Schlafrhythmus und innere Uhr


Nachteule oder Frühaufsteher – das bestimmen unsere Gene

Jeder Mensch hat seine eigene innere Uhr, beeinflusst von den Genen, dem Alter und dem Wechsel von Tag und Nacht. Die innere Uhr bestimmt unseren Schlafrhythmus und steuert Körperfunktionen über den Tag hinweg. Leben wir gegen diesen zirkadianen Rhythmus, kommt auch unsere Gesundheit aus dem Takt.

Brauchen Sie einen Wecker, um unter der Woche aus dem Bett zu kommen? Dann geht es Ihnen wie rund 80 Prozent der Deutschen[1]. Das Problem dabei: Der Wecker unterbricht Ihren natürlichen Schlafprozess. Einfach früher ins Bett zu gehen ist für viele keine Lösung. Denn es gibt eine innere Uhr, die uns unseren Takt vorgibt. Sie tickt bei jedem etwas anders – und macht uns von Natur aus zu Nachteulen oder Frühaufstehern.

Wenn wir gegen unseren biologischen Takt leben, gehen wir nicht nur müde durch den Tag. Schlechter Schlaf schlägt auf die Gesundheit und erhöht das Risiko zahlreicher Krankheiten. In diesem Artikel lesen Sie, was den Schlaf aus dem Takt bringt, wie Sie wieder zu einem gesunden Schlafrhythmus finden und was das Hormon Melatonin und die Vitamine D und B12 mit all dem zu tun haben.

Innere Uhr und Tagesrhythmus         

Die „Innere Uhr“ ist keine Metapher – Forscher haben tatsächlich eine Ansammlung von Zellen im Gehirn entdeckt, die uns wie ein Uhrwerk steuert: den Suprachiasmatischen Nucleus (kurz SCN). Seine Zellen enthalten Gene, die unseren täglichen Rhythmus steuern. Auch andere Zellen unseres Körpers haben solche genetische Taktgeber eingebaut, die vom SCN dirigiert werden[2, 3].

Was ist der zirkadiane Rhythmus?            

Unsere innere Uhr sorgt für einen 24-Stunden-Takt, den zirkadianen Rhythmus (von lateinisch circa = ungefähr, dies = Tag). Dieser Rhythmus steuert nicht nur, wann wir schlafen, sondern reguliert, wie sich Körpertemperatur, Hormonspiegel, Blutdruck und vieles mehr über den Tag hinweg verändern.

Abends beginnt der Körper etwa, das Schlafhormon Melatonin auszuschütten, das uns müde macht und ein- und durchschlafen lässt. Morgens geht der Melatonin-Spiegel zurück, unsere Augen werden lichtempfindlicher und unser Gehirn lässt uns aufwachen[4].

Wann dieser 24-Stunden-Rhyhthmus jeweils beginnt und endet, wird von äußeren Zeitgebern beeinflusst. Vor allem das Licht gleicht unseren zirkadianen Rhythmus an den Wechsel von Tag und Nacht an[5].

Wie sich unser Körper über den Tag verändert

Uhrzeit Was im Körper passiert

7:00 Uhr*

Morgens ist die Körpertemperatur am niedrigsten. Um den Stoffwechsel anzukurbeln, schüttet der Körper Hormone aus. Der Cortisolspiegel ist jetzt am höchsten. Der Blutdruck steigt sprungartig an.

 10:00 Uhr

Vormittags ist der Testosteronspiegel im Blut erhöht, zu dieser Zeit haben die meisten Menschen die höchste Konzentrationsfähigkeit.

13:00 Uhr

Am frühen Nachmittag stellt sich ein Leistungstief ein, viele Menschen werden müde.

15:00 Uhr

Am Nachmittag folgt ein weiteres Hoch: Reaktionsvermögen und Koordination sind am höchsten.

17:00 Uhr

Am späten Nachmittag erreichen Ausdauer und Kraft ihr Maximum. Außerdem ist jetzt das Schmerzempfinden am geringsten.

