Oxford/Wien. Oxidativer Stress gilt als einer der Gründe für Alterung und degenerative Erkrankungen. Der österreichische Neurowissenschafter Gero Miesenböck von der Universität Oxford berichtet im Fachjournal "Nature", dass oxidativer Stress auch den Schlaf steuert. Er erhofft sich davon ein besseres Verständnis des Phänomens Schlaf und Möglichkeiten zur Behandlung von Schlafstörungen.

Miesenböcks Forschungsteam versucht herauszufinden, warum jedes Lebewesen, das ein Gehirn hat, schlafen muss. Es widmet sich vor allem der "Schlafhomöostase". Der Mechanismus ermöglicht es dem Organismus, zu messen, wie lange er bereits wach ist, und setzt Prozesse in Gang, die Mensch und Tier in den Schlafzustand versetzen, wenn ein bestimmtes Limit überschritten wird. Die Forscher konnten zeigen, dass es bei Fruchtfliegen (Drosophila) einen Satz von zwei Dutzend Neuronen zur Schlafkontrolle gibt. Diese Gehirnzellen kommen auch bei anderen Tieren vor und wie die Forscher nun vermuten auch beim Menschen, heißt es in einer Aussendung der Universität Oxford. Sie wirken wie ein Ein-Aus-Schalter: Sind sie elektrisch aktiv, schläft die Fliege ein. Senden sie keine elektrischen Impulse, ist die Fliege wach.

Zwei Kanäle: Schüttler
und Sandmann

Entscheidend ist, wie viel Strom durch zwei Ionenkanäle der Schlaf-induzierenden Neuronen fließt. Die Forscher nennen die beiden Ionenkanäle "Shaker" und "Sandman". Im Schlaf fließt der meiste Strom durch den Ionenkanal "Shaker". Das Team um Miesenböck konnte zeigen, dass ein an den "Shaker"-Kanal gebundenes Molekül namens NADPH darüber entscheidet, ob durch diesen Kanal Strom fließt oder nicht. Dieses Molekül kann in zwei chemischen Zuständen exstieren: in einer reduzierten oder einer oxidierten Form. "Während des Wachseins wird der Kofaktor durch den oxidativen Stress, dem die Neuronen ausgesetzt sind, zunehmend oxidiert", sagt Miesenböck.

Der Anteil der oxidierten Form ist also ein molekulares Maß für die Müdigkeit. Der durch den "Shaker"-Kanal fließende Strom hängt von diesem Maß ab und lässt - wenn ein bestimmter Schwellenwert erreicht ist - die Fliege einschlafen. Während des Schlafs wird dann das oxidierte Molekül nach und nach durch die reduzierte Form ausgetauscht - bis der Organismus erwacht.

Die Wissenschafter konnten den chemischen Zustand von NADPH durch Licht in die oxidierte Form verwandeln. Damit konnten sie die Fliegen einfach mit einem Lichtblitz in den Schlaf versetzen. Das könnte ein neuer Ansatz zur Behandlung von Schlafstörungen sein. Könnte man durch einen Wirkstoff das NADPH auf die gleiche Weise verändern wie durch den Lichtblitz, wäre das eine neue Art von Schlafmittel.