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Das Kino im Kopf

Über den Sinn und Zweck des Träumens streitet die Wissenschaft

Warum wir träumen? Fest steht jedenfalls, dass der Mensch seelisch und körperlich krank wird, wenn man ihn am Träumen hindert. 
Regensburg (obx-medizindirekt) – Jeder tut“s. Auch wenn viele Leute behaupten, sie träumen nie. Sie wissen nur nicht, dass sie träumen, weil sie sich nicht daran erinnern können. Jeder träumt drei- bis viermal pro Nacht, insgesamt ungefähr zwei Stunden lang. Frauen anders als Männer und Kinder anders als Greise. So viel steht fest. Was bis heute aber nicht wissenschaftlich genau geklärt ist: Welchen Sinn und Zweck für den Menschen das Träumen hat. 

Das Foto zeigt eine Frau, die im Bett liegt und schläft.
Foto: obx-medizindirekt
Foto: obx-medizindirek

Die Forscher vertreten da unterschiedliche Standpunkte. „Es ist vollkommen sinnlos“, sagen die einen. „Wir brauchen den Traum, um unsere täglichen Erlebnisse zu verarbeiten“, behaupten die anderen. „Wir träumen, um zu vergessen und unser Gedächtnis gewissermaßen auszumisten – eine Art Selbstreinigungsmechanismus des Gehirns“, sagen die dritten. Und die Vierten: „Wir brauchen Träume, um besser lernen zu können.“ Vermutlich haben alle recht. Es gibt übrigens noch weitere mögliche Funktionen des Traums. Schlaf und Traum sind erforderlich für die Gehirnreifung, Neugeborene haben besonders häufig Traumphasen.

Traumphasen…
• ordnen das Gedächtnis
• dienen dazu, durch Verarbeitung von Erlebnissen die Individualität des Menschen aufrecht zu erhalten
• füttern das Unterbewusstsein mit Impulsen aus dem Alltag
• können Gefühle und Stimmungen, auch Kränkungen und Blamagen verarbeiten helfen
• sind unverzichtbar für das geistige und seelische Entspannen
• unterstützen den Menschen bei der Lösung von Alltagsproblemen.

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Hat die innere Uhr Einfluss auf Krebserkrankungen?

Hält die innere Uhr die Krebserkrankung in Schach?

Charité-Wissenschaftler entdecken neuen krebsvorbeugenden Mechanismus

 

Foto: Pexels

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Berlin, 13.12.2017 Sie steuert unseren Schlaf, unser Appetitgefühl und unsere Temperatur – die biologische Uhr gibt unserem Körper den Takt vor. Doch welche Rolle spielt sie in der Behandlung von Krebs? Forscher der Charité – Universitätsmedizin Berlin fanden jetzt heraus, dass die innere Uhr die Zellvermehrung reduzieren kann. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift PLOS Biology* veröffentlicht.

In jeder menschlichen Zelle tickt eine eigene innere Uhr, die sogenannte zirkadiane Uhr, die einem 24-Stunden-Rhythmus folgt. Sie steuert beispielsweise Stoffwechselprozesse und die Zellteilung. Der zentrale Taktgeber für die einzelnen Uhren sitzt im Gehirn und wird durch den Wechsel von Licht und Dunkelheit beeinflusst und folgt einem Tag-Nacht-Rhythmus. Ist der Ablauf der inneren Uhr permanent gestört, können auch Stoffwechseltätigkeit und Zellteilung verändert werden. Der Mensch ist dann anfälliger für Krankheiten, wie beispielsweise Krebs.

Das Team um Privatdozentin Dr. Angela Relógio vom Molekularen Krebsforschungszentrum und Institut für Theoretische Biologie untersuchte das Zusammenspiel zwischen Uhr- und Zellzykluskomponenten und den dysregulierenden und hyperaktiven Effekten eines Proteins namens RAS, das bei etwa einem Viertel aller Krebserkrankungen verändert nachzuweisen ist. Die Wissenschaftler konzentrierten sich zudem auf zwei weitere Proteine (Ink4a und Arf), die bekannt dafür sind, Tumorerkrankungen zu unterdrücken. Im Zuge ihrer Forschungen konnten sie nachweisen, dass RAS, das für die Zellvermehrung verantwortlich ist, das Zusammenspiel von innerer Uhr und Zellzyklus beeinträchtigen kann. Dies geschieht über die Proteine (Ink4a und Arf), die sonst Krebs unterdrücken. Ihre Ergebnisse heben die bedeutende Rolle der inneren Uhr in ihrer Funktion als krebsvorbeugenden Mechanismus hervor. „Aufgrund unserer Ergebnisse im Zellmodel scheint es, dass die Uhr wahrscheinlich als Tumorsuppressor wirkt und dass es für Krebszellen von Vorteil ist, die zirkadiane Kontrolle zu umgehen“, erklärt die Krebsforscherin Relógio, deren Nachname auf Portugiesisch passenderweise Uhr bedeutet. „Man kann nicht aufhören, sich zu fragen, ob ein unterbrochenes zirkadianes Timing als nächstes potenzielles Kennzeichen von Krebs aufgenommen werden sollte“, ergänzt sie.

