US-Wissenschaftler sind der Antwort auf die Frage, warum Tiere und Menschen schlafen, einen Schritt nähergekommen: Das frühe Stadium der Nachtruhe wird offenbar vom Gehirn genutzt, um während des Tages verbrauchte Energiereserven wiederaufzufüllen. Die Forscher stellten nämlich bei Ratten fest, dass während des Schlafes in bestimmten Gehirnregionen der Spiegel des Energieträgers ATP stark erhöht ist. Diese meist nur während des Wachzustandes aktiven Hirnareale werden so anscheinend mit der Energie versorgt, die im normalen Tagesverlauf benötigt wird.
Während mittlerweile gut erforscht ist, was während des Schlafes im Körper passiert, besteht über seine Funktion nach wie vor weitestgehend Unklarheit. Es gibt zwar zahlreiche Hypothesen dazu, aber eine allgemein anerkannte Erklärung fehlt der Wissenschaft bis heute. Doch in einem Punkt sind sich die meisten Wissenschaftler einig: Der Schlaf muss eine große Bedeutung haben. Immerhin schlafen alle bekannten Tierarten, obwohl es sehr riskant sein kann, in der Natur einfach so ohne Bewusstsein herumzuliegen ? schließlich lauert der nächste Fressfeind immer irgendwo.
Die Wissenschaftler um Radhika Basheer konnten nun eine der favorisierten Theorien zur Funktion des Schlafs experimentell bestätigen: Eine unbeschwerte Nachtruhe dient offenbar der Wiederherstellung der Energiereserven des Gehirns. Im Frühstadium des Schlafs fanden die Forscher bei ihren Testratten nämlich einen regelrechten Energieschub, beschränkt auf Hirnareale, die nur im Wachzustand aktiv sind. In diesen Gehirnbereichen stieg der Spiegel des Moleküls ATP deutlich an. ATP, oder Adenosintriphosphat, ist der wichtigste Energielieferant des Körpers. Der Abbau des Moleküls setzt die benötigte chemische Energie für eine Vielzahl überlebenswichtiger Stoffwechselreaktionen der Zelle frei.
Dieser Effekt scheint tatsächlich schlafspezifisch zu sein – er trat nur auf, wenn sich der Körper im Schlafzustand befand. Wurden die Mäuse hingegen während der Zeit, in der sie normalerweise schliefen, wachgehalten, blieb die ATP-Erhöhung aus. Sie kann demnach nicht einfach tageszeitlich bedingt sein und ist damit offenbar von der inneren Uhr unabhängig, schließen die Forscher. Ihrer Ansicht nach dient dieser Mechanismus dazu, biochemische Erholungsprozesse ablaufen zu lassen, die im Wachzustand nicht bewerkstelligt werden könnten. Die Gehirnzellen würden bei der Verrichtung alltäglicher Aufgaben eine enorme Menge Energie verbrauchen ? die Verringerung der Gehirnaktivität im Schlaf könnte das Signal für die Wiederaufstockung der Energievorräte sein, folgern die Forscher.
Markus Dworak (Harvard Medical School) et al.: Journal of Neuroscience, Bd. 30, Nr. 26, S. 9007 ddp/wissenschaft.de ? Gwydion Brennan