19:00 Uhr

Am frühen Abend sind Körpertemperatur und Blutdruck auf ihrem Höhepunkt.

22:00 Uhr

Im Laufe des Abends beginnt der Körper, das Schlafhormon Melatonin auszuschütten.

2:00 Uhr

Nachts sinkt die Körpertemperatur, unser Reaktionsvermögen ist an seinem Tiefpunkt.

*Die angegebenen Zeiten sind Beispiele – der genaue Verlauf hängt von unserem individuellen Tagesrhythmus ab. Bei Abendtypen, die eher spät ins Bett gehen und länger schlafen, dauert es zum Beispiel länger, bis sich morgens die Konzentrationsfähigkeit erhöht. Dafür erstreckt sich ihr nachmittägliches Leistungshoch bis in den Abend hinein[6, 7].

Läuft unser Rhythmus auch ohne Tageslicht weiter? 

Fehlen Zeitgeber wie Sonnenlicht oder Wecker, geraten wir trotzdem in einen zirkadianen Rhythmus. Eine Studie zeigte das besonders anschaulich: In Andechs bei München lebten in den 1960er Jahren Studenten teilweise wochenlang in unterirdischen Wohnungen, ohne Uhr, ohne Sonnenlicht, ohne Gesellschaft. Die biologische Uhr tickte bei jedem Studenten anders, pendelte sich aber in der Regel auf einen Rhythmus von rund 25 Stunden ein[8].

Im Jahr 2017 ging der Medizin-Nobelpreis an eine Gruppe von Wissenschaftler, die erforscht hatten, wie Gene unseren 24-Stunden-Rhythmus steuern. Ihre Erkenntnis: Bestimmte Proteine aktivieren und deaktivieren sich im Takt über den Tagesverlauf hinweg – wie ein Pendel, das hin und her schwingt[9].

Elektrisches Licht bringt unseren Rhythmus durcheinander

Wir leben natürlich nicht in Bunkern unter Tage – doch auch unser Lebensstil in geschlossenen Räumen mit elektrischem Licht scheint unseren zirkadianen Rhythmus zu verschieben. Wir gehen im Durchschnitt immer später ins Bett und stehen später auf, oder würden gerne länger schlafen, werden dann aber vom Wecker hochgeschreckt. Das liegt daran, wie wir mit unserem wichtigsten Zeitgeber, dem Licht, umgehen[1, 10]:

  • In der Natur lebten unsere Vorfahren mit dem Gegensatz zwischen hellem Tageslicht und nächtlicher Dunkelheit, darauf ist unser Körper eingestellt.
  • Heute leben wir die meiste Zeit drinnen und sind von schwachem künstlichem Licht umgeben, abends halten wir uns lange mit künstlichem Licht und Bildschirmen wach.
  • Daraus folgt: Unser Körper tut sich schwer, den zirkadianen Rhythmus mit dem Wechsel von Tag und Nacht zu synchronisieren, seine 24-Stunden-Phase verschiebt sich nach hinten.

Leben gegen die innere Uhr

Die innere Uhr stellen – durch ein Camping-Wochenende

Glaubt man einer Gruppe amerikanischer Forscher, kann ein Camping-Wochenende in der Natur den nach hinten verschobenen Rhythmus wieder einpendeln, da die Menschen hier viel stärker dem natürlichen Wechsel von Tag und Nacht ausgesetzt sind. Die Probanden, Stadtmenschen, schliefen schon bald früher und mehr als in ihrem vorherigen Alltag. Ihr Körper passte sich dem Sonnenaufgang und -untergang deutlich mehr an[11].

Wussten Sie schon? Im Osten einer Zeitzone geht die Sonne ein wenig früher auf als im Westen. Einige Forscher sehen darin den Grund dafür, dass die Menschen zum Beispiel im Osten Deutschlands traditionell etwas früher auf den Beinen sind als im Westen, und der Tag in Deutschland generell früher beginnt als in Frankreich und Spanien.