In ihren nächsten Schritten fokussieren sich die Wissenschaftler auf umfassende Studien in zellulären Modellen. Dabei wird die Behandlung mit verschieden Chemotherapeutika simuliert, um den Einfluss der biologischen Uhr auf die Behandlung noch weiter zu präzisieren. Die neuen Erkenntnisse unterstreichen bisher publizierte Chronotherapiestudien und die Relevanz der biologischen Uhr. Um maximale Behandlungsergebnisse zu erzielen, sollte die Krebstherapie überdacht und die individuelle innere Uhr eines Patienten im Rahmen der Therapie berücksichtigt werden.

*Rukeia El-Athman, Nikolai N. Genov, Jeannine Mazuch, Kaiyang Zhang, Yong Yu, Luise Fuhr, Mónica Abreu, Yin Li, Thomas Wallach, Achim Kramer, Clemens A. Schmitt, Angela Relógio. The Ink4a/Arf locus operates as a regulator of the circadian clock modulating RAS activity. Plos Biology. 2017 Dec. doi: 10.1371/journal.pbio.2002940.

Gehirn räumt im Schlaf auf

Gehirn räumt im Schlaf auf – und bleibt dadurch lernfähig

Die wesentliche Funktion von Schlaf ist geklärt

Schlaf reduziert die Übertragung zwischen Nervenzellen und schafft dadurch Platz für Neues und Wichtiges

Publikation in Nature Communications

Noch immer ist nicht eindeutig geklärt, weshalb Menschen und Tiere schlafen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Universitätsklinikums Freiburg zeigen in einer am 23. August 2016 im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichten Studie, dass im Schlaf die allgemeine Aktivität der als Synapsen bezeichneten Nervenzell-Verbindungen reduziert wird. Die meisten Verbindungen werden geschwächt, manche sogar ganz abgebaut. Nur wichtige Synapsen bleiben bestehen oder werden gestärkt. Dadurch schafft das Gehirn wieder Platz, um neue Informationen zu speichern. Diese als synaptische Plastizität bezeichnete Anpassungsfähigkeit ist eine wichtige Grundlage für Lernen und eine flexible Informationsverarbeitung. Der Abbau dürfte zudem Platz und Energie sparen, da beides im Gehirn zu einem Großteil von den Verbindungsstellen benötigt wird.

Nehmen wir tagsüber Informationen auf, werden im Gehirn Synapsen gestärkt oder neu angelegt. „Wir konnten jetzt erstmals beim Menschen zeigen, dass Schlaf die Synapsen wieder heruntergeregelt und damit Platz für neue Informationen schafft. Das Gehirn räumt also im Schlaf auf“, sagt Studienleiter Prof. Dr. Christoph Nissen, Ärztlicher Leiter des Schlaflabors an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Universitätsklinikums Freiburg. „Wird dieser Prozess durch Schlafmangel unterbunden, gerät das Gehirn in einen Sättigungszustand. Synapsen können dann nicht mehr ausreichend verstärkt oder neu aufgebaut werden. Entsprechend schwer fallen auch Lernen und flexible Informationsverarbeitung.“

Schlaf senkt die tagsüber gestiegene Aktivität der Synapsen

Zunächst untersuchten die Forscher die allgemeine Aktivität der Synapsen im Gehirn, die auch als Gesamtverbindungsstärke bezeichnet wird. Mit Hilfe einer Magnetspule über dem Kopf der Probanden reizten sie einen Bereich im Gehirn, der für die Steuerung eines Daumenmuskels zuständig ist. Dieses Vorgehen wird als Transkranielle Magnetstimulation (TMS) bezeichnet. Nach Schlafentzug löste bereits ein deutlich schwächerer Reiz eine Kontraktion des Muskels aus, was ein Zeichen für eine hohe synaptische Verbindungsstärke ist.

Außerdem werteten die Forscher mittels Elektroenzephalografie-Messungen (EEG) die unterschiedlichen Frequenzen der Hirnströme aus. Schlafentzug führte dabei zu einem deutlichen Anstieg sogenannter Theta-Wellen. Vorangegangenen Tier- und Humanstudien zufolge ist dies ein weiteres Anzeichen erhöhter synaptischer Gesamtstärke. „Schlaf senkt die tagsüber gestiegene Gesamtstärke der Synapsen im Gehirn. Nach Schlafentzug bleibt die Aktivität dagegen auf einem hohen Niveau“, sagt Prof. Nissen.

