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Dienstag, 19.06.2018
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Schlaf spart mehr Energie als gedacht

Körper erhöht Energieeinsparung durch Aufteilungstrick

Energiesparmodus Schlaf: Unser Körper spart durch Schlaf mehr als viermal so viel Energie wie gedacht. Neue Modellberechnungen zeigen: Im Schlummermodus verbraucht der Mensch über ein Drittel weniger Energie als am Tag. Erklären lässt sich dies durch einen besonderen Trick des Körpers. Er koppelt manche biologische Prozesse an den Wachzustand, andere an den Schlaf - dadurch spart er deutlich mehr Energie als durch eine gleichmäßige nächtliche Drosselung aller metabolischen Vorgänge, wie Forscher berichten.
Offenbar sparen wir im Schlaf viel mehr Energie als gedacht.

Offenbar sparen wir im Schlaf viel mehr Energie als gedacht.

Es ist eines der letzten großen Mysterien der Wissenschaft: Warum schlafen wir? Biologen vermuten, dass eine Energieersparnis das Ziel ist. Schließlich verlangsamt sich im Schlaf der Stoffwechsel und erlaubt dem Körper dadurch, Energie zu sparen. Eine ähnliche Taktik verfolgen Tiere, die Winterschlaf halten - nur dass ihr Organismus in dieser Phase viel stärker herunterfährt als beim normalen Schlaf.

Doch die Erklärung hat einen Haken: Berechnungen zeigen, dass wir durch den reduzierten Stoffwechsel nur erstaunlich wenig Energie einsparen. Hinzu kommt: Auch im Schlaf laufen im Inneren des Körpers aktive Prozesse ab. So sind beispielsweise das Immunsystem und das Gehirn in dieser vermeintlichen Ruhepause besonders aktiv - dies lässt sich auf den ersten Blick nicht mit Energieeinsparungen vereinbaren.

Energieersparnis im Fokus


Wie viel Energie spart Schlafen also tatsächlich im Vergleich zum Wachsein ein? Um das herauszufinden, haben Markus Schmidt vom Universitätsspital in Bern und seine Kollegen nun ein mathematisches Modell entwickelt. Das Besondere: Anders als bei früheren Berechnungen berücksichtigten sie dabei nicht nur, wie sich die Stoffwechselrate des Körpers insgesamt reduziert. "Bei solchen Kalkulationen geht man davon aus, dass alle metabolischen Funktionen im Schlaf gleich stark herunterfahren", schreibt das Team. Dies sei jedoch nicht der Fall.


Deshalb legten die Wissenschaftler für ihre Untersuchung zusätzlich einen anderen Trick des Körpers zugrunde: die sogenannte Partitionierung. Partitionierung bedeutet, dass der Organismus biologische Prozesse zwischen Schlaf und Wachsein aufteilt: Er koppelt manche an den Wachzustand, andere an den Schlaf. Während beispielsweise die Gedächtnisfestigung vor allem im Schlaf stattfindet, ist der Energiestoffwechsel dagegen im Wachzustand deutlich aktiver.

Mehr als ein Drittel gespart


Diese Aufteilung biologischer Prozesse ist offenbar entscheidend für die Energieersparnis, wie Schmidts Team herausfand: "Die Stoffwechsel-Reduktion an sich spart nur etwa sieben bis acht Prozent unserer Tagesenergie. Mit der Partitionierung des Stoffwechsels zwischen Schlafen und Wachen werden es aber bis zu 37 Prozent", berichtet Schmidt. Die tatsächliche Energieeinsparung durch Schlaf sei damit mehr als viermal höher als frühere Schätzungen nahelegten.

"Damit haben wir den entscheidenden Mechanismus gefunden", sagt der Forscher. Das Prinzip der Partitionierung erklärt dem Team zufolge auch, warum sich chronischer Schlafmangel - zum Beispiel als Folge von Ein- und Durchschlafstörungen oder bei Stress - so negativ auf unsere Gesundheit auswirkt.


"Wenn wir ein Schlafdefizit haben, können dem Schlaf zugeordnete Funktionen nicht mehr vollständig ablaufen. Die Folgen sind vielfältig und reichen von Konzentrationsstörungen bis hin zu erhöhtem Krebsrisiko", schließt Schmidt. (Plos One, 2017; doi: 10.1371/journal.pone.0185746)
(Universitätsspital Bern, 22.11.2017 - DAL)
 
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