Übersicht: was Schlaf ist

Schlaf ist ein homöostatisch kontrollierter Verhaltenszustand reduzierter Bewegungen und reduzierter sensorischer Reizverarbeitung, der beim Menschen innerhalb einer 24-stündigen Periode in gewohnheitsbedingten Intervallen wiederkehrt (Finan, Goodin & Smith, 2013; Fullagar, Skorski, Duffield et al., 2015a).

Der Schlafprozess wird gemeinhin als kritisch für sowohl kognitive als auch physiologische Funktionen angesehen (Fullagar et al., 2015b). Dennoch ist die Frage warum Menschen schlafen (müssen) nicht hinreichend beantwortet. Klar ist nur, dass dem Schlaf eine wichtige Funktion zukommt, da er im langen Zeitraum der menschlichen Evolution beibehalten wurde. Im wissenschaftlichen Fokus stehen daher unter anderem die Fragestellungen von Schlaf als Regulator für wichtige molekulare Mechanismen, wie bspw. die Transkription von DNA zu RNA, und die Rolle von Schlaf bei der Homöostase des Stoffwechsels (Fullagar et al., 2015a).

Gesteuert wird der Schlaf-Wach-Rhythmus oder zirkadiane Rhythmus vom Gehirn. Das Gehirn antizipiert den hell-dunkel-Wechsel der Natur und erhöht die durch Licht reduzierte Ausschüttung des Hormons Melatonin in der Zirbeldrüse, einem Teil des Zwischenhirns. Durch das Melatonin reduziert sich die Aktivität des Körpers. Dieser Schlaf-Wach-Rhythmus kann jedoch gerade durch den hell-dunkel Zyklus der Natur, durch Zeitumstellungen und durch Umwelteinflüsse, wie Lichtexposition von künstlichem Licht (Beleuchtung, Reklame, Fernsehen, Computer, Smartphones, etc.), Störgeräusche (Fahrzeug- und Fluglärm, etc.), Jetlag und eventuell sogar durch die Ernährung beeinflusst werden.

Ein gewöhnlicher nächtlicher Schlaf kann beim Mensch in ca. 90-minütige Zyklen unterteilt werden. Hierbei wechseln sich REM-Phasen (rapid eye movement – „schnelle Augenbewegungen“), die mit dem Träumen in Verbindung stehen, und nicht-REM-Phasen miteinander ab. Ist das Gehirn in der REM-Phase ähnlich aktiv und verbraucht ebenso viel oder sogar mehr Energie als während des Wachseins, ist die Aktivität in nicht-REM-Phasen reduziert. REM-Phasen werden in Verbindung mit erholungsfördernden Prozessen und emotionaler Regulation gebracht. In nicht-REM-Phasen werden wahrscheinlich das Nervensystem regeneriert, so wie Wachstumshormone (u. a. für die Gewebsheilung zuständig), und andere anabole Hormone (z. B. für die Proteinsynthese notwendige Stoffe) ausgeschüttet (Venter, 2012; Fullagar et al., 2015a).

Die normale Schlafdauer wird für Personen im Alter von 18-64 Jahren zwischen 7 und 9 h angegeben (Hirshkowitz, Whiton, Albert et al., 2015).

Probleme mit dem Schlaf: Schlafstörungen und Schlaflosigkeit

Schlafstörungen gehören zu den häufigsten gesundheitlichen Beschwerden, mit denen sich Ärzte konfrontiert sehen. Mehr als die Hälfte der erwachsenen Personen im westlichen Teil der Welt sind von ab und an auftretenden Schlafstörungen betroffen. Definieren lassen sich Schlafstörungen allgemein als eine durchschnittliche Einschlafverzögerung von über 30 min, ein Aufwachen während des Schlafes und Wachsein von über 30 Minuten, eine Schlafeffizienz von weniger als 85 % und/oder einer Gesamtschlafdauer von weniger als 6,5 Stunden. Dies gilt jedoch nur dann, wenn die genannten Symptome an mindestens drei oder mehr Tagen in der Woche auftreten (Mollayeva, Thurairajah, Burton et al., 2016). Halten die Schlafstörungen mindestens einen Monat an, spricht man von chronischen Schlafproblemen. Hierunter leiden etwa 15-20 % der von Schlafstörungen betroffenen Personen (ebd.).

Das Auftreten von Schlafstörungen kann durch mehrere Faktoren bedingt sein (s. Abb. 1).