Gehirn wehrt sich gegen Überladung

Außerdem fanden die Forscher erstmals beim Menschen Hinweise für ein Prinzip, das eine dauerhafte Reizverarbeitung gewährleistet, die sogenannte homöostatische Plastizität. Sind die Synapsen durch lange Wachphasen bereits maximal aktiv, führen neue Reize oder Informationen nicht zu einer Stärkung, sondern zu einer Schwächung der Nervenzell-Verbindungen. Neu ankommende Reize können dann wieder normal verarbeitet werden. „Es ist anzunehmen, dass praktisch alle Funktionen des Gehirns dadurch beeinflusst werden, wie etwa Emotionsregulation, Konzentration oder Lernen“, sagt Prof. Nissen.

Im Experiment kombinierten die Forscher wiederholt die Reizung des motorischen Gehirn-Areals mit einem elektrischen Reiz am Arm, der ins Gehirn weiter geleitet wird. Findet eine Stärkung der Verknüpfung von Nervenzellen statt, kontrahiert sich der Daumenmuskel stärker als zuvor. Dieser Effekt zeigte sich nach Nachtschlaf. Nach Schlafentzug dagegen war die Kontraktion des Daumenmuskels sogar schwächer. Auf Verhaltensebene beobachteten die Freiburger Forscher zudem ein schlechteres Neulernen von Wortpaaren nach Schlafentzug.

Möglicher Grund, warum Menschen Schlafmangel unterschiedlich gut vertragen

Weiterhin fanden sie Hinweise darauf, dass der Wachstumsfaktor BDNF (brain derived neurotrophic factor) bei der Regulation der synaptischen Aktivität eine wichtige Rolle spielt. Es ist bekannt, dass BDNF nach normalem Schlaf die Neuverknüpfung von Nervenzellen und damit Lernen fördert. Die Forscher konnten nun zeigen, dass eine anhaltend hohe BDNF-Konzentration im Blut unter Schlafentzug eher zu einer Sättigung von Synapsen führte. „Das könnte erklären, warum manche Menschen Schlafmangel besser verkraften als andere“, sagt Prof. Nissen.

Therapieansätze für Depression und Schlaganfall

Die Erkenntnisse könnten zur Entwicklung neuer Therapiemöglichkeiten beitragen, etwa nach Schlaganfall oder bei depressiven Störungen. Bei diesen Erkrankungen ist es wichtig, Verschaltungen im Gehirn zu verändern. Hierzu könnten eine gezielte Beeinflussung des Schlaf-Wach-Verhaltens, aber auch andere Verfahren wie die transkranielle Gleichstromstimulation oder Medikamente mit neuen Wirkmechanismen auf Plastizität genutzt werden.

Original-Titel der Arbeit: Sleep recalibrates homeostatic and associative synaptic plasticity in the human cortex

DOI: 10.1038/ncomms12455

Johanniskraut und Grapefruit können richtig giftig sein

Wechselwirkungen von Medikamenten und Lebensmitteln

Johanniskraut und Grapefruit können richtig giftig sein

Pills with fresh fruit in background isolated

Frisches Obst und Medikamente

Viel hilft viel, denkt so mancher während der kalten Jahreszeit. Und kompensiert mangelnde Sonnenstunden und Bewegung mit Vitamin-Tabletten oder einer Extraportion Obst und Gemüse. Klingt gesund – kann sich aber ins Gegenteil verkehren, falls gleichzeitig Medikamente eingenommen werden. Denn die Ernährung kann die Wirkung von Arzneimitteln stark verändern, warnt Prof. Dr. Martin Wehling vom Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie an der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg. Die Folgen können erheblich, wenn nicht sogar tödlich sein.

Altersmediziner wissen es schon lange: Nehmen betagte Patienten zu viele Medikamente gleichzeitig ein, steigt durch diese Polymedikation (auch Multimedikation oder Polypharmazie genannt) die Wahrscheinlichkeit von unerwünschten Wechsel- und Nebenwirkungen. Aber auch als gesund geltende Lebens- und Nahrungsergänzungsmittel können die Wirkung von Arzneimitteln verändern – und das ganz unabhängig vom Alter der Person.

