Auch nach Jahrzehnten der Forschung bleibt der genaue Grund, warum wir schlafen, eines der beständigsten und faszinierendsten Rätsel in der Gesundheitswissenschaft. Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, analysieren Experten, wie Schlaf funktioniert und was passiert, wenn wir nicht genug Schlaf bekommen.

Studien zeigen, dass Schlaf unglaublich komplex ist und Auswirkungen auf praktisch alle Systeme des Körpers hat. Mehrere Teile des Gehirns sind an der Produktion von Hormonen und Chemikalien beteiligt, die Schlaf und Wachheit regulieren.Während es noch viel über die Feinheiten der Funktionsweise des Schlafes zu lernen gibt, wirft die bestehende Forschung Licht auf die Mechanik dessen, was im Gehirn und im Körper während des Schlafes passiert. Dieses Wissen zeigt, wie Schlaf mit zahlreichen Elementen der körperlichen, emotionalen und psychischen Gesundheit verbunden ist, und gibt Einblicke, wie Menschen besser schlafen können.

Was passiert, wenn Sie schlafen?

Innerhalb einer Minute nach dem Einschlafen beginnen bemerkenswerte Veränderungen sowohl das Gehirn als auch den Körper zu beeinflussen. Die Körpertemperatur sinkt, die Gehirnaktivität verlangsamt sich und Herzfrequenz und Atmung verlangsamen sich ebenfalls. Es überrascht nicht, dass der Energieverbrauch des Körpers im Schlaf geringer ist.

Es ist jedoch wichtig zu erkennen, dass das, was während des Schlafes passiert, dynamisch ist. Im Laufe einer Nacht durchlaufen Sie tatsächlich mehrere Schlafzyklen, von denen jeder zwischen 70 und 120 Minuten dauert und aus separaten Schlafphasen besteht. Diese Schlafphasen sind grundlegend für die Funktionsweise des Schlafes.

Was sind die Schlafphasen?

Es gibt vier Schlafphasen, die in zwei Kategorien unterteilt sind. Die ersten drei Phasen fallen in die Kategorie des Nicht-REM-Schlafes (Rapid Eye Movement). Die vierte Stufe ist der REM-Schlaf.

In stage 1, sie sind gerade eingeschlafen und haben begonnen, in Stufe 2 überzugehen, was eine weitere Verlangsamung der Aktivität in Gehirn und Körper mit sich bringt. Es ist viel einfacher, in diesen frühen Stadien des Schlafzyklus geweckt zu werden.

Stufe 3 ist der tiefste Teil des NREM-Schlafes. In diesem Stadium entspannen sich Ihre Muskeln und Ihr Körper noch mehr, und die Gehirnwellen zeigen ein klares Muster verlangsamter Aktivität, das sich deutlich von der wachen Gehirnaktivität unterscheidet. Es wird angenommen, dass der Tiefschlaf eine wichtige Rolle bei der Erholung des Körpers sowie beim effektiven Denken und Gedächtnis spielt.

Stufe 4 ist die einzige Stufe des REM-Schlafes. Während dieser Zeit nimmt die Gehirnaktivität signifikant zu, und der größte Teil des Körpers — mit Ausnahme der Augen und der Atemmuskulatur — erfährt eine vorübergehende Lähmung. Obwohl Träume in jeder Phase auftreten können, findet das intensivste Träumen während des REM-Schlafes statt.Es wird angenommen, dass das REM-Schlafstadium für das Gehirn essentiell ist und Schlüsselfunktionen wie Gedächtnis und Lernen ermöglicht. Im Laufe der Nacht ist es normal, einen größeren Prozentsatz der Zeit im REM-Schlaf zu verbringen, wobei der größte Teil in der zweiten Hälfte der Nacht auftritt.

Die Struktur der Schlafphasen und -zyklen einer Person wird als Schlafarchitektur bezeichnet. Während Tiefschlaf und REM-Schlaf tiefgreifendere Veränderungen des Aktivitätsniveaus mit sich bringen, glauben Experten, dass jede Phase eine Rolle in einer gesunden Schlafarchitektur spielt, die hochwertigen Schlaf erzeugt.

Wie reguliert der Körper den Schlaf?

Der Körper reguliert den Schlaf mit zwei Schlüsselfaktoren: der Schlaf-Wach-Homöostase und dem zirkadianen Alarmsystem.

• Schlaf-Wach-Homöostase. Dieser Fachbegriff beschreibt etwas, das die meisten von uns implizit aus Erfahrung kennen: je länger Sie wach sind, desto mehr haben Sie das Bedürfnis zu schlafen. Dies ist auf den homöostatischen Schlafantrieb zurückzuführen, das selbstregulierende System des Körpers, in dem sich der Druck zum Schlafen aufbaut, je nachdem, wie lange Sie wach waren. Derselbe Antrieb führt dazu, dass Sie nach einer Zeit unzureichenden Schlafes länger oder tiefer schlafen.
• Das circadiane Alarmsystem. Circadiane Rhythmen sind Teil der biologischen Uhr Ihres Körpers und dauern ungefähr 24 Stunden und spielen eine zentrale Rolle bei zahlreichen biologischen Prozessen, einschließlich des Schlafes. Die Belichtung hat den größten Einfluss auf den zirkadianen Rhythmus und fördert die Wachheit während des Tages und die Schläfrigkeit in der Nacht.

