Schlaf ermöglicht die Reparatur von DNA-Schäden in Nervenzellen

Schlaf ist bei Menschen und vielen Tieren ein wichtiger Teil des Alltags. Neuere Untersuchungen zeigen seine Bedeutung für die Herz-Kreislauf- Gesundheit, die regelmäßige Funktion des Immunsystems und den Schutz vor Stoffwechselkrankheiten wie Diabetes. Menschen verbringen etwa ein Drittel ihres Lebens schlafend. Viele Tiere schlafen, obwohl sie dadurch in der Natur schutzlos sind. Warum nehmen sie dieses Risiko auf sich, und warum ist Schlaf so wichtig? Eine weitere Antwort liefert eine im März 2019 in Nature Communications veröffentlichte Untersuchung: Es wurde entdeckt, dass Schlaf die Reparatur von DNA-Schäden in Nervenzellen ermöglicht.

Nachfolgend ist die grafische Studienzusammenfassung zu sehen:

Die Untersuchung erfolgte an der Bar-Ilan-Universität in Israel mit Zebrafischen als Modellorganismen, die in vielen Untersuchungen Ähnlichkeiten zum Menschen zeigen. % 70 ihrer Gene stimmen mit menschlichen überein, weshalb sie ein gutes Forschungsmodell sind. Außerdem sind ihre Körper im frühen Entwicklungsstadium durchsichtig und leicht zu beobachten. Die Chromosomen wurden mit farbigen Chemikalien markiert. Anschließend wurden mit 3-dimensionalen Zeitrafferaufnahmen die mikroskopischen Schlafeffekte auf Gehirnzellen beziehungsweise Neuronen untersucht. Mit dieser hochauflösenden Technik ließen sich auch DNA- und Proteinbewegungen beobachten.

Nach den Ergebnissen

reparieren Neuronen während des Schlafs im Zellkern wirksamer. Gestörte Reparatur im Kern schädigt auch die DNA, was Alterung und Krankheiten auslöst.

Anders gesagt: Während des Schlafs können Nervenzellen Stress vermeiden und so tagsüber angesammelte DNA-Schäden reparieren.

Im Wachzustand waren Chromosomenbewegungen sehr gering, was wirksame DNA-Reparatur verhindert. Im Schlaf wurden dagegen starke Chromosomenbewegungen und eine wirksame Reparatur beobachtet.

Was bedeutet die Untersuchung für uns?

• Ein starker Zusammenhang zwischen Schlaf und DNA-Reparatur wurde entdeckt. Schlaf ermöglicht die Behebung tagsüber angesammelter Schäden.
• Wir beginnen, seine Bedeutung auf Zellebene besser zu verstehen. Ausreichender Schlaf repariert DNA-Schäden. Deren Ansammlung verursacht viele neurologische Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer.
• Die Forscher planen als nächste Schritte Analysen in Mausmodellen und menschlichen Zellen.
• Die Untersuchung zeigt, dass Tiere und Menschen trotz Umweltrisiken wie Schutzlosigkeit gegenüber Räubern und anderen Gefahren schlafen müssen, um die neuronale DNA zu schützen. Dies erklärt auch, warum Schlaf evolvierte und so wichtig für unser Leben ist.

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