Die Verbindung von Schlafstörungen und Schmerz

Ein wichtiger Faktor für Schlafprobleme scheint Schmerz zu sein. In 67-88 % der Fälle treten Schlafprobleme bei chronischen Schmerzzuständen auf (Finan et al., 2013). Umgekehrt leiden mindestens 50 % der Personen die eine Schlaflosigkeit (Insomnie) aufweisen, unter chronischen Schmerzen. Eine Metastudie zur Auswirkung von Schlafmangel auf Schmerzen kam zu dem Ergebnis, dass Schlafstörungen das Entstehungsrisiko eines chronischen Schmerzzustandes bei zuvor schmerzfreien Personen bis zu 17 Jahre nach der Erstuntersuchung erhöht (ebd.). Bei bestehenden Schmerzen kann anhand einer Untersuchung mit schwedischen Patienten (n = 1206; Durchschnittsalter 45,9 Jahre) vermutet werden, dass sich die Schwere der Schlafstörung auf die Intensität der Schmerzen auswirkt (Linder, Jansen, Ekholm, Ekholmet, 2014). Je massiver der nächtliche Schlafverlust ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit einen wahrgenommenen Schmerz als stark zu empfinden. Vermuten lässt sich daher, dass die Hemmschwelle ab der Schmerzen wahrgenommen werden, durch einen Mangel an Schlaf verändert wird.

Folgeerscheinungen sowohl von chronischen Schmerzen als auch von chronischen Schlafstörungen können wiederum bspw. Fettleibigkeit, Typ 2 Diabetes und Depression sein (Finan et al., 2013). Chronische Schlafstörungen können in der Folge zu chronischen Kopfschmerzen und Migräne, Fibromyalgie und muskulo-skeletale Schmerzen führen (Linder et al., 2014). Steht die Schlafstörung in Verbindung mit einer Schlafapnoe – einer schlafbezogenen Atemstörung (s. Abb. 1) mit einem Ausbleiben der Atmung und folgendem Sauerstoffmangel –, kann sich infolgedessen das Sturzrisiko mit folgender Fraktur, das Risiko für Diabetes, Herzinsuffizienz und chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) erhöhen. Cauley, Blackwell, Redline et al. (2014) belegten dies allerdings nur für männliche Senioren (n = 2911), die älter als 67 Jahre waren. Inwieweit sich das Ergebnis auf Personen unter 67 Jahren und Frauen im Seniorenalter übertragen lässt, bleibt unbeantwortet.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass Schlafmangel eine negative Auswirkung auf eine bestehende Schmerzsymptomatik haben kann oder sogar erst zu Erkrankungen mit einhergehender Schmerzsymptomatik führen kann.

Aus kleinen Untersuchungen mit wenigen Sportlern kann vermutet werden, dass durch einen verminderten Schlaf eher feinmotorische Bewegungen negativ beeinflusst werden, wie bspw. die Genauigkeit eines Tennisaufschlages. Darüber hinaus können auch kognitive Leistungen reduziert werden, was sich in verminderter taktischer Leistungsfähigkeit äußern könnte (Fullagar et al. 2015b). Außerdem ist ein Zusammenhang mit psychischer Widerstandsfähigkeit zu vermuten.

Bei grobmotorischen Fähigkeiten hingegen, wie bspw. der Trittfrequenz beim Fahrradfahren, scheint sich ein Schlafmangel nicht zwangsläufig in herabgesetzter Leistungsfähigkeit zu äußern. Ebenso scheint die zu erbringende maximale Leistung, sowohl bei Ausdauer- als auch Kraftleistungen, zumindest kurzfristig nicht durch einen Schlafmangel beeinflussbar zu sein. Dagegen können die submaximale Kraftleistung und die anaerobe Schnellkraftleistung wiederum vermindert sein, sollte ein Schlafmangel auftreten. Bei komplettem Schlafentzug scheint sich aber auch die maximale Leistung zu verschlechtern (Fullagar et al. 2015a).

Zusammenfassend kann diesen Untersuchungen trotz der teils geringen Probandenzahl entnommen werden, dass durch reduzierten Schlaf eher neuronale Mechanismen leiden. Jedoch können auch physiologische Prozesse wie die Regeneration und die damit verbundene Reizverarbeitung und Reizadaptation durch fehlenden Schlaf herabgesetzt sein (Kölling, S., Wiewelhove, T., Raeder, C. et al., 2015). Entgegenwirken lässt sich den negativen Auswirkungen von mangelndem Schlaf teilweise durch einen kurzen Mittagsschlaf („power nap“), der jedoch nicht länger als 30 Minuten dauern sollte. Darüber hinaus lassen sich die Auswirkungen von Schlafrestriktionen vermutlich auch durch eine Erhöhung des Schlafpensums über einen befristeten Zeitraum nach dem aufgetretenen Schlafmangel wieder ausgleichen (Finan et al., 2013).