„Es gibt nicht ohne Grund immer den Hinweis in Beipackzetteln, ob ein Medikament vor, beim oder nach dem Essen eingenommen werden soll“, sagt Prof. Dr. Martin Wehling. „Das muss beachtet werden, sonst kommt vom Wirkstoff im Blut entweder zu wenig oder zu viel an. So muss beispielsweise das Schilddrüsenhormon L-Thyroxin eine halbe Stunde vorher eingenommen werden, sonst interagiert es mit dem Essen und wird nicht richtig freigesetzt.“

Hierbei geht es Prof. Dr. Wehling weniger um Nahrungsergänzungsmittel oder Immunpräparate – „die sind oft komplett wirkungslos“ –, sondern um natürliche, unveränderte Lebensmittel. „Das Problem ist, dass die Leute glauben: Alles Pflanzliche ist gut, alles Chemische ist schlecht“, bringt es der Pharmakologe auf den Punkt. „Dabei kann auch Pflanzliches wie Johanniskraut und Grapefruit richtig giftig sein.“

Eine Warnung, die überrascht. Gilt doch Johanniskraut als Hausmittel mit stimmungsaufhellendem, stabilisierendem und angstlösendem Effekt. „Je nach Menge verursacht Johanniskraut drastische Wechselwirkungen“, sagt Prof. Dr. Wehling. Die Wirksamkeit von Statinen sei herabgesetzt, die Wahrscheinlichkeit für eine Digoxinvergiftung steige, ebenso das Risiko für eine Herz- oder Nierenabstoßung nach einer Transplantation. Außerdem gelte: „Vor einer Operation sollte Johanniskraut mindestens für fünf Tage abgesetzt werden, sonst kann es zu verstärkten Blutungen kommen.“

Ähnlich vernichtend auch das Urteil zur Grapefruit. „Sie ist ein Beispiel dafür, dass ein Nahrungsmittel keinen Ergänzungsstoff braucht, um richtig giftig zu werden“, stellt der Mannheimer Universitätsprofessor klar. Demnach führt der Stoff, der die Frucht bitter macht, zu massiven Interaktionen bei der Aufnahme von Arzneimitteln: Neben der Bioverfügbarkeit verändert sich die Wirksamkeit von Immunsuppressiva, Statinen und Kalziumantagonisten, was besonders für Herz- und Krebspatienten schwerwiegende Folgen haben kann. Prof. Dr. Wehlings Rat lautet daher knapp: „Esst keine Grapefruit wenn Ihr Arzneimittel einnehmt. Der Nutzen ist zu gering, die Gefahren sind zu groß. Schmecken tut sie (mir) sowieso nicht.“

Als fast genauso überflüssig stuft Prof. Dr. Wehling die Einnahme von Ginkgo-Präparaten ein. Diese erfreuen sich aufgrund ihrer angeblich positiven Wirkung bei Gedächtnis-, Konzentrations- und Durchblutungsstörungen sowie bei Schwindel, Ohrensausen und Kopfschmerzen großer Beliebtheit – was der Experte deutlich anders sieht: „Es ist ein völlig überflüssiges Mittel mit nur einer bekannten Wirkung, nämlich dass es Blutungen auslösen beziehungsweise die Wirkung von blutverdünnenden Arzneien verstärken kann.“

Auch für Naschkatzen und Koffein-Junkies hat Prof. Dr. Wehling schlechte Nachrichten: Wer eine Tüte Lakritz am Tag isst, riskiert Bluthochdruck. Dies wird verursacht durchs Glycyrrhizin, das in der Wurzel der Süßholzpflanze vorkommt. Koffein wiederum kann bei Personen, die an einer Herzmuskel- oder Herzkranzgefäßerkrankung leiden, ganz erhebliche Herzrhythmusstörungen auslösen. Noch gravierender sei das dem Experten zufolge bei Energydrinks. „Das Zeug ist wirklich giftig, weil es extreme Mengen an Koffein und anderen Stoffen enthält“, sagt er. „Es sind Fälle beschrieben, bei denen Jugendliche – die eigentlich keine Herzprobleme haben – einen Liter getrunken haben und gestorben sind.“

Für Prof. Dr. Martin Wehling ist das Problem auf einen Punkt zurück zu führen: „Koffein ist von seinen ganzen Charakteristika ein hochwirksames Medikament. Nur weil es in der Nahrung natürlich vorkommt, wird es nicht als solches untersucht und mit entsprechenden Gefahrenhinweisen versehen.“

Doch Koffein hat auch einen positiven, überraschenden Effekt speziell für alte Menschen. „Wenn man Patienten mit prädementiellem Syndrom, die an Schlaflosigkeit leiden, abends Kaffee gibt, dann werden sie ruhiger. Das sorgt für eine sogenannte paradoxe Schlafförderung. Abhängig von der individuellen Konstitution kann Koffein also ganz unterschiedliche Wirkungen haben.“