Weshalb brauchen wir Schlaf? Zur DNA-Reparatur, sagen Forscher aus Israel

0

Foto: 55hatako/Stock.adobe

Säugetiere, Vögel, Fische und Insekten – sie alle schlafen. Sogar Quallen, die kein Gehirn haben, wechseln in einen schlafartigen Ruhezustand. Wie lange Hunde schlafen, dösen und ruhen ist individuell unterschiedlich. Fest steht aber, dass unsere Vierbeiner damit viel mehr Zeit verbringen als wir Menschen. Aber warum brauchen wir alle Schlaf?

Warum Schlaf nötig ist, wenn er die Schlafenden doch Gefahren wie Jagdtieren schutzlos aussetzt, ist eines der größten Rätsel, das Wissenschaftler weltweit zu lösen versuchen. Forscher der Bar-Ilan Universität in Israel haben zu dem Thema nun im Fachmagazin Nature Communications eine neue Studie veröffentlicht. Darin decken sie einen Zweck auf, von dem sie glauben, dass er erklären könnte, wie Schlaf und Schlafstörungen die Gehirnleistung, das Altern und verschiedene Gehirnerkrankungen beeinflussen: die Reparatur und Instanthaltung von DNA.

DNA, Zellen und Chromosomen

In der DNA ist die Erbinformation gespeichert. Das ist die Information, die für den Bau des Körpers gebraucht wird. DNA ist im Kern fast jeder Zelle zu finden. Sie ist in den Chromosomen verpackt. Die Zellen von uns Menschen haben 46 Chromosomen. In den Zellen von Hunden stecken 78 Chromosomen.

Reparatur im Schlaf

Zu Schäden an der DNA können zum Beispiel Strahlung oder die Aktivität innerhalb der Nervenzellen selbst führen. Aber innerhalb der Zellen gibt es Reparatursysteme, die sich um diese Schäden kümmern. Die Arbeit der Forscher zeigt, dass sich DNA-Schäden anhäufen, während ein Lebewesen wach ist.

Die Rolle des Schlafs ist es, Zeit für Reparaturarbeiten zu schaffen. Diese funktionieren dann besser. „Das ist wie bei Schlaglöchern in der Straße“, erklärt Professor Lior Appelbaum, der die Studie geleitet hat. „Vor allem während am Tag viele Autos darauf fahren, verschleißen die Straßen. Und es ist am praktischsten und effizientesten, diese nachts zu reparieren, bei geringem Verkehrsaufkommen.“ Der Forscher nennt die DNA-Schäden „den Preis dafür, wach zu sein“.

Blicke in einen durchsichtigen Fisch

Für ihre Studie arbeiteten die Forscher mit Zebrafischen. Diese eignen sich besonders gut, da sie transparent sind und ihr Gehirn dem menschlichen stark ähnelt. Mithilfe eines hochauflösenden Mikroskops schauten sich die Forscher an, wie sich in den Zellen wacher und schlafender Fischen DNA und Kernproteine bewegten. Dabei überraschte sie, dass die Chromosomen – also die Strukturen innerhalb der Zellen, in denen die Gene stecken – nachts aktiver sind, während der Körper ruht. Diese Aktivität macht die DNA-Reparatur effizienter.

„Trotz des Risikos, das eine verringerte Wahrnehmung der Umgebung mit sich bringt, müssen Tiere – von der Qualle über den Zebrafisch bis zum Menschen – schlafen, um ihren Nervenzellen die effiziente DNA-Instandhaltung zu ermöglichen. Und das könnte der Grund sein, warum Schlaf existiert und im Tierreich so bewahrt wird“, sagt Professor Appelbaum.

Quelle: Science Daily

Avatar