Praktische Maßnahmen für einen besseren Schlaf

Praktische Empfehlungen für einen möglichst erholsamen Schlaf belaufen sich meistens auf sehr pauschale Aussagen und sind soweit bekannt nicht immer wissenschaftlich fundiert. Nach Le Meur & Hausswirth (2015) und Fullagar et al. (2015b) lassen sich folgende Empfehlungen ableiten:

• die Wahl eines ähnlichen oder möglichst gleichen Einschlafzeitpunkts;
• der Verzicht auf visuelle Technologien, d.h. PC, Smartphone, TV, etc., um die Melatonin-unterdrückende Wirkung des kurzwelligen blauen Lichts von LEDs zu verhindern (Carjochen, Frey, Anders et al., 2011). Melatonin ist wichtig für den Übergang vom Wachsein zum Schlafen;
• die Reduzierung von Lichtquellen auf ein Minimum und somit die maximale Abdunkelung des Schlafraumes;
• die Reduzierung von Geräuschen (notfalls durch Gehörschutz);
• die Reduzierung der Raumtemperatur auf ca. 17-18 Grad Celsius;
• der Verzicht auf Koffein bis hin zu 8 Stunden vor dem Einschlafen (s. Artikel Kaffee und Koffein auf unserer Homepage).
• Sportler die an Nervosität vor Wettkämpfen und dadurch an Schlafmangel leiden, können diese eventuell durch Regulationstechniken wie Autogenes Training, progressive Muskelentspannung, Atemregulationstechniken, etc. eingrenzen.

(Thomas Sax)

Literaturangabe

Carjochen, C., Frey, S., Anders, D. et al. (2011). Evening exposure to a light-emitting diodes (LED)-backlit computer screen affects circadian physiology and cognitive performance. Journal of Applied Physiology, 110 (5), 1432-1438.

Cauley, J.A., Blackwell, T.L., Redline, S., Ensrud, K.E., Ancoli-Israel, S., Fink, H.A., Orwoll, E.S. & Stone, K.L. (2014). Hypoxia During Sleep and the Risk of Falls and Fractures in Older Men: The Osteoporotic Fracture in Men Sleep Study. Journal of American Geriatric Society, 62 (10), 1853-1859.

Finan, P.H., Goodin, B.R. & Smith, M.T. (2013). The association of sleep and pain: An update and a path forward. Journal of Pain, 14 (12), 1539–1552

Fullagar, H.H.K., Duffield, R., Skorski, S. et al. (2015b). Sleep and recovery in team sport: current sleep-related issues facing professional team-sport athletes. International Journal of Sports Physiology and Performance, 10 (8), 950-957.

Fullagar, H.H.K., Skorski, S., Duffield, R. et al. (2015a). Sleep and Athletic Performance: The Effects of Sleep Loss on Exercise Performance, and Physiological and Cognitive Responses to Exercise. Sports Medicine, 45 (2), 161-186.

Hirshkowitz, M., Whiton, K., Albert, S.M. et al. (2015). National Sleep Foundation’s sleep time duration recommendations: methodology and results summary. Sleep Health, 1, 40-43.

Kölling, S., Wiewelhove, T., Raeder, C. et al. (2015). Sleep monitoring of a six-day microcycle in strength and high-intensity training. European Journal of Sports Medicine, 1-9.

Le Meur, Y. & Hausswirth, C. (2015). Sleep and Sporting performance. Aspetar Sports Medicine Journal, 4, 38-46.

Linder, J., Jansen, G.B., Ekholm, K.S. & Ekholmet, J. (2014). Relationship between sleep disturbance, pain, depression and functioning in long-term sick-listed patients experiencing difficulty in resuming work. Journal of Rehabilitation Medicine, 46, 798-805.

Mollayeva, T., Thurairajah, P., Burton, K. et al. (2016). The Pittsburgh sleep quality index as a screening tool for sleep dysfunction in clinical and non-clinical samples: a systematic review and meta-analysis. Sleep medicine reviews, 25, 52-73.

Samuels, C.H. & James, L. (2015). Sleep as a recovery tool for elite athletes. The athletes sleep screening questionnaire. Aspetar Sports Medicine Journal, 4, 48-52.

Sateia, M.J. (2014). International Classification of Sleep Disorders – Third Edition: Highlights and Modifications. Chest, 146 (5), 1387-1394.

Venter, R. (2012). Role of Sleep in Performance and Recovery of Athletes: a review article. South African Journal for Research in Sport, Physical Education and Recreation, 34 (1), 167-184.