München (netdoktor.de) – Schlaf ist nur scheinbar ein Ruhezustand. Während Mensch und Tier schlummern, laufen wichtige Regenerationsprozesse ab. Unter anderem befreit sich das Hirn von giftigen Stoffen, die womöglich an der Entstehung von Alzheimer und anderen neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt sein können. Das stellten Forscher vom University of Rochester Medical Center in New York fest.

Schneller Durchfluss im Kopf

Das Team um Maiken Nedergaard injizierte Mäusen zunächst Farbstoffe in die Hirnflüssigkeit. Sie beobachteten, dass die Hirnflüssigkeit viel schneller zirkulierte, wenn die Tiere schlummerten oder narkotisiert waren. „Wir waren verblüfft, wie gering der Durchfluss war, sobald die Tiere wach waren”, sagt Studienleiterin Nedergaard. Den Grund dafür fanden die Forscher in weiteren Experimenten heraus: Während des Schlafs vergrößerte sich der Abstand zwischen den Zellen des Gehirns um 60 Prozent. Und das ermöglichte offenbar einen schnellen Abtransport schädlicher Stoffe, die sich während der wachen Phasen im Gehirn angesammelt hatten. Für die Gesundheit des Denkorgans könnte diese Fähigkeit entscheidend sein.

Vorangegangene Untersuchungen haben bereits Hinweise dafür geliefert, dass sich giftige Moleküle, die an der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt sind, zwischen den Hirnzellen ansammeln. Dazu gehört beta-Amyloid, das sich in den Köpfen von Alzheimerpatienten anreichert und schließlich schädliche Plaques bildet.

Schlaf reinigt das Gehirn

Tatsächlich ergab eine Injektion von markiertem beta-Amyloid in die Hirnflüssigkeit der Mäuse, dass der toxische Stoff während des Schlafes viel schneller abgebaut wurde als im Wachzustand. „Wir brauchen Schlaf, er reinigt das Gehirn”, sagt Nedergaard.

Warum Menschen und Tiere schlafen müssen, darüber rätseln Wissenschaftler schon sei langen. Zwar weiß man, dass Schlaf unter anderem wichtig ist, neu gelerntes Wissen zu organisieren. Doch die Tatsache, dass ein massives Schlafdefizit dramatische Auswirkungen auf die geistige und körperliche Leistungsfähigkeit hat, konnte man bislang nicht erklären. Die Vermutung, dass während des Schlafes wichtige biologische Prozesse ablaufen, hat die aktuelle Studie nun bestätigt. (cf)

Quelle: Xie et al „Sleep initiated fluid flux drives metabolite clearance from the adult brain.“ Science, October 18, 2013. DOI: 10.1126/science.1241224