Aus der Wissenschaft: Chronopharmakologie – Medizin nach Tageszeit

Vermutlich kennen Sie das: Während Ihnen ein Glas Sekt oder Bier am Abend keine Probleme bereitet, macht es Sie mittags beschwipst und müde. Alkohol wirkt zu unterschiedlichen Tageszeiten anders auf den Körper. Das gilt auch für viele Medikamente. Einer Untersuchung zufolge zielen 56 der 100 in den USA meistverkauften Arzneimittel auf Bereiche im Körper ab, die von Uhrengenen getaktet werden. In Zukunft könnten Ärzte das nutzen, um noch viel genauer zu bestimmen, wann wir unsere Medizin am besten einnehmen sollten[12].

Eine Hoffnung liegt zum Beispiel auf besser getakteter Chemotherapie: Krebspatienten erhalten dabei ihre Medikamente zu Tageszeiten, zu der die Tumorzellen am empfänglichsten für sie sind. So tötete in einer Studie schon eine niedrige Dosis viele Krebszellen ab und es kam zu weniger Nebenwirkungen[13]. Auch für Patienten mit Bluthochdruck macht das Timing einen Unterschied: Nahmen sie ihre Medikamente abends ein, zeigten sich in Untersuchungen bessere Ergebnisse[14].

Chronotypen – Frühaufsteher oder Langschläfer?

Wissenschaftlern zufolge lässt sich jeder Mensch seinem eigenen Chronotypen zuordnen. Das bedeutet, er hat seine liebsten Zeitfenster für das Wachsein und Schlafen, für Mahlzeiten, Sport und Denkaufgaben. Der Chronotyp ist in unseren Genen angelegt, wird aber in einem gewissen Rahmen vom Alter beeinflusst und von äußeren Bedingungen wie dem Licht[5, 15].

Wie viel Schlaf Sie benötigen ist ebenfalls vor allem genetisch bedingt. Manche Menschen kommen von Natur aus mit sechs Stunden oder weniger aus, andere verbringen ihre Tage müde, wenn sie weniger als neun Stunden schlafen.

Nachteulen und Frühaufsteher

Es gibt zwei „extreme“ Chronotypen, zwischen denen wir uns alle bewegen:

Abendtypen, oder Eulen

  • Bleiben gerne lange wach und sind abends leistungsfähig und aktiv.
  • Kommen zu frühen Uhrzeiten schwer aus dem Bett.
  • bevorzugter Schlafmittelpunkt: 8:00 Uhr oder später, schlafen also zum Beispiel gerne von 4:00 bis 12:00 Uhr.

Morgentypen, oder Lerchen

  • stehen ohne Probleme früh auf, sind vormittags fit und konzentriert.
  • werden am Abend schnell müde.
  • Bevorzugter Schlafmittelpunkt: 2:00 Uhr oder früher, schlafen also zum Beispiel gerne von 22:00 bis 6:00 Uhr.

In diese extremeren Kategorien fallen Studien zufolge aber nur etwa 30 Prozent der Menschen. Die übrigen 70 Prozent liegen dazwischen, sie gelten als Normaltyp. Sie gehen, wenn sie können, zwischen 23:00 und 1:00 Uhr ins Bett und stehen zwischen 7:00 und 9:00 Uhr auf[16].

Wie wandelt sich der Schlafrhythmus mit dem Alter?

Unsere Schlafgewohnheiten verändern sich im Laufe des Lebens[17]:

  • Als Säuglinge schlafen wir unregelmäßig und deutlich mehr als Erwachsene
  • Als Kinder sind wir eher Lerchen, wir gehen früh ins Bett und stehen früh auf.
  • Bei Jugendlichen verschiebt sich der Rhythmus nach hinten. Etwa 35 Prozent der Teenager sind ausgeprägte Nachteulen.
  • Im Erwachsenenalter, ab rund 20 Jahren, wandert unser Rhythmus nach und nach wieder nach vorne, wir werden morgens munterer und abends müder und brauchen immer weniger Schlaf.

