Schlafen im Einklang mit der inneren Uhr - Klinik Barmelweid
Schlafen im Einklang mit der inneren Uhr - Klinik Barmelweid
Schlafen im Einklang mit der inneren Uhr - Klinik Barmelweid
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<strong>Schlafen</strong> <strong>im</strong> <strong>Einklang</strong><br />
<strong>mit</strong> <strong>der</strong> <strong>inneren</strong> <strong>Uhr</strong><br />
Anna Wirz-Justice PhD<br />
Zentrum für Chronobiologie<br />
Universitäre Psychiatrische<br />
<strong>Klinik</strong>en Basel<br />
www.chronobiology.ch
Externe Zeitgeber und innere <strong>Uhr</strong>en<br />
Externer 24h-Rhythmus<br />
Zeitgeber<br />
Auge<br />
Netzhaut<br />
SYNCHRONISATION<br />
Endogener zirkadianer Rhythmus<br />
SCN =<br />
„Schrittmacher"<br />
SYNCHRONISATION<br />
Oszillatoren<br />
in Organen<br />
Oszillatoren in Zellen<br />
„<strong>Uhr</strong>engene"<br />
V Bromundt
Zwei-Prozess Model <strong>der</strong> Schlafregulation<br />
Homöostatischer Prozess<br />
Zirkadianer Prozess<br />
Zeitgeber<br />
zB. Licht<br />
o<strong>der</strong><br />
Melatonin<br />
Schlaf<br />
8 16 24 8<br />
Tageszeit<br />
16 24<br />
8 16 24 8 16 24<br />
Schlaf<br />
Phase verschieben und stabilisieren Amplitude erhöhen<br />
8<br />
8
Kultur, Arbeitszeiten, Krankheit, Reisen,<br />
Architektur und "Life Style" beeinflussen<br />
unser Schlaf-Wach-Verhalten und auch<br />
unsere Lichtexponiertheit – und<br />
umgekehrt
Depression und Schlafstörungen sind weit<br />
verbreitet: welche Aspekte in <strong>der</strong> mo<strong>der</strong>nen<br />
Gesellschaft könnten dafür verantwortlich sein?<br />
Unsere gebaute Umgebung „kontaminiert“<br />
die natürlichen Illuminationsmuster<br />
des solaren Tag-Nacht-Zyklus
Zuwenig Licht am Tag<br />
Wer sieht je den Sonnenaufgang?
Zuviel Licht in <strong>der</strong> Nacht
Wer sagt, dass eine einzige konsolidierte Schlafphase normal ist?<br />
Wie schliefen unsere Vorfahren vor <strong>der</strong> Erfindung<br />
des künstlichen Lichts?
In s<strong>im</strong>ulierten langen Winternächten wird <strong>der</strong><br />
Schlaf länger, aber auch fragmentierter<br />
Sommertag<br />
(mo<strong>der</strong>ner Schlaf)<br />
Winter<br />
(altertümlicher<br />
Schlaf)<br />
TA Wehr, J Biol Rhythms (2001) 16: 348-64
„In <strong>der</strong> Stunde <strong>der</strong> Nacht“<br />
Eine Geschichte <strong>der</strong> Dunkelheit<br />
A. Roger Ekirch<br />
Lübbe Verlagsgruppe,<br />
Bergisch Gladbach 2006
ICSD:<br />
Störungen des zirkadianen Rhythmus<br />
• verzögertes Schlafphasen-Syndrom (DSPS)<br />
• vorverlagertes Schlafphasen-Syndrom (ASPS)<br />
• unregelmässiger Schlaf-Wach-Rhythmus<br />
• freilaufen<strong>der</strong> Rhythmus<br />
• Jetlag-Syndrom<br />
• Schichtarbeiter-Syndrom
Tage<br />
0<br />
5<br />
10<br />
15<br />
20<br />
25<br />
30<br />
35<br />
40<br />
45<br />
Zirkadiane Schlaf-Wach-Rhythmen<br />
Schlafphase Wachphase Körperkerntemperatur-Min<strong>im</strong>um<br />
24 12 24 12 24<br />
Tageszeit<br />
Wochenende<br />
Natürliche<br />
Umstände<br />
“Freilauf” ohne<br />
Zeitgeber –<br />
Periode >24-h<br />
Synchronisiert <strong>mit</strong><br />
dem 24-Stunden Tag<br />
� persistieren be<strong>im</strong><br />
Ausbleiben von<br />
externen 24-Stunden<br />
Licht-Dunkel- und<br />
sozialen Zyklen<br />
� werden von <strong>der</strong><br />
<strong>inneren</strong> biologischen<br />
<strong>Uhr</strong>, i.e. endogen,<br />
erzeugt
12 24 12<br />
Tageszeit<br />
Interne Desynchronisation<br />
Schlafphase Wachphase Körperkerntemperatur-Min<strong>im</strong>um<br />
24<br />
12<br />
Gesunde Synchronisierung: Das<br />
