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Neue Studie: Wie zu wenig Schlaf unsere Form beeinflusst!

Training, Ernährung und Regeneration. Das sind die drei Faktoren, die nicht nur von essenzieller Bedeutung sind, wenn es um den Aufbau von Muskulatur geht, sondern auch, wenn man überschüssiges Körperfett wieder loswerden möchte. Doch gerade der Schlaf ist dabei ein oftmals unterschätzter Faktor. Forscher der schwedischen Uppsala University haben nun herausgefunden, wie nur eine Nacht mit weniger Schlaf auf den menschlichen Stoffwechsel wirkt.

Epidemiologische Studien haben bereits gezeigt, dass das Risiko für Übergewicht und Typ 2 Diabetes bei Personen mit chronischem Schlafmangel erhöht oder bei Menschen, die in Schichten arbeiten müssen, erhöht ist. Andere Untersuchungen zeigten einen Zusammenhang zwischen gestörtem Schlaf und Gewichtszunahme, wobei die Fettmasse erhöht und die Muskelmasse reduziert war. Allein diese Kombination steht mit vielen negativen Auswirkungen auf die Gesundheit in Verbindung.

Die schwedischen Forscher sowie andere Gruppen haben in früheren Versuchen schon gezeigt, dass metabolische Funktionen, die beispielsweise von der Skelettmuskulatur und dem Körperfett reguliert werden, durch einen gestörten Schlaf und zirkadianen Rhythmus negativ beeinflusst werden. Den zirkadianen Rhythmus bezeichnet man umgangssprachlich als „innere Uhr“, die zahlreiche Stoffwechselfunktionen abhängig von der Tageszeit steuert. Bis zum jetzigen Zeitpunkt war jedoch nicht klar, ob der Schlafmangel an sich die molekularen Veränderungen auf zellulärer Ebene herbeiführt, die das Risiko für eine Gewichtszunahme steigern.



In der aktuellen Studie untersuchten die Wissenschaftler 15 gesunde, normalgewichtige Personen, die an zwei Laboraufenthalten mit standardisierter Aktivität und Nahrungsaufnahme teilnahmen. In zufällig ausgewählter Reihenfolge schliefen die Teilnehmer eine Nacht lang normal (über acht Stunden) und wurden zum anderen Termin die ganze Nacht lang wach gehalten. Am Morgen nach den beiden Nächten wurden kleine Gewebeproben aus dem Unterhautfettgewebe und der Skelettmuskulatur der Probanden entnommen. Diese beiden Gewebearten weisen bei Übergewicht und Diabetes oftmals einen gestörten Stoffwechsel auf. Gleichzeitig wurden Blutproben entnommen, um gewebsübergreifende Metaboliten zu analysieren. Darunter waren verschiedene Zuckermoleküle sowie Fettsäuren und Aminosäuren.

Die Gewebeproben wurden verschiedenen molekularen Analysen unterzogen, die zunächst offenbarten, dass der Schlafmangel in einer gewebsspezifischen Veränderung der DNA-Methylierung resultiert, eine Art von Mechanismus, die die Expression von Genen reguliert. Die DNA-Methylierung wird auch als epigenetische Modifizierung bezeichnet, die dafür sorgt, dass Gene jeder Zelle des Körpers an- und ausgeschaltet werden. Sie wird sowohl von angeborenen als auch umweltbedingten Faktoren wie körperlicher Aktivität beeinflusst.

Sind Muskeln zu gewissen Zeiten leistungsfähiger?

Neue Untersuchungen von Forschern der amerikanischen Northwestern University konnten wohl zeigen, dass die innere Uhr beziehungsweise der zirkadiane Rhythmus innerhalb des Muskelgewebes die metabolische Reaktion und die Energieeffizienz unserer Muskulatur kontrolliert, was unter dem Strich bedeuten würde, dass Muskeln je nach Tageszeitpunkt unterschiedlich leistungsfähig sind! Joseph Bass, der Seniorauthor der Studie, erklärt hierzu methaphorisch, dass […]


„Unsere Forschungsgruppe war die erste, die demonstrieren konnte, dass akuter Schlafmangel an sich zu epigenetischen Veränderungen in den so genannten Clock-Genen führt, die innerhalb jedes Gewebes den zirkadianen Rhythmus regulieren. Unsere neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Schlafmangel gewebsspezifische Veränderungen im Bereich der DNA-Methylierung in Genen des gesamten menschlichen Genoms auslöst. Unsere Parallelanalysen von sowohl Muskel- als auch Fettgewebe ermöglichten es uns weiterhin zu offenbaren, dass die DNA-Methylierung in den beiden Geweben nicht auf die gleiche Weise in Antwort auf den Schlafmangel reguliert wird.“, sagt Jonathan Cedernaes, der die Studie leitete.