Chronotyp und Geschlecht

Auch das Geschlecht spielt offenbar eine Rolle. Vor allem unter jungen Erwachsenen neigen Männer eher zum Abendtypen und Frauen eher zum Morgentypen. Ungefähr ab 50 Jahren verschwinden die Geschlechterunterschiede, was vermutlich mit den Wechseljahren der Frau zusammenhängt[17, 18].

Chronotyp nach Alter und Geschlecht

Gestörter Schlafrhythmus

Gerät unser Rhythmus aus den Fugen, hat das weitreichende Auswirkungen auf unsere Gesundheit. Leben Sie gegen Ihre innere Uhr, kann das Ihre Schaltqualität verschlechtern, Ihre Leistungsfähigkeit reduzieren und das Risiko von Krankheiten erhöhen. Auch ein gestörter Melatonin-Haushalt kann der Grund für solche Schlaf- und Rhythmusprobleme sein (hier Melatoninspiegel messen).

Leben gegen die innere Uhr? Der soziale Jetlag

Der soziale Jetlag beschreibt die Differenz zwischen dem Rhythmus, den unsere innere Uhr vorgibt und dem Rhythmus, dem wir im Alltag nachgehen. Anders gesagt: Unsere innere Uhr hätte gerne, dass wir um 8:00 Uhr aufstehen, aber der Wecker klingelt schon um 6:00 Uhr[5].

Menschen, die regelmäßig nachts oder in Schichten arbeiten, haben besonders oft Probleme mit ihrem Schlafrhythmus und leiden unter Schlafstörungen. Wissenschaftler versuchten deswegen, die Schichten in einer Fabrik an die Chronotypen der Mitarbeiter anzupassen. Extreme Morgentypen mussten keine Nachtschichten mehr übernehmen, Abendtypen keine Frühschichten. Das verbesserte die Schlafqualität der Arbeiter und reduzierte ihren sozialen Jetlag[19].

Sozialer Jetlag bei Nachteulen

Wie hängt ein gestörter Rhythmus mit Krankheiten zusammen?

Wer unter einem sozialen Jetlag leidet, entwickelt häufig Schlafstörungen und Schlafmangel. Das kann sich auf unterschiedliche Weise negativ auf die Gesundheit auswirken[1, 5]:

  • Die Folge sind Müdigkeit, Abgeschlagenheit, Schmerzen und Bluthochdruck
  • Schlafstörungen erhöhen den Bluthochdruck und begünstigen Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Huntington.
  • Schlechter Schlaf fördert Depressionen, vor allem Winterdepressionen.

Die Schule soll später beginnen, frühestens um 9:00 Uhr – das fordern Schlafforscher und Chronobiologen. Vor allem jugendliche Nachteulen seien morgens kaum aufnahmefähig, bei Prüfungen in den Morgenstunden schneiden sie schlechter ab als am Nachmittag. Außerdem bekämen sie durch das frühe Weckerklingen zu wenig Schlaf und entwickelten deswegen häufiger Depressionen, ungesunde Ernährungsgewohnheiten und Übergewicht[20].

Gestörter Schlafrhythmus und Übergewicht

Ein Leben gegen die innere Uhr scheint mit Übergewicht zusammenzuhängen. Einerseits fördert es offenbar Übergewicht, wenn Menschen dauerhaft zu wenig schlafen. Forscher vermuten zudem, dass es den Stoffwechsel besonders durcheinander bringt, wenn wir ständig außerhalb der Zeiten schlafen müssen, die unserem Chronotypen entsprechen, in denen also unser Körper schlummern möchte. Das zeigte sich auch in einer Studie: Übergewichtige Menschen hatten einen umso höheren Body-Mass-Index (BMI), je ausgeprägter ihr sozialer Jetlag war[1, 37].

Macht uns die Zeitumstellung krank?

