersuchte, wie die Produktion und Aktivität von Eiweissen in den Synapsen von Mäusen sich im Tagesverlauf verändern. Von den Ergebnissen berichteten sie im Fachblatt «Science».

Der Analyse zufolge zeigt eine Vielzahl von Synapsen-Proteinen ein solches zyklische Auf und Ab. Bestimmte Proteine, die beispielsweise mit dem Stoffwechsel zusammenhängen, haben ihren Höhepunkt in den Morgenstunden, wenn die nachtaktiven Tiere schlafen gehen. Andere, die für Signalweiterleitung der Synapsen wichtig sind, haben ihren Höhepunkt hingegen am Abend kurz vor Erwachen der Tiere.

Die Forschenden verglichen Mäuse, die ihrem natürlichen Schlafbedürfnis folgen konnten, und solche, denen sie Schlaf entzogen. Der Schlafmangel hatte einen deutlichen Effekt auf «Ebbe und Flut» der Synapsen-Proteine im Tagesverlauf: Ihr zyklischer Rhythmus ging verloren.

In einer zweiten Studie untersuchten die Forschenden diesen Effekt genauer. Sie konnten zeigen, dass Schlafentzug den zyklischen Rhythmus von rund 1000 sogenannten Phosphoproteinen lahmlegte. Darunter waren viele mit wichtigen Rollen für die normale Funktion von Synapsen.

Es lässt darauf schliessen, dass er durch einen anderen Taktgeber bestimmt wird als durch die biologische Uhr. Letztere steuert zahlreiche Körperfunktionen im Tag-Nacht-Rhythmus von Ruhe- und Aktivitätsphasen.