Weiterhin bezeichnet er es als interessant, dass sie nur im Fettgewebe Veränderungen der DNA-Methylierung feststellen konnten und das spezifisch für Gene, die auch bei metabolischen Störungen, die Typ 2 Diabetes methyliert werden. Man glaubt, epigenetische Veränderungen seien in der Lage, ein kurzzeitiges metabolisches „Gedächtnis“ zu entwickeln, das regulieren kann, wie Programme im Stoffwechsel über längere Zeiträume arbeiten. Daher nehmen die Forscher an, dass die beobachteten Veränderungen ein weiteres Teil im Puzzle darstellen können, wie chronische Störungen des Schlafes und des zirkadianen Rhythmus das Risiko für die Entwicklung von beispielsweise Übergewicht beeinflussen.


Melatonin – Wirkung, Nebenwirkungen und Dosierung

Melatonin ist ein körpereigenes Hormon, welches hauptsächlich in der Zirbeldrüse des Gehirns, auch Epiphyse genannt, ausgeschüttet wird. Sinn und Zweck von Melatonin ist es, den Schlaf zu induzieren und zu regulieren. Wenn man die Nachtruhe und damit zwangsläufig auch die Regeneration verbessern möchte, kann eine Supplementation durchaus Sinn machen! Die „innere Uhr“ des Menschen wird […]


Weitere Analysen demonstrierten, dass die Reaktion des Muskelgewebes auf die schlaflose Nacht anders war als die des Fettgewebes. Die Forscher sagen, dass das Experiment eine Nachtschicht simuliert, der viele Arbeitende ausgesetzt sind. Eine mögliche Erklärung für die Tatsache, dass Skelettmuskulatur und Fettgewebe unterschiedlich reagierten, könnte sein, dass die Veränderung des zirkadianen Rhythmus spezifisch für jedes Gewebe ist und dadurch dazu führt, dass sie nicht mehr synchron arbeiten.

„In der vorliegenden Studie beobachteten wir in Reaktion auf den Schlafmangel eine erhöhte Entzündungsrate in den Geweben. Allerdings sahen wir außerdem spezifische Hinweise darauf, dass das Fettgewebe versucht, seine Kapazität zu erhöhen, um mehr Fett in Folge des Schlafverlustes zu speichern. Gleichermaßen beobachteten wir Hinweise auf einen gleichzeitigen Abbau von Muskelproteinen, auch bekannt als Katabolismus. Wir stellten weiterhin Veränderungen bei den Gehalten an Proteinen in den Skelettmuskeln fest, die beim Umgang mit dem Blutzucker involviert sind, was dabei helfen könnte zu erklären, warum die Glukosesensitivität der Probanden in Folge der schlaflosen Nacht beeinträchtigt war. Zusammengenommen bieten diese Beobachtungen zumindest teilweise einen Einblick in die Mechanismen, weshalb chronischer Schlafmangel und Schichtarbeit das Risiko für nachteilige Gewichtszunahme und das Risiko für Typ 2 Diabetes erhöht.“, führt Jonathan Cedernaes weiter aus.

Die Forscher haben in ihrer Studie lediglich den Einfluss einer einzelnen Nacht ohne Schlaf untersucht und können daher keine Aussage darüber treffen, wie andere Formen des Schlafmangels oder Störungen des zirkadianen Rhythmus den Zellstoffwechsel der Teilnehmer beeinflussen würden. Sie sagen selbst, dass es interessant wäre zu erforschen, in welchem Ausmaß mehre Nächte erholsamen Schlafs die metabolischen Veränderungen wieder normalisieren können. Ernährung und Training seien Faktoren, die ebenfalls die Methylierung der DNA beeinflussen und daher möglicherweise als Gegenmechanismus verwendet werden können.


Literaturquelle:

Cedernaes, Jonathan, et al. „Acute sleep loss results in tissue-specific alterations in genome-wide DNA methylation state and metabolic fuel utilization in humans.“ Science advances 4.8 (2018): eaar8590.

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