Der Körper stellt sich, wenn es Sommer oder Winter wird, nach und nach auf die längeren oder kürzeren Tage ein. Durch das Umstellen der Uhr muss er den Rhythmus ruckartig neu justieren – was Studien zufolge bei vielen mit nächtlicher Ruhelosigkeit und einer schlechteren Schlafqualität zusammenhängt[21, 22].

Tipps: Gesunder Schlafrhythmus

Um gesund zu schlafen, lohnt es sich, Ihrem inneren Rhythmus nachzugehen, oder sich ihm zumindest anzunähern. Vor allem für Spättypen kann es aber auch sinnvoll sein, den eigenen Rhythmus ein wenig nach vorne zu verschieben.

Beständiger Rhythmus

Versuchen Sie, am Wochenende zu ähnlichen Zeiten ins Bett zu gehen und aufzustehen wie unter der Woche. Dadurch fällt es Ihrer inneren Uhr leichter, sich auf einen festen Rhythmus einzustellen und Sie an Werktagen rechtzeitig einschlafen zu lassen. Nutzen Sie außerdem Ihr Bett ausschließlich zum Schlafen. So verknüpft Ihr Gehirn das Zubettgehen direkt mit dem Ruhen[23].

Tageslicht und Lichttherapie

Damit Ihr Körper Ihre innere Uhr besser auf den Wechsel von Tag und Nacht einstellen kann, sollten Sie sich tagsüber möglichst viel Tageslicht aussetzen. Künstliches Licht ist kein Ersatz: Selbst an einem bewölkten Tag wird draußen eine Lichtstärke von 10.000 Lux und mehr gemessen, während es in beleuchteten Innenräumen weniger als 400 Lux sind[15].

Eine Lichttherapie mit Tageslichtlampen kann zudem Müdigkeit und Jetlag reduzieren. Eine halbe Stunde Lichttherapie am Morgen sorgt dafür, dass Ihr Körper das Schlafhormon Melatonin verstärkt abbaut, was die Müdigkeit vertreiben kann[24].

Melatonin-Präparate

Verschiebt sich Ihr Rhythmus nach hinten, beginnt der Körper später am Abend, das Schlafhormon Melatonin zu bilden. Einige Hersteller bieten Melatonin-Präparat an, zum Beispiel als Spray oder Kapsel, die das ausgleichen und Sie früher müde werden lassen sollen. Empfohlen wird eine geringe Dosis von einem halben bis einem Milligramm, am besten zwei Stunden vor dem Zubettgehen[25]. In Studien half eine abendliche Melatonin-Einnahme Menschen mit Schlafstörungen und konnte, vor allem in Kombination mit morgendlicher Lichttherapie, den Tagesrhythmus nach vorne verschieben[26–28].

Melatonin ist in Deutschland als Arzneimittel zugelassen, für Menschen ab 55 mit Schlafstörungen. Mittlerweile ist es auch als Nahrungsergänzungsmittel rezeptfrei erhältlich. Allerdings ist dieser Status umstritten – Kritiker mahnen, dass die Langzeitwirkung nicht ausreichend erforscht sei und Melatonin-Präparate als Arzneimittel gelten sollten. Sind Sie sich unsicher oder leiden tatsächlich unter Schlafstörungen, sprechen Sie mit Ihrem Arzt oder Therapeuten.

Wie Vitamine den Schlaf beeinflussen

Der biologische Rhythmus dirigiert unsere Körperfunktionen – das gilt aber auch anders herum: Verschiedene Stellschrauben im Körper beeinflussen unsere innere Uhr. Wissenschaftler sind gerade dabei, unter anderem die Wirkung von Vitaminen auf unseren Rhythmus zu erforschen.

Steuert Vitamin D den zirkadianen Rhythmus mit?

Vitamin D ist an zahlreichen Funktionen im Körper beteiligt, zum Beispiel an Immunsystem, Stoffwechsel und Knochenbildung. In nördlicheren Breiten ist ein Vitamin-D-Mangel heute weit verbreitet, vor allem weil Menschen Sonnenlicht brauchen, um das Vitamin zu bilden und über die Nahrung nur sehr geringe Mengen aufnehmen. Das könnte sich auch auf unsere innere Uhr und unseren Schlaf auswirken.