Diese beiden Faktoren beeinflussen direkt, wie sehr Ihr Körper ein Schlafbedürfnis verspürt, was Ihre biologische Uhr, die Tageszeit, Ihre Lichtexposition und wie lange Sie wach waren, widerspiegelt.Darüber hinaus können eine Vielzahl externer Faktoren die Schlaf-Wach-Homöostase und das zirkadiane Alarmsystem beeinflussen. Zum Beispiel können Stress oder Hunger Ihren normalen Prozess der Schlafregulation stören. Koffeinaufnahme oder Exposition gegenüber Licht von elektronischen Geräten sind weitere Beispiele dafür, wie Verhaltensentscheidungen die zugrunde liegenden Systeme des Körpers für die Verwaltung des Schlafes verändern können.

Diese vielfältigen Prozesse werden von mehreren Teilen des Gehirns gesteuert, darunter dem Hypothalamus, dem Thalamus, der Zirbeldrüse, dem basalen Vorderhirn, dem Mittelhirn, dem Hirnstamm, der Amygdala und der Großhirnrinde. Die Tatsache, dass so viele Teile des Gehirns an Wachheit und Schlaf beteiligt sind, einschließlich der Schlafstadien, ist ein weiterer Beweis für die biologische Komplexität des Schlafes.

Welche Chemikalien und Hormone regulieren den Schlaf?

Zahlreiche Chemikalien und Hormone sind an der Mechanik der Schlaf-Wach-Homöostase und des zirkadianen Alarmsystems beteiligt. Der Wechsel zwischen Wachheit und Schlaf führt zu Veränderungen in Tausenden von Neuronen im Gehirn und einem komplexen Signalsystem, das spezifische Reaktionen im Körper hervorruft.Bis heute ist noch viel über die komplizierten Prozesse, die den Schlaf steuern, unbekannt, aber Forscher haben einige Substanzen entdeckt, die wichtige Zahnräder in der Schlafmaschinerie zu sein scheinen.Es wird angenommen, dass eine Chemikalie namens Adenosin eine zentrale Rolle bei der Schlaf-Wach-Homöostase spielt. Adenosin baut sich auf, wenn wir wach sind und scheint den Schlafdruck zu erhöhen. Koffein hingegen unterdrückt Adenosin, was einen Teil der Wachheitsförderung erklären kann.Neurotransmitter sind Chemikalien, die Signale innerhalb des Nervensystems senden, um bestimmte Zellen zu aktivieren oder zu deaktivieren. Beispiele für Neurotransmitter, die an der Förderung von Wachheit oder Schlaf beteiligt sind, umfassen GABA, Acetylcholin, Orexin und Serotonin.

Hormone spielen auch eine wichtige Rolle bei der Signalisierung und Regulierung von Schlaf-Wach-Zuständen. Melatonin, das den Schlaf fördert und auf natürliche Weise produziert wird, wenn die Lichtexposition abnimmt, ist eines der bekanntesten Hormone im Zusammenhang mit dem Schlaf. Andere wichtige schlafbezogene Hormone sind Adrenalin, Cortisol und Noradrenalin. Schlaf kann auch die Produktion lebenswichtiger Hormone wie Wachstumshormon sowie Leptin und Ghrelin beeinflussen, die den Appetit regulieren, was Einfluss auf die Schlaf-Wach-Homöostase und den zirkadianen Rhythmus haben kann.Die Funktion dieser Chemikalien und Hormone kann bei einigen Individuen aufgrund ihrer Genetik unterschiedlich sein, weshalb bestimmte Schlafstörungen in Familien auftreten können. Umwelt- und Lebensstilentscheidungen können auch die chemischen und hormonellen Signale beeinflussen, die für den Schlaf verantwortlich sind.

Warum ist Schlaf wichtig?

Obwohl selbst Experten noch keine einvernehmliche Erklärung dafür gefunden haben, warum wir schlafen, stützen zahlreiche Indikatoren die Ansicht, dass es eine wesentliche biologische Funktion erfüllt.Aus evolutionärer Sicht ist die Tatsache, dass Schlaf in fast allen Tierarten existiert — trotz der Tatsache, dass er Verletzlichkeit schafft und Zeit für die Fütterung oder Fortpflanzung benötigt — ein starkes Indiz dafür, dass er für das Wohlbefinden von grundlegender Bedeutung ist.Beim Menschen scheint Schlaf sowohl für die körperliche als auch für die geistige Entwicklung von Babys, Kindern und jungen Erwachsenen von entscheidender Bedeutung zu sein. Bei Erwachsenen wurde Schlafmangel mit einer Vielzahl negativer gesundheitlicher Folgen in Verbindung gebracht, darunter Herz-Kreislauf-Probleme, ein geschwächtes Immunsystem, ein höheres Risiko für Fettleibigkeit und Typ-II-Diabetes, Denk- und Gedächtnisstörungen sowie psychische Gesundheitsprobleme wie Depressionen und Angstzustände.Diese vielfältigen Auswirkungen von Schlafentzug bieten starke Unterstützung für die Ansicht, dass Schlaf nicht nur einen biologischen Zweck hat, sondern durch seine Komplexität einen wichtigen Beitrag zum reibungslosen Funktionieren fast aller Systeme des Körpers leistet.