Körperkerntemperatur-Min<strong>im</strong>um ist<br />
normalerweise am Ende des Schlafs<br />
Vorverlagerte interne Phase:<br />
Körperkerntemperatur-Min<strong>im</strong>um am<br />
Anfang des Schlafs<br />
Verzögerte interne Phase: Körperkerntemperatur-Min<strong>im</strong>um<br />
am Tag<br />
Instabile interne Phase: Körperkerntemperatur-Min<strong>im</strong>um<br />
variiert von<br />
Tag zu Tag<br />
“Freilauf”: Körperkerntemperatur-<br />
Min<strong>im</strong>um bewegt sich durch Schlafund<br />
Wachphasen nach eigener<br />
Periodik
“Sozialer<br />
Jetlag”<br />
12 24 12<br />
Externe Desynchronisation<br />
Schlafphase Wachphase Körperkerntemperatur-Min<strong>im</strong>um<br />
Tageszeit<br />
24<br />
12<br />
Chronotyp<br />
Normale Schlafphase 24-7h<br />
Vorverlagerte Schlafphase<br />
“Lerche” → ASPS<br />
Frühes Aufwachen <strong>im</strong> Alter<br />
Verzögerte Schlafphase<br />
“Eule” → DSPS<br />
Verzögertes Einschlafen <strong>im</strong> Pubertätsalter<br />
“Freilauf”<br />
Blinde
Zirkadiane Schlaf-Wach-Rhythmus-Störungen<br />
Affekt<br />
• Depression,<br />
St<strong>im</strong>mungsschwankungen,<br />
Manie<br />
• Erschöpfung<br />
• Irritabilität,<br />
Impulsivität,<br />
Frustration, Wut<br />
Kognition<br />
• vermin<strong>der</strong>te<br />
Aufmerksamkeit<br />
und<br />
Konzentration<br />
• vermin<strong>der</strong>te<br />
Gedächtnisleistung<br />
und<br />
Exekutivfunktion<br />
Somatik<br />
• Müdigkeit,<br />
Mikroschlaf-<br />
Episoden<br />
• erhöhtes<br />
Schmerzempfinden<br />
• erhöhtes Risiko<br />
für somatische<br />
Erkrankungen
Zeitgeber synchronisieren die innere Zeit<br />
<strong>mit</strong> dem externen 24-Stunden-Tag<br />
Flug nach Westen<br />
o<strong>der</strong> Nachtschicht<br />
Flug nach Osten<br />
o<strong>der</strong> Frühschicht<br />
����<br />
12 24<br />
����<br />
12<br />
Tageszeit<br />
24<br />
12<br />
“Freilauf” ohne<br />
Zeitgeber<br />
Synchronisiert <strong>mit</strong><br />
dem 24-h Tag<br />
6-Stunden Phasen-<br />
Verzögerung<br />
6-Stunden Phasen-<br />
Vorverschiebung
Schlafzeiten und St<strong>im</strong>mung<br />
Totaler <strong>Schlafen</strong>tzug<br />
Partieller <strong>Schlafen</strong>tzug in <strong>der</strong><br />
zweiten Nachthälfte<br />
Schlafphasen-<br />
Vorverschiebung<br />
Normale Schlafzeiten<br />
Partieller <strong>Schlafen</strong>tzug<br />
in <strong>der</strong> ersten Nachthälfte<br />
wach<br />
wach<br />
schlaf sleep wach<br />
schlaf sleep wach<br />
schlaf<br />
schlaf<br />
Schlaf-<br />
Schlaf<br />
empfindliche<br />
empfindliche<br />
zirkadiane zirkadiane<br />
zirkadiane<br />
Phase<br />
Phase<br />
antidepressiv<br />
antidepressiv<br />
depressogen<br />
depressogen
WERKZEUGE für die DIAGNOSE<br />
zirkadianer Schlaf-Wach-Rhythmus Störungen<br />
z.B. verzögerte Schlafphase (DSPS)<br />
Akt<strong>im</strong>etrie Melatonin <strong>im</strong> Speichel als zirkadianer Marker<br />
(Bühlmann Kit „SleepCheck“®)<br />
melatonin pg/ml<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
23<br />
24 1 2 3 4 5 13 14 15 16<br />
t<strong>im</strong>e of day<br />
A Wirz-Justice et al, unpublished data
ZUKÜNFTIGE WERKZEUGE<br />
periphere <strong>Uhr</strong>engenexpression<br />
in Haut-Fibroblasten-Kulturen<br />
Bmal1-Biolumineszenz in Fibroblasten<br />
counts/5min x 1000<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0 24 48 72 96 120<br />
DSPS zeigt eine verlängerte zirkadiane Periodizität (τ)<br />
hours<br />
DSPS<br />
τ = 25.23<br />
τ = 23.8<br />
τ = 24.7<br />
Pagani et al, PLoSOne (2010) 5: e13376
THERAPEUTISCHE WERKZEUGE: LICHT<br />
Lichthelm<br />
Klassische:<br />
Tischlampe<br />
Dämmerungs<strong>im</strong>ulator<br />
Design nicht opt<strong>im</strong>iert<br />
am billigsten:<br />
Spaziergang!<br />
blaues Licht<br />
Ungenügend getestet<br />
Lichtz<strong>im</strong>mer
THERAPEUTISCHE WERKZEUGE: MELATONIN<br />
Nahrungsergänzung in Amerika und<br />
geprüftes Arzne<strong>im</strong>ittel in Europa
Zirkadiane Lichtwirkung und das Auge<br />
neue Photorezeptoren sind verantwortlich für die zirkadiane Wirkung<br />
Melanopsinhaltige<br />
Ganglionzellen<br />
(457-462 nm)<br />
Schlaf-Wach-Zyklus
Im Alter n<strong>im</strong>mt <strong>der</strong> Lichtinput ab, insbeson<strong>der</strong>e<br />
<strong>der</strong> blauen Wellenlängen, die notwendig sind<br />
für zirkadiane Synchronisation<br />
� Linsen werden gelb (Blaufilter)<br />
� Katarakte reduzieren pr<strong>im</strong>är<br />
die blauen Wellenlängen<br />
� Glaukom reduziert die Anzahl<br />
Ganglionzellen<br />
6 mths 8 y 12 y<br />
25 y 47 y 60 y<br />
70 y 82 y 91 y
Implikationen für die Schlafmedizin:<br />
<strong>im</strong>mer nach Augenproblemen fragen!!<br />
Umgekehrt sollten Ophthalmologen wissen, dass viele<br />
Augenkrankheiten zu zirkadianen Schlafstörungen<br />
führen können<br />
50-70% <strong>der</strong> Blinden leiden unter<br />
zirkadianbedingten Schlafstörungen
Die suprachiasmatischen Nuclei (SCN)<br />
Schlaf-Wach-Rhythmus
Melatonin pg/ml<br />
Amplitude des Melatoninrhythmus<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
n<strong>im</strong>mt <strong>mit</strong> dem Alter ab<br />
Junge<br />
Ältere<br />
Tageszeit<br />
Melatonin pg/ml<br />
K Mish<strong>im</strong>a et al, J Clin Endocrinol Metab (2001) 86: 129-34<br />
24<br />
16<br />
8<br />
0<br />
Junge<br />
Ältere<br />
Tageszeit<br />
M Münch et al, Neurobiol Aging (2005) 26: 1307-19
Behandlungsvorgehen <strong>im</strong> Alter und bei<br />
Alzhe<strong>im</strong>er Demenz<br />
-SCN-Input beeinflussen: (Licht)<br />
-Vermin<strong>der</strong>ter SCN-Output<br />
E van Someren<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
12:00<br />
12:00<br />
Gestörter Schlaf-<br />
Wach-Rhythmus<br />
00:00<br />
00:00<br />
12:00<br />
12:00<br />
00:00<br />
00:00<br />
12:00<br />
12:00<br />
00:00<br />
00:00<br />
12:00<br />
12:00<br />
00:00<br />
00:00<br />
12:00<br />
12:00<br />
00:00<br />
00:00<br />
12:00<br />
12:00<br />
00:00<br />
00:00<br />
12:00<br />
12:00<br />
00:00<br />
00:00<br />
12:00<br />
12:00
Altershe<strong>im</strong>e:<br />
Die Beleuchtung muss zirkadiane<br />
Komponenten berücksichtigen, um<br />
Schlafqualität, Wohlbefinden und Gesundheit<br />
zu för<strong>der</strong>n<br />
Altershe<strong>im</strong>e Hofmatt, Münchenstein BL, & Bürgerspital Basel, <strong>im</strong> Bau
Zirkadiane Rhythmen und<br />
Schlafstörungen – was ist wichtig?<br />
Stabile Phasenbeziehungen:<br />
• gute Synchronisierung <strong>der</strong> <strong>inneren</strong> <strong>Uhr</strong> <strong>mit</strong> dem<br />
Tag-Nacht und Schlaf-Wach-Zyklus<br />
• genug Licht am Tag, genug Dunkelheit in <strong>der</strong><br />
Nacht<br />
• adäquate Retinalfunktion (Augenkrankheiten,<br />
Blinde) für die Lichtwirkung<br />
• Achtung: gutes soziales Netzwerk<br />
• Essen und körperliche Aktivität als Zeitgeber
<strong>Schlafen</strong> <strong>im</strong> <strong>Einklang</strong><br />
<strong>mit</strong> <strong>der</strong> <strong>inneren</strong> <strong>Uhr</strong><br />
Wichtig für Schlaf,<br />
Vigilanz, St<strong>im</strong>mung,<br />
Kognition und<br />
Gesundheit<br />
Mehr Information: www.cet.org
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