Forscher haben die Wirkung von Vitamin D auf Zeitgeber-Gene in menschlichen Fettzellen, die außerhalb des Körpers gelagert wurden, untersucht. Wurde den Zellen die Vitamin-D-Vorstufe 25-OH-D zugesetzt, pendelten sich ihre genetischen Aktivitäten auf einen 24-Stunden-Rhythmus ein. Die Wissenschaftler vermuten deshalb, dass Vitamin D zusammen mit den Lichtreizen im Auge den großen Einfluss der Sonne auf unseren Rhythmus erklärt[29]. Für diese Theorie spricht, dass ein gesunder Vitamin-D-Spiegel in Studien mit einer höheren Schlafqualität in Verbindung gebracht werden konnte[30–32]. Wie es um Ihren Vitamin-D-Spiegel steht, können Sie mithilfe eines Bluttests bestimmen (hier Vitamin D testen).

Vitamin B12 beeinflusst Melatoninhaushalt und Schlaf

Auch Vitamin B12 scheint für einen gesunden Schlafrhythmus essentiell zu sein. Das Vitamin ist an der Bildung des Schlafhormons Melatonin beteiligt. Ein gesunder B12-Spiegel kann womöglich dafür sorgen, dass der Körper den frühen Morgenstunden weniger Melatonin ausschüttet, was uns empfindlicher für das erste Licht des Tages macht. Unser Körper stellt sich dadurch früher auf das Wachsein ein, was die Probleme beim Aufstehen reduziert und unsere innere Uhr besser mit dem Wechsel von Tag und Nacht abgleicht[33, 34].

In Studien hatte zudem der Vitamin-B12-Spiegel Auswirkungen auf den Schlaf: Eine ausreichende Versorgung führte zu einer kürzeren Schlafdauer und gleichzeitig zu verbesserter Schlafqualität und Konzentrationsfähigkeit[35]. In anderen Untersuchungen half die Kombination aus Vitamin B12 und Lichttherapie gegen Schlafstörungen[36]. Ihren persönlichen Vitamin-B12-Spiegel können Sie mit einem Selbsttest für zuhause prüfen (hier Vitamin B12 testen).

Schlafrhythmus: Auf einen Blick

Was ist der zirkadiane Rhythmus?

Der zirkadiane Rhythmus, unser 24-Stunden-Rhythmus, ist genetisch in uns angelegt. Mit seiner Hilfe synchronisiert die innere Uhr unseres Gehirns die Vorgänge im Körper mit dem Wechsel von Tag und Nacht.

Was ist ein Chronotyp?

Jeder Mensch lässt sich einem Chronotypen zuordnen, er hat also seinen persönlichen Takt, der bestimmt, wann er am liebsten schläft und wach ist. Der Chronotyp wird von den Genen, vom Alter und von Umwelteinflüssen, vor allem Licht und Dunkelheit, beeinflusst.

Was ist der soziale Jetlag?

Nach der Theorie von Chronobiologen schlafen viele Menschen wegen der Arbeit oder anderer Verpflichtungen zu Zeiten, die nicht ihrem inneren Rhythmus entsprechen. Den Unterschied zwischen der Zeit, zu dem Sie an freien Tagen aufstehen und der Zeit, an dem an Arbeitstagen der Wecker klingelt, bezeichnen die Forscher als sozialen Jetlag.

Warum ist ein gestörter Schlafrhythmus problematisch?

Ein gestörter zirkadianer Rhythmus kann zu Schlafstörungen führen, was unter anderem Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Depressionen und Übergewicht begünstigt.

Wie lässt sich der Schlafrhythmus wieder einpendeln?

Lichttherapie, Melatonin-Einnahme und ein gesunder Vitamin-D- und Vitamin-B12-Spiegel können helfen, die innere Uhr im Takt zu halten.


Quellenangaben

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