Schlaf ist wesentlich für die menschliche Gesundheit. Aber mit zunehmendem Alter nimmt bei vielen Menschen die Schlafqualität ab, was wiederum die Lebensqualität reduziert. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts (MPI) für Biologie des Alterns in Köln haben am Beispiel der Taufliege untersucht, wie der Alterungsprozess den Schlaf beeinträchtigen kann. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine altersbedingte Verschlechterung (auch beim Menschen, Anm. d. Red.) verhindert werden kann und vielleicht sogar umkehrbar ist.
Um aufzudecken, wie das Altern den Schlaf beeinflusst, studierten die Max-Planck-Wissenschaftler die Taufliege Drosophila melanogaster, einen klassischen Modellorganismus der Alternsforschung. „Der Schlaf von Drosophila hat viele Gemeinsamkeiten mit dem menschlichen Schlaf. Dazu gehört auch die Abnahme der Qualität“, sagt Luke Tain vom MPI für Biologie des Alterns. „Wie wir Menschen schlafen auch Fliegen in der Nacht und sind während des Tages aktiv. Wir können beobachten, wann und wie lange Fliegen schlafen. Und wir können auch die Qualität ihres Schlafes bestimmen, indem wir messen, wie oft sie aufwachen. Das wiederum ermöglicht uns, die Auswirkungen bestimmter Substanzen oder anderer Einflussfaktoren auf den Schlaf zu studieren, wie etwa das Alter und die genetische Veranlagung.“
Alternsforscher Athanasios Metaxakis, Luke Tain und Sebastian Grönke aus der Abteilung von MPI-Direktorin Linda Partridge haben jetzt entdeckt, dass eine verminderte Aktivität des IIS-Signalweges zu einer verbesserten Schlafqualität in der Nacht und einer höheren Aktivität bei Tag führt. Über einen „Signalweg“ überträgt ein Organismus auf molekularbiologischer Ebene Informationen. Auf diese Weise kann die Zelle auf äußere Bedingungen wie beispielsweise das Nahrungsmittelangebot reagieren. „In unserer Studie haben wir beschrieben, wie über den IIS-Signalweg durch die Neurotransmitter Dopamin und Octopamin Schlaf und Aktivität reguliert werden“, erklärt Tain. „Was diesen Signalweg so interessant für uns macht ist die Tatsache, dass er evolutionär konserviert ist. Das heißt: Seine Bestandteile und Funktionen ähneln sich in verschiedenen Arten von Lebewesen – von einfachen Organismen wie Taufliegen und Mäusen bis hin zum Menschen. Darüber hinaus konnten wir die Schlafqualität in der Fliege durch therapeutische Wirkstoffe verbessern.“
Zudem fanden die Wissenschaftler heraus, dass Tag-Aktivität und Nachtschlaf durch zwei verschiedene Signalwege gesteuert werden. Beim Signalweg für die Nachtruhe spielen das Protein TOR und der Neurotransmitter Dopamin wichtige Rollen. Überraschend ist, dass die Schlafqualität selbst in alten Fliegen verbessert wird, wenn die Aktivität von TOR akut gehemmt wird durch die Behandlung mit dem therapeutischen Wirkstoff Rapamycin. Dies legt nahe, dass altersbedingte Schlafstörungen nicht nur vermeidbar, sondern auch wieder umkehrbar sind.
Auf Basis dieser Ergebnisse werden die Wissenschaftler weiter arbeiten. Luke Tain: „Durch die hohe evolutionäre Konservierung der IIS- und TOR-Funktion könnten unsere Ergebnisse schließlich dazu beitragen, therapeutische Ansätze für eine Verbesserung der Schlafqualität älterer Menschen zu finden. Dies ist unser längerfristiges Ziel. Der nächste Schritt ist jedoch, herauszufinden, ob diese Mechanismen so auch bei höheren Tieren wie Mäusen funktionieren.“
(Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns / IDW)
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Weiterführende Informationen zur Originalpublikation:
Lowered Insulin Signalling Ameliorates Age-Related Sleep Fragmentation in Drosophila. Athanasios Metaxakis, Luke S. Tain, Sebastian Grönke, Oliver Hendrich, Yvonne Hinze, Ulrike Birras, and Linda Partridge. PLOS Biology, April 